MX2014002799A - Metodo y sistema para aumentar el rango de frecuencia de una fuente sismica marina convencional con baja frecuencia. - Google Patents

Abstract

Un elemento de fuente resonante está configurado para generar ondas sísmicas. El elemento de fuente resonante incluye un alojamiento; un sistema de alta presión configurado para descargar dentro del alojamiento y un primer conducto acoplado a una abertura del alojamiento, en donde el extremo distal del primer conducto libremente comunica con un ambiente.

Description

MÉTODO Y SISTEMA PARA AUMENTAR EL RANGO DE FRECUENCIA DE UNA FUENTE SÍSMICA MARINA CONVENCIONAL CON BAJA FRECUENCIA Cam po de la Invención Las modalidades de la presente materia se relacionan en general, con métodos y sistemas y más en particular, con mecanismos y téenicas para incrementar el contenido de baja frecuencia de las ondas sísmicas generadas por un arreglo de fuente sísmica marina.

Antecedentes de la I nvención La sismología de reflexión es un método de exploración geofísica para determinar las propiedades de una porción de la sub-superficie terrestre, en donde la información es especialmente útil para la industria del gas y petróleo. La sismología de reflexión marina está con base en el uso de una fuente controlada que envía ondas de energía dentro de la tierra. Al medir el tiempo que toman los reflejos en regresar a múltiples receptores, es posible calcular la profundidad y/o la composición de las características que provocan tales reflejos. Estas características se pueden asociar con depósitos de hidrocarburos submarinos.

Para muchas aplicaciones, un sistema 100 de inspección sísmica, como se ilustra en la Figura 1 , incluye una embarcación 102 que remolca múltiples cables marinos 1 10 (solamente uno se encuentra visible en la Figura) y una fuente 130 sísmica. El cable marino 110 está acoplado a través de un cable guía 1 12 (u otros cables) hasta la embarcación 102, 9 mientras el arreglo 130 fuente está acoplado a través de un nodo 132 central con la embarcación. Un flotador 1 14 de cabeza, que flota en la superficie 104 del agua, está conectado a través del cable 1 16 con un extremo 1 10A de cabezal del cable marino 1 10, mientras una boya 1 18 de cola está conectada, a través de un cable 1 16 similar, con un extremo 110B de cola del cable marino 1 10. El flotador 1 14 de cabezal y la boya 1 18 de cola se usan , entre otras cosas, para mantener la profundidad del cable marino. Unos sensores 122 sísmicos están distribuidos a lo largo del cable marino y están configurados para registrar los datos sísmicos. Los sensores 122 sísmicos pueden incluir un hidrófono, un geófono, un acelerómetro o una combinación de los mismos. Los dispositivos 128 de posicionamiento (pájaros) están acoplados a lo largo del cable marino y son controlados por un controlador 126 para ajustar la posición del cable marino de conformidad con el plan de inspección.

El arreglo 1 30 fuente tiene múltiples elementos 136 fuente, que típicamente son pistolas de aire. Los elementos fuente están acoplados con el flotador 137 para viajar a las profundidades deseadas por debajo de la superficie 104 del agua. Durante la operación, la embarcación 102 sigue una trayectoria T predeterminada, mientras los elementos 136 fuente emiten ondas 140 sísmicas. Estas ondas rebotan en el fondo 142 oceánico y en otras interfaces de capa por debajo del fondo 142 oceánico y se propagan como ondas 1 14 reflejadas/refractadas que son registradas por sensores 122. Las posiciones de tanto el elemento 1 36 fuente como del sensor 122 de registro se calculan con base en sistemas 124 GPS y se registran junto con los datos sísmicos en un dispositivo 127 de almacenamiento a bordo de la embarcación. El controlador 126 tiene acceso a los datos sísmicos y se pueden usar para obtener un mejor control de calidad o incluso mayor procesamiento de estos datos. El controlador 126 puede estar conectado también con el sistema de navegación de la embarcación y con otros elementos del sistema de inspección sísmica, por ejemplo, con los pájaros 128.

Un elemento fuente puede ser impulsivo (por ejemplo, una pistola de aire) o vibratorio. Un elemento fuente vibratorio se describe en la Solicitud de Patente de Estados Unidos de América No. de Serie 12/415,216, (de aquí en adelante, la solicitud ‘216), presentada el 8 de marzo de 2012, y titulada: “Source for Marine Seismic Acquisition and Method” (Fuente para Adquisición Sísmica Marina y Método) cedida al mismo cesionario de la presente solicitud, cuyo contenido se incorpora aquí como referencia en su totalidad.

En la actualidad, la pistola de aire es la fuente más usada para la adquisición sísmica marina. Sin embargo, ninguna pistola de aire ni los elementos de fuente vibratoria existentes son efectivos en el rango de baja frecuencia del espectro, principalmente en el intervalo de 1 a 10 Hz. En otras palabras, la energía generada por la pistola de aire en el espectro de baja frecuencia y la energ ía reflejada resultante recibida es demasiado débil para proporcionar la relación señal a ruido necesaria requerida para la aplicación exitosa en la formación de imagen sísmica. El rango de energía de baja frecuencia es útil en la exploración sísmica debido a que proporciona una mejor penetración de profundidad de la señal sísmica, lo cual es extremadamente valioso para formar imágenes en lugares geológicos complejos, tal como, sub-salinos, de basalto o incluso con carbonato denso. El éxito de las téenicas avanzadas, al igual que la inversión sísmica, útil para la interpretación, requiere energía en el rango de baja frecuencia.

De este modo, existe la necesidad de obtener un rango de baja frecuencia para los datos sísmicos que necesitan de interpretación sísmica. Para tener la capacidad de registrar tales datos, los arreglos fuente necesitan ser ajustados/modificados para generar tal contenido de baja frecuencia. Por lo tanto, sería conveniente proporcionar elementos fuente y métodos que sean capaces de generar la energía de baja frecuencia.

Breve Descripción de la Invención De conformidad con una modalidad, se proporciona un sistema de baja frecuencia que incluye múltiples acelerómetros ubicados en la embarcación a lo largo de una línea determinada y un controlador configurado para recibir información desde los múltiples acelerómetros y para generar una firma de fuente de viraje asociada con el movimiento viraje de la embarcación. El movimiento de viraje de la embarcación genera ondas de baja frecuencia.

De conformidad con otra modalidad, se proporciona un elemento fuente resonante configurado para generar ondas sísmicas. El elemento fuente resonante incluye un alojamiento: un sistema de alta presión configurado para se descargado dentro del alojamiento y un primer conducto acoplado con una abertura del alojamiento. Un extremo distal del primer conducto se comunica libremente con el ambiente.

De conformidad con otra modalidad, se proporciona un sistema de inspección para explorar una sub-superficie. El sistema de inspección incluye un arreglo fuente de alta frecuencia que incluye múltiples elementos fuente de alta frecuencia y un arreglo fuente de baja frecuencia que incluye múltiples elementos fuente de baja frecuencia. Un elemento fuente de baja frecuencia incluye un alojamiento, un sistema de alta presión configurado para ser descargado dentro del alojamiento y un primer conducto acoplado con una abertura del alojamiento. Un extremo distal del primer conducto se comunica libremente con el ambiente.

Breve Descripción de los Dibujos Los dibujos acompañantes, que se incorporan en y que constituyen una parte de la especificación, ilustran una o más modalidades y junto con la descripción, explican estas modalidades. En los dibujos: La Figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de adquisición sísmica.

Las Figuras 2A y 2B son diagramas esquemáticos de los elementos de fuente vibratoria.

La Figura 3 es un diagrama esquemático de una embarcación que genera ondas sísmicas de baja frecuencia.

La Figura 4 es un diagrama esquemático de un elemento fuente de dos polos.

Las Figuras 5A-5C ilustran el desplazamiento, la aceleración y la distribución de espectro de energía para el movimiento de viraje de la embarcación .

La Figura 6 es un diagrama esquemático de un elemento fuente resonante.

Las Figuras 7A-D ilustran la presión, el desplazamiento, la presión de campo lejano y la distribución de espectro de energía para un elemento fuente resonante.

La Figura 8 ilustra la distribución de espectro de energía con dos frecuencias resonantes.

La Figura 9 es un diagrama esquemático de un elemento fuente resonante con frecuencias variables.

Las Figuras 10A y 10B son diagramas esquemáticos de varios dispositivos de resorte variable.

La Figura 1 1 es un diagrama esquemático de un mecanismo de control.

La Figura 12 es una ilustración de una frecuencia de barrido para un elemento fuente resonante con el dispositivo de resorte variable.

Las Figuras 13A-13B son diagramas esquemáticos de varios mecanismos de sincronización.

La Figura 14 es un diagrama esquemático de otro elemento fuente.

Las Figuras 15A y 15B son diagramas esquemáticos de un arreglo fuente con elementos fuente de baja frecuencia.

La Figura 16 es un diagrama de flujo de un método para procesar datos sísmicos; y La Figura 17 es un diagrama esquemático de un dispositivo de control.

Descripción Detallada de la Invención La siguiente descripción de las modalidades ejemplificativas se refiere a los dibujos acompañantes. Los mismos números de referencia en los diferentes dibujos identifican los mismos elementos o elementos similares. La siguiente descripción detallada no limita la invención. En su lugar, el alcance de la invención se define por las reivindicaciones anexas. Las siguientes modalidades se describen, por ejemplo, con respecto a la terminología y estructura de un elemento fuente configurado para generar energía acústica de baja frecuencia en un ambiente marino. Sin embargo, , las modalidades a ser descritas después no están limitadas a un elemento fuente marino, más bien se pueden aplicar en elementos fuente (por ejemplo, una colección de elementos fuente) o incluso en fuentes terrestres.

La referencia a través de la especificación a “una modalidad” o “la modalidad” significa que una característica o estructura particular descrita en conexión con una modalidad está incluida en por lo menos una modalidad de la materia descrita. De este modo, la aparición de las frases “en una modalidad" o “en la modalidad” en varios lugares a través de la especificación, no necesariamente se refiere a la misma modalidad. Además, las características o estructuras particulares se pueden combinar en cualquier forma apropiada en una o más modalidades.

De conformidad con una modalidad, un arreglo de fuente tradicional que incluye una pistola de aire que funciona deficientemente en un espectro de baja frecuencia se aumenta con uno o más elementos fuente de baja frecuencia para mejorar el espectro de baja frecuencia. La salida de varios elementos fuente de baja frecuencia puede llenar la energía que con frecuencia falta en inspecciones marinas convencionales. En una aplicación, se construyen varios elementos fuente de baja frecuencia, cada uno de ellos emite energía de baja frecuencia sobre una porción determinada del rango de baja frecuencia de las frecuencias de interes. El rango de baja frecuencia de frecuencias se considera principalmente para extenderse de 1 Hz hasta aproximadamente 10 Hz. Sobre los 10 Hz, las fuentes de pistola de aire existentes adecúan la potencia de la fuente. En una modalidad, se genera energía pasiva que tiene un contenido de energía de muy baja frecuencia (por ejemplo, menos que 2 Hz) por el viraje de la embarcación y esta “fuente pasiva” se puede combinar con los elementos fuente resonantes novedosos (a ser descritos más tarde). Un elemento fuente resonante puede ser energizado por pistolas de aire y produce energía significativa que abarca el rango de frecuencia de 2-10 Hz. Como se describe después, las fuentes resonantes novedosas pueden tener ciertas variedades, por ejemplo: a) elementos fuente que tienen un único pico resonante predominante; b) elementos fuente que tienen dos o más picos resonantes dominantes y c) elementos fuente que contienen un dispositivo de resorte variable que se puede programar en efecto, para llevar a cabo un barrido de frecuencia que abarca un rango de frecuencias predeterminado. Para obtener la energía adecuada para el caso “c”, dos o más dispositivos de resorte variable se pueden usar con los rangos de frecuencias no traslapadas para abarcar el rango de 2-10 Hz, por ejemplo, un primer elemento fuente abarca el rango de 2-3 Hz, un segundo elemento fuente abarca el rango de 3-5 Hz y un tercer elemento fuente abarca el rango de 5-10 Hz.

Antes de describir los elementos fuente novedosos diseñados para generar energ ía acústica en el rango de baja frecuencia, se introduce un elemento fuente vibratoria, que para simplificar, es referido como un elemento fuente. Un elemento fuente puede tener un sistema accionador lineal electro-magnetico configurado para accionar un miembro de desplazamiento (por ejemplo, un pistón o un par de pistones). Se debe hacer notar que el miembro de desplazamiento puede ser no solamente de un material rígido, sino que también puede ser un material suave, por ejemplo, un diafragma. De este modo, el miembro de desplazamiento es un material que separa el interior del elemento fuente del ambiente. Es posible tener un accionador hidráulico, neumático, magneto-restrictivo o piezoeléctrico u otros mecanismos apropiados en lugar del accionador electro-magnético. Un elemento fuente puede ser accionado por una señal piloto apropiada. Múltiples elementos fuente pueden estar ubicados juntos para formar un sub-arreglo fuente. Uno o más sub-arreglos fuente forman un arreglo fuente. Una señal piloto está diseñada como una señal objetivo del arreglo fuente, de modo que la salida de campo lejano del arreglo total sigue el espectro de energía objetivo deseado. Una señal de accionamiento derivada de la señal piloto se aplica en cada elemento fuente. Una señal piloto puede tener cualquier forma, por ejemplo, pseudo-aleatoria, coseno o seno, de frecuencia en incremento o en disminución, etc.

De conformidad con la modalidad ilustrada en la Figura 2A, el elemento 200 fuente tiene un alojamiento 220, que junto con los pistones 230 y 232 encierran un sistema 240 accionador y lo separan del ambiente 250, que puede ser el agua. Aunque la Figura 2A muestra dos pistones 230, 232 móviles, se debe hacer notar que el elemento fuente puede tener cualquier número de pistones, por ejemplo, un pistón o más de dos pistones.

El alojamiento 220 se puede configurar como un solo recinto, como se ilustra en la Figura 2A y tiene primera y segunda aberturas 222 y 224 configuradas para ser cerradas por los pistones 230 y 232. Sin embargo, , en otra modalidad 201 ilustrada en la Figura 2B, el alojamiento 220 puede incluir dos recintos 220A y 220B separados conectados en forma rígida entre sí por un miembro 202. Un solo sistema 240 accionador puede estar configurado para accionar en forma simultánea los pistones 230 y 232 de accionamiento, en direcciones opuestas para generar ondas sísmicas, como se ilustra en la Figura 2A. Los dos sistemas 240A y 240B de accionamiento se pueden usar en la modalidad de la Figura 2B. En una aplicación, los pistones 230 y 232 son rígidos, es decir, están hechos de un material rígido y reforzado, como será descrito despues, con costillas 234 rígidas. El sistema 240 accionador puede incluir uno o más accionadores 242 y 244 electro-magnéticos individuales. Se pueden usar otros tipos de accionadores. Sin considerar el número de accionadores individuales se usen en el elemento fuente 200 ó 201 , los accionadores son provistos en pares configurados para actuar en forma simultánea en direcciones opuestas en pistones correspondientes con el fin de evitar el movimiento “oscilante” del elemento fuente. Se debe hacer notar que no es conveniente “oscilar” el elemento fuente cuando se generan ondas debido a que la posición de elemento fuente debe seguir una trayectoria predeterminada cuando se remolca en el agua.

El tamaño y la configuración del alojamiento, los pistones y el sistema accionador depende de la salida acústica del elemento fuente. Por ejemplo, un elemento fuente de alta frecuencia (como se ilustra en la Figura 2A) tiene menor tamaño que un elemento fuente de baja frecuencia (como se ilustra en la Figura 2B). En una modalidad, la longitud del alojamiento del elemento fuente de alta frecuencia es de aproximadamente 1.5 m y su diámetro es de aproximadamente 450 mm. La longitud total del alojamiento del elemento fuente de baja frecuencia es de aproximadamente 3 m y su diámetro es de aproximadamente 900 mm. De este modo, en una aplicación, el elemento fuente de baja frecuencia tiene esencialmente el doble del tamaño del elemento fuente de alta frecuencia.

El sistema 240 accionador se puede acoplar con el alojamiento 220 por un acoplamiento 248 (por ejemplo, una pared o una ménsula). Los diferentes componentes descritos se ilustran en las Figuras 2A y 2B. Tales componentes pueden incluir un mecanismo 260 de sellado provisto entre los pistones y el alojamiento, un mecanismo 285 ó 285A y 285B de regulación de presión configurado para balancear la presión externa del ambiente 250 con la presión de un fluido 273 encerrado por el alojamiento 220 (fluido 273 encerrado que puede ser aire u otros gases o mezclas de gases), una o más flechas (280 y 282) por pistón para transmitir el movimiento de accionamiento desde el sistema 240 accionador a los pistones 230 y 232, un sistema 290 guía para las flechas, un sistema 294 de enfriamiento para transferir el calor desde el sistema 240 de accionamiento al ambiente 250, uno o más dispositivos 270, 270A, 270B de control local para coordinar el movimiento de estos elementos, etc.

De conformidad con una modalidad, el elemento fuente de baja frecuencia se puede considerar como la embarcación que remolca un arreglo fuente convencional. La embarcación puede ser considerada como una “fuente pasiva”. El viraje de la embarcación, que se debe al efecto de las olas del océano, el viento y/o las fuerzas del cable marino actúan sobre la embarcación, lo cual genera la energ ía sísmica.

Tal fuente 300 pasiva se ilustra en la Figura 3. Uno o más acelerómetros 302 pueden estar montados en la embarcación 304, como se ilustra en la Figura 3. El acelerómetro 302 puede ser un dispositivo de un solo componente (orientado en forma vertical) o un dispositivo de tres componentes que tiene la capacidad de medir más exactamente la aceleración de la embarcación en bajas frecuencias, por ejemplo, 1 Hz o menos. En una aplicación, seis o más acelerómetros de tres componentes y/o una unidad inercial están colocados al mismo nivel 312, por debajo de la cubierta 314. Los acelerómetros se pueden separar mucho y están configurados para registrar las aceleraciones sobre largos períodos de tiempo, por ejemplo, uno a tres minutos o en forma continua.

La combinación de las mediciones de aceleración es recibida por un controlador 306 a bordo de la embarcación y se usa para calcular la aceleración vertical general de la embarcación. Por ejemplo, las señales de aceleración vertical pueden promediarse para obtener un cálculo de la aceleración vertical general de la embarcación. La aceleración vertical general de la embarcación se puede usar como la “firma de viraje de embarcación”. I ncluso aunque el viraje es un fenómeno de baja frecuencia, usualmente por debajo de 1 Hz, es rico en energía harmónica. En una modalidad, la energía harmónica en la firma de fuente que cae sobre 1 Hz puede ser usada como una fuente sísmica “pasiva”.

Los datos del receptor adquiridos por los receptores 308 distribuidos a lo largo del cable marino 310 remolcado se pueden correlacionar con la “firma de fuente de viraje”. En una aplicación, la “firma de fuente de viraje” se puede utilizar como un operador de desconvolución en los datos del receptor. Algunas operaciones de filtración y otro procesamiento se puede aplicar en el controlador 306 o en un centro de base terrestre, que están más allá del alcance de esta descripción, para producir un juego de datos de baja frecuencia que se puede integrar con otros datos que fueron adquiridos, en forma simultánea, con el uso de otras fuentes 320 marinas, como las pistolas de aire que no irradian energía de muy baja frecuencia. Para usar la señal de aceleración como una firma de fuente, en una aplicación, los datos del hidrófono se recolectan con las pistolas de aire que están inactivas, por largos períodos de registro, por ejemplo, uno a tres minutos. Entonces, se recolectan datos complementarios del hidrófono mientras las pistolas de aire se disparan. La longitud del registro debe ser suficientemente prolongada, por ejemplo, al menos un minuto de duración La longitud de onda correspondiente a una onda de 10 Hz es de aproximadamente 152 m y por tanto, debido a que la embarcación tiene una longitud menor que 152 m, es probable que se considere una fuente de punto sobre el rango de baja frecuencia. Como se ¡lustra en la Figura 4, la embarcación 400 actúa como una fuente de dos polos, con un polo 402 que es la parte Inferior de la embarcación, que está a una profundidad D con relación a la superficie 404 del mar, y actúa como un pistón gigante y el otro polo 406 es una fuente virtual (de polaridad opuesta) sobre la superficie 404 del mar debido al efecto de reflejo de la superficie. Una presión P de campo lejano continua, descendente a una frecuencia f referida a 1 m para la fuente de dos polos es determinada, en una modalidad, por: En donde p es la densidad del agua, S es la superficie del monopolo 402 = , A(f) es el espectro de aceleración de viraje, D es la profundidad del monopolo 402 con relación a la superficie del mar y j es la raíz cuadrada de menos uno. La Figura 5A ilustra el desplazamiento de viraje contra el tiempo, la Figura 5B ilustra la aceleración de viraje contra el tiempo y la Figura 5C ilustra la distribución de espectro de energía de campo lejano (ESD) sobre la frecuencia para la fuente 400.

Ahora se describirá otro elemento fuente novedoso, llamado aquí como elemento fuente resonante. Un elemento fuente resonante genera por lo menos una sola frecuencia resonante. El elemento fuente resonante puede ser usado como una fuente independiente. Sin embargo, se cree que el elemento fuente resonante funciona mejor en grupo con un arreglo fuente tradicional para arrancar el contenido de baja frecuencia de la energía impartida al agua durante el disparo. Existen varios diseños diferentes para el elemento fuente resonante y se describen con referencia a los dibujos acompañantes.

En una modalidad, el elemento 600 fuente resonante se ilustra en la Figura 6 e incluye un alojamiento 602 y dos pistones 604 y 606 que definen un recinto 608. Los pistones gemelos se excitan al disparar el sistema de alta presión, por ejemplo, una pistola de aire 60 dentro del recinto 608. En una aplicación, el sistema de alta presión puede incluir una válvula conectada con una fuente de alta presión, o un sistema de manguito giratorio o una válvula tipo motor que puede suministrar aire de alta presión. Para simplificar, las siguientes modalidades se describen con respecto a una pistola de aire 610. La pistola de aire 610 puede ser una pistola de aire tradicional y puede estar ubicada dentro del recinto 608, como se ilustra en la Figura 6. Se debe hacer notar, que para simplificar, la Figura 6 ilustra varios elementos, a ser descritos después, solamente para el pistón 604 y no para el pistón 606. Aunque esta configuración es posible, otra modalidad tiene los mismos elementos para ambos pistones. La pistola de aire 610 tiene una línea 612 de suministro, que puede incluir uno o más de aire comprimido, energía eléctrica, datos, etc. En una aplicación, la pistola de aire está ubicada fuera del alojamiento 602 o parcialmente dentro o parcialmente fuera del alojamiento 602. Los dos pistones en cualquier lado del recinto 608 son libres de moverse, es decir, no hay un accionador activo, excepto por la pistola de aire, que imparte el movimiento a sus flechas 628. Los sellos o fuelles 614 (por ejemplo, hechos de hule Kevlar reforzado) conectan los pistones con el alojamiento 602 para evitar que el agua marina entre en el recinto 608 y también para mantener los pistones acoplados con el alojamiento 602.

Cuando la pistola de aire se dispara dentro del recinto 608, el alojamiento 602 se presuriza, lo que provoca que los pistones 604 y 606 se muevan hacia afuera. La (i) masa del pistón y (ii) la masa de radiación acústica combinadas del agua actúan como una sola carga de masa con el aire 609 atrapado dentro del recinto, que actúa como un resorte de aire. El resorte de aire del alojamiento y la carga de masa de los pistones crean un efecto de resonancia que crea una señal de fuente acústica vibratoria.

Para ajustar la frecuencia resonante del elemento fuente, se pueden usar varios mecanismos. En una aplicación, una primera masa 620 se puede añadir a cada pistón. Sin embargo, este es un mecanismo de ajuste pasivo debido a que una vez que el elemento fuente se despliega bajo el agua, esta primera masa ya no se puede ajustar.

Una segunda resonancia se puede agregar al espectro de frecuencia del elemento fuente con el uso de una segunda masa 622 y un resorte 624. La segunda masa puede tener el tamaño y colocarse para contrarrestar tanto los momentos/torque debido al gradiente de presión y debido a la masa de volumen de agua del pistón desplazada. En una aplicación, la segunda masa 622 está acoplada con el resorte 624, que puede ser un resorte en espiral. El resorte 624 está fijo con el pistón 604. Un mecanismo 626 de cojinete puede estar colocado entre la segunda masa 622 y la flecha 628 (acoplada con el pistón 604) para que la flecha 628 no desplace la masa 622.

Un mecanismo 630 de frenado se puede distribuir junto a la flecha 628 para hacer que el pistón 604 barra a traves del rango de frecuencias.

El mecanismo 630 de frenado puede ser un dispositivo mecánico compuesto de cojinetes de frenado opuestos que tienen un revestimiento de cerámica o metálico, similar al usado en los frenos de disco automovilísticos, que están conectados con un pequeño accionador mecánico o neumático, que cuando se activa, provoca que los cojinetes de frenado se bloqueen hacia abajo en una superficie plana que es parte de la barra del pistón (por ejemplo, la barra del pistón puede tener ciertos planos a tierra en el mismo). Los accionadores de frenado pueden tener un resorte para desacoplar el freno cuando los frenos no se usan. El mecanismo 630 de frenado puede estar acoplado con una estructura 634 fija, dentro del alojamiento 602 a través de un mecanismo 632 de resorte y un mecanismo 636 de amortiguamiento. El mecanismo de amortiguamiento amortigua el movimiento del mecanismo de frenado. El mecanismo de amortiguamiento puede ser un sistema regulador que incluye un amortiguador viscoso que se puede acoplar en cierto momento predeterminado para actuar como un freno para detener al pistón para que se pueda mantener la señal fuente de longitud fija.

El elemento fuente resonante también puede incluir una gualdera 640 externa, opcional del pistón, la cual tiende a incrementar la carga de masa de radiación en los pistones, lo cual proporciona un medio para reducir la frecuencia resonante sin tener que agregar más masa estructural. En una aplicación, se puede usar una unidad de sincronización para asegurar que los pistones se muevan en forma simultánea hacia adentro y hacia afuera. Un tubo 650 de ventilación puede conectar el recinto 608 con el exterior, es decir, ya sea con el aire sobre la superficie del mar o el agua ambiental. Una válvula 652 de revisión puede estar ubicada a lo largo de la ventilación para evitar que el agua marina entre en el recinto. El tubo 650 de ventilación se puede usar para remover el aire desde dentro del recinto para llevar los pistones de regreso a sus posiciones internas.

En una aplicación, un controlador 660 puede ser provisto en el elemento fuente resonante para controlar y/o coordinar uno o más de los componentes de la fuente, por ejemplo, un mecanismo de frenado, válvula, pistola de aire, mecanismo 636 de amortiguamiento, etc. La energía electrica para el controlador 660 puede ser suministrada desde una fuente externa, a través de la línea 612 de suministro o desde una fuente 662 local, que puede ser una batería, una celda de combustible, un hidrogenerador, etc. Otro equipo puede estar ubicado en el elemento fuente resonante 600, como por ejemplo, un sensor 670 que puede estar ubicado dentro o fuera del alojamiento 602. El sensor 670 puede ser un acelerómetro para medir el movimiento del pistón 604 o del hidrófono, cuando se coloca fuera del alojamiento 602, para determinar la firma de campo lejano del elemento fuente resonante. Se pueden usar otros sensores.

La Figura 6 también ilustra un radio “a” del pistón, la longitud L efectiva del alojamiento en la posición de inicio, una longitud Ls de gualdera y una distancia La acústica entre los pistones cuando no hay gualdera presente. La presión del campo lejano del elemento fuente resonante ilustrado en la Figura 6 se puede calcular al considerar la superposición de cuatro contribuciones, la aceleración volumétrica del pistón 604, el fantasma del pistón 604, el pistón 606 y el fantasma del pistón 606. Con base en este modelo, se calcula la presión dentro del alojamiento y se ilustra en la Figura 7A durante un intervalo de tiempo de 10 segundos, con la pistola de aire disparada en el tiempo cero, un desplazamiento correspondiente del pistón se ilustra en la Figura 7B, la firma del elemento fuente resonante correspondiente a las condiciones ilustradas en la Figura 7A y 7B se ilustran en la Figura 7C y la ESD de la fuente que opera a una profundidad de aproximadamente 15.2 m con una sola frecuencia 700 resonante se ilustra en la Figura 7D. La frecuencia 700 resonante explica el nombre de “elemento fuente resonante”.

A partir de estudios realizados en el elemento fuente de resonancia bajo diferentes condiciones, por ejemplo, con y sin frenos, etc. , se observó que este elemento fuente puede producir grandes picos que abarcan un ancho de banda de frecuencia de 0-2 Hz en la ESD. Para alcanzar un espectro continuo de 2 a 10 Hz, puede ser necesario cierto número de elementos fuente. Al incrementar el amortiguamiento disminuye los picos pero no amplia el espectro de energía. Es más conveniente tener registros largos para estas fuentes. Cuando es registro es corto, parece mejor usar menos amortiguamiento y después aplicar el freno debido a que varios ciclos de alta amplitud se obtienen antes de que empiece el amortiguamiento. Las gualderas ayudan a disminuir la frecuencia resonante, pero las gualderas largas pueden imponer un problema operativo para manejar el equipo, en especial, cuando se intenta desplegar o recuperar fuentes largas. Un intercambio práctico entre la longitud de la gualdera y la extensión de frecuencia dificulta extender la frecuencia resonante por debajo de 3.5 Hz. Al añadir la segunda masa 622, una segunda frecuencia 802 resonante aparece además de la primera frecuencia 800 de resonancia, como se ¡lustra en la Figura 8. La Figura 8 representa la ESD del elemento fuente resonante sobre la frecuencia cuando se añade la segunda masa 622.

Se debe hacer notar que para una inspección sísmica, se pueden usar en forma simultánea varios de estos elementos de fuente resonante de frecuencia barrida, en donde cada uno de los elementos fuente abarca una porción única del rango de frecuencia de interes, por ejemplo, un primer elemento fuente abarca la banda de 2-3 Hz, un segundo elemento fuente abarca la banda de 3-5 Hz y un tercer elemento fuente abarca la banda de 5-10 Hz, para que la banda de baja frecuencia completa de 2 a 10 Hz quede cubierta. Las aceleraciones del pistón para los elementos fuente de resonancia en un arreglo fuente se pueden registrar y combinar para usarse como un operador de correlación o para usarse como una entrada para una rutina de desconvolución de firma de fuente.

De conformidad con otra modalidad, al incluir un dispositivo de resorte variable que actúa en combinación con el resorte de aire del alojamiento, la frecuencia resonante se puede variar en tiempo real. En efecto, el elemento fuente resonante con el dispositivo de resorte variable puede programarse para abarcar un rango de frecuencia, similar a un chirrido o barrido de frecuencia. La Figura 9 ilustra un posible elemento 900 fuente resonante de resorte variable. El elemento 900 fuente tiene muchos componentes similares al elemento 600 de fuente y por esta razón, estos componentes no serán descritos otra vez. El elemento 900 de fuente tiene un nuevo componente, un dispositivo 980 de resorte variable. El dispositivo 980 de resorte variable puede ser un cilindro de aire neumático cuya presión interna de aire puede cambiarse para variar su índice de resorte para producir un “barrido de frecuencia”. El elemento 900 de fuente también puede incluir un mecanismo 990 sincronizador de pistón, que será descrito más tarde. El cilindro externo del cilindro 980 de resorte variable está acoplado en forma rígida con el alojamiento 902 a través de una ménsula 934.

En la modalidad ilustrada en la Figura 10A, el dispositivo 980 de resorte variable tiene un cuerpo 1002 que acomoda los pistones 1004 y 1006. Se debe hacer notar que los pistones 1004 y 1006 son diferentes a los pistones 904 y 906 de la Figura 9. Cada pistón está acoplado con una flecha 928 correspondiente con la cual se acoplan los pistones 904 y 906 del elemento 900 de fuente resonante. Los conductos 1008 y 1010 están acoplados con el cuerpo 1002 y están en comunicación de fluidos con las cámaras 1012 y 1014, respectivamente, que se forman por los pistones 1004 y 1006 con el cuerpo 1002. Una válvula 1020 de tres vías está en comunicación de fluidos con los conductos 1008 y 1010 y también con la cámara 1022 interior a través del conducto 1016. La válvula 1020 puede ser otro tipo de válvula o puede incluir múltiples válvulas de una sola vía. La cámara 1022 interior está emparedada por los pistones 1004 y 1006. Una válvula 1020 de tres vías está conectada con una línea 1024 de suministro y una línea 1026 de ventilación. La línea de suministro está configurada para suministrar, por ejemplo, aire comprimido, mientras la línea de ventilación está configurada para remover el aire presurizado de la cámara 1022 interior. Los orificios 1028A-C o estructuras equivalentes pueden estar ubicadas en cada conducto 1008, 1010 y 1016 para que el flujo de aire entre las cámaras sea posible, pero reducido.

Cuando está en uso, el inicio, la presión dentro de cada cámara del alojamiento 1002 es baja, por ejemplo, la presión atmosferica. Cuando la pistola de aire se dispara, la válvula 1020 de tres vías se apaga. Sin embargo, después de disparar la pistola de aire, el aire de alta presión fluye dentro de las tres cámaras 1012, 1014 y 1022. Esto incrementa el índice de resorte del dispositivo 980 de resorte variable. Los tres orificios 1028A-C aseguran que se conserve el efecto de resorte, ya que las presiones de rápido cambio entre las diferentes cámaras quedan bloqueadas por los orificios y también, los orificios permiten que la presión se eleve lentamente conforme se introduce aire comprimido por la válvula de tres vías. Conforme se introduce el aire comprimido, el índice de resorte del dispositivo 980 de resorte variable también incrementa, lo cual cambia la frecuencia del elemento fuente. Al final del tiempo de disparo, el mecanismo 930 de frenado se aplica para detener el movimiento de los pistones 904 y 906 y después, el aire comprimido se ventila a la atmósfera a través de la línea 1026 de ventilación para reiniciar al dispositivo con resorte variable. Se debe notar que una presión incrementada en las cámaras actúa similar al introducir un resorte entre los extremos de flecha de los pistones 904 y 906 y el alojamiento 902. De este modo, al cambiar la presión del aire dentro de las cámaras interiores, el índice de resorte del elemento fuente se modifica.

Otro dispositivo 1050 de resorte variable se ilustra en la Figura 10B. El dispositivo 1050 de resorte variable necesita estar acoplado con cada flecha 928 del elemento fuente. Se debe hacer notar que solamente un dispositivo 980 de resorte variable es necesaria en la modalidad de la Figura 10A. El dispositivo 1050 de resorte variable tiene un alojamiento 1052 que se divide en dos cámaras 1054 y 1056 por el pistón 1058. Una válvula 1060 de tres vías conecta en forma fluida las cámaras 1054 y 1056 con la línea 1062 de suministro y la línea 1064 de ventilación. Para incrementar el índice de resorte, el aire comprimido es suministrado a ambas cámaras 1054 y 1056, por ejemplo, después de que la pistola de aire ha sido disparada, mientras los pistones 904 y 906 todavía oscilan. Las líneas 1066 de distribución proporcionan el aire comprimido a ambas cámaras. Cuando se aplica el freno, el exceso de aire se remueve de ambas cámaras a través de la línea 1064 de ventilación.

En una modalidad, ahora se describe la activación de un elemento fuente resonante con un dispositivo de resorte variable. El alojamiento 902 inicialmente está a la presión hidrostática, es decir, a la presión ambiental. El mecanismo 930 de frenado está apagado y las cámaras del dispositivo de resorte variable están a una baja presión. Una unidad 1 100 de control global, como se ilustra en la Figura 1 1 , que incluye un controlador 1 102 ubicado por ejemplo, en la embarcación de remolque instruye a la unidad a disparar. Este comando es recibido en el controlador 960 local, ubicado en el elemento fuente resonante. El controlador 960 local dispara la pistola de aire 910, lo cual libera una gran presión dentro del recinto 908. Esta presión incrementada hace que los pistones 904 y 906 se muevan hacia afuera y después vibren. Su movimiento es afectado por su masa, una masa 992 adicional añadida en forma fija a la flecha 928 y por la presión del aire dentro del dispositivo 980 de resorte variable. El controlador 960 controla al dispositivo 980 de resorte variable, por ejemplo, la posición de la válvula 1020 ó 1060 para permitir que el aire comprimido entre dentro del dispositivo de resorte variable, mientras los pistones 904 y 906 oscilan, para incrementar la constante de resorte. Cuando los pistones han vibrado lo suficiente, por ejemplo, un tiempo predeterminado, el controlador 960 aplica el mecanismo 930 de frenado para detener el movimiento de los pistones 904 y 906 y libera el aire comprimido desde dentro del dispositivo 980 de resorte variable a través de la línea 1026 o 1064 de ventilación para colocar apropiadamente la válvula 1020 ó 1060 de posicionamiento, respectivamente. La válvula de tres vías puede ser cualquier válvula conocida, por ejemplo, una válvula accionada por solenoide. Las lineas 1026 y 1064 de ventilación pueden estar conectadas con la línea 950 de ventilación o directamente fuera del elemento fuente resonante. Las líneas 1024 y 1062 se pueden conectar con la línea 912 de suministro o directamente con la embarcación. Cuando las líneas 1024 y 1062 de suministro están conectadas con la línea 912 de suministro, se puede instalar una válvula (no mostrada) apropiada para controlar cuando el aire comprimido es suministrado a la pistola de aire o a las válvulas 1020 ó 1060. La ESD de tal fuente 900 se ilustra en la Figura 12, y se debe hacer notar que la ESD entre 4 y 8 Hz parece como un barrido. Al cambiar los diferentes parámetros del elemento fuente resonante con el dispositivo de resorte variable, este barrido se puede ajustar.

Con referencia otra vez a la Figura 9, un mecanismo 990 sincronizador de pistón puede estar ubicado dentro del alojamiento 902 para sincronizar el movimiento de los pistones 904 y 906. Debido a que los pistones son libres de moverse dentro del alojamiento 902, debido a que no hay accionadores físicamente enlazados con los pistones, puede ser posible que con el tiempo, un pistón se mueva más rápido o más despacio que los otros pistones, por ejemplo, debido a la diferente fricción entre los pistones y el alojamiento. Para evitar esto, en una modalidad ilustrada en la Figura 13A, el mecanismo 990 sincronizador tiene una parte 1300 giratoria que está configurada para girar alrededor de un eje 1302 con relación al miembro 1304 de soporte, que puede estar acoplado en forma fija con el alojamiento 902 del elemento 900 de fuente resonante. Los brazos 1306 y 1 308 conectan las flechas 928 correspondientes con la parte 1300 giratoria, de modo que cuando un pistón 904 se mueve, el otro pistón 906 es forzado a moverse con el mismo desplazamiento en la dirección opuesta. La parte 1300 giratoria puede ser circular o puede tener una forma ovalada y permite que los brazos 1306 y 1308 giren con relación a sus puntos de conexión.

La Figura 13B ilustra otra modalidad en donde el mecanismo 990 sincronizador tiene una parte 1 330 móvil, por ejemplo, un rodillo configurado para moverse dentro de un carril 1332. La parte 1330 móvil está conectada con los brazos 1334 y 1336 para que cuando la parte 1330 móvil se mueva a lo largo del carril 1332, los brazos 1334 y 1336 sincronizan un movimiento de traslación de los pistones 904 y 906 a lo largo de la dirección Y determinada. En una modalidad, el carril 1332 es una línea recta, esencialmente perpendicular en la dirección Y determinada. Las personas experimentadas en la téenica podrán reconocer que se pueden usar otros mecanismos sincronizadores, siempre que fuercen ambos pistones 904 y 906 a moverse al mismo tiempo a lo largo de su dirección Y determinada.

De conformidad con otra modalidad, un diferente elemento 1400 de fuente puede incluir, como se ilustra en la Figura 14, un alojamiento 1402 que acomoda un sistema 1404 de alta presión, por ejemplo, una pistola de aire, un sistema de manguito giratorio o una válvula tipo motor. Para simplificar, la pistola de aire 1404 se considera en las siguientes modalidades. La pistola de aire 1404 puede ser suministrada con aire comprimido a través de la línea 1406 de suministro. El alojamiento 1402 puede tener una o más aberturas 1410A-B que se comunica con el ambiente. La abertura 1410A se puede conectar con un conducto 1412, por ejemplo, un tubo abierto por ambos extremos. Un extremo 1412A se comunica directamente con el interior del alojamiento 1402 mientras el otro extremo 1412B se comunica directamente con el ambiente. En una aplicación, un miembro 1416 flexible separa el interior 1405 del alojamiento 1402 del ambiente 1420 (por ejemplo, el agua marina). La longitud y el diámetro del conducto 1412 (que puede ser cuadrado, circular o cualquier otra forma en sección transversal) puede ser una función calculada de la frecuencia a ser emitida. Antes de disparar, la cámara 1405 se llena con aire a la presión ambiental. Cuando está en acción, la pistola de aire 1404 se dispara, lo cual incrementa la presión dentro del alojamiento 1402, lo que la eleva más allá de la presión del ambiente 1420. Esta diferencia de presión provoca que el aire deforme el miembro 1416 flexible y que desplace el volumen de agua dentro del conducto 1412, lo cual crea una onda sísmica. La columna de agua en el conducto 1412 continúa oscilando por un tiempo determinado, lo que mueve hacia arriba y hacia abajo con relación a la gravedad G, hasta que la presión del aire dentro del alojamiento 1402 se regresa a la presión ambiental y el nivel de agua se eleva al nivel original. La presión del aire dentro del alojamiento 1402 puede regresar a la presión ambiental con el uso de varias medidas, por ejemplo, una válvula 1430 de una vía acoplada con el alojamiento 1402, ventilar el aire a traves de un conducto de ventilación (no mostrado), etc. Se debe hacer notar que un orificio en la válvula 1430 está hecho pequeño para evitar la pérdida de bajas frecuencias.

El elemento 1400 de fuente puede incluir un segundo conducto 1440 que tiene por ejemplo, una estructura idéntica al primer conducto 1412. Sin embargo, el segundo conducto 1440 puede tener una forma y/o tamaño diferentes que el primer conducto. En una aplicación, el segundo conducto 1440 puede tener una configuración diferente que el primer conducto. Por ejemplo, el segundo conducto 1440 puede incluir un miembro 1442 de desplazamiento (por ejemplo, un pistón o un flotador) en lugar de un miembro 1416 flexible, que puede moverse dentro del conducto entre los topes o mallas 1444 y 1446. Algunos topes o mallas 1444 y 1446 se pueden colocar en el conducto 1412, para emparedar el miembro 1416. En una aplicación, un amortiguador 1450 puede estar ubicado dentro de cualquiera de los conductos para amortiguar la oscilación de la columna de agua y/o el miembro 1442 de desplazamiento. En una aplicación, el amortiguador 1450 está ubicado hacia un extremo del conducto confrontado al ambiente. El amortiguador puede adoptar la forma de una pantalla, un metal perforado, una boquilla o cualquier otra cosa que puede actuar como una restricción parcial para el flujo de agua para crear un efecto amortiguador viscoso. El elemento fuente puede tener cualquier número de conductos. También es posible que ambos conductos puedan incluir miembros 1442 de desplazamiento.

En otra aplicación, en lugar de usar una válvula 1430 junto con la membrana 1416 flexible, una válvula de liberación o válvula 1431 de mariposa puede estar ubicada cerca de la parte superior del alojamiento 1402 y se puede ajustar para que se abra cuando la presión interna en el alojamiento 1402 excede cierto nivel predeterminado, un poco más alto que la presión ambiental. La presión de abertura de la válvula de liberación puede pre-ajustarse para permanecer abierta hasta que el nivel de agua se eleve a un nivel de inicio en el conducto 1412 En forma alternativa, un sensor 1433 de presión o un detector de nivel de agua puede estar ubicado en la ubicación 1430, dentro del alojamiento 1402 y una medición de este dispositivo se puede usar como una entrada para una válvula de mariposa accionada por solenoide, de modo que la válvula de mariposa se cierra cuando la pistola de aire se dispara y la columna de agua reverbera en el conducto 1412b, pero entonces la válvula se abre hasta que el nivel de agua se eleva a su posición de inicio, o en forma equivalente, la presión del alojamiento está un poco más alta que la presión ambiental. De conformidad con esta modalidad, la membrana flexible aísla por completo el interior del alojamiento 1402 del agua de mar y mantiene cualquier cosa alejada que pueda dañar el equipo interior.

Cuando se implementa en un sistema de inspección sísmica actual, el arreglo 1500 de inspección sísmica que tiene uno o más elementos de fuente antes descrito puede tener, como se ilustra en la Figura 15A, dos sub-arreglo 1502 de alta frecuencia y un solo sub-arreglo 1504 de baja frecuencia que incluye cualquiera de los elementos de fuente de baja frecuencia antes descritos. Otras configuraciones también son posibles. Cada sub-arreglo puede tener múltiples elementos de fuente como se describe antes. En una aplicación, los sub-arreglo 1502 de alta frecuencia se remolcan a una profundidad de aproximadamente 5 m, mientras el sub-arreglo 1504 de baja frecuencia se remolca a una profundidad de aproximadamente 25 m.

Una vista lateral de un sistema 1506 de adquisición marina que incluye las fuentes sísmicas, como se describe antes, se ilustra en la Figura 1 5B. El sistema 1506 incluye una embarcación 1508 de remolque que remolca el arreglo 1500 sísmico. El arreglo 1500 sísmico puede incluir, como se describe antes con respecto a la Figura 15A, uno o más sub-arreglo 1502 de alta frecuencia colocados a la profundidad H1 y uno o más sub-arreglo 1504 de baja frecuencia colocados a una profundidad H2, en donde H2 es más profunda que H 1 . Los controladores 1510 de profundidad pueden estar ubicados en o cerca de cada sub-arreglo para mantener la profundidad deseada Los nodos 151 1 centrales conectan cada sub-arreglo con la embarcación 1508. Un nodo central puede incluir un miembro de resistencia, capacidades de comando y datos, energía eléctrica y suministro de aire neumático.

Una interfaz 152 mecánica conecta los componentes del nodo central correspondiente con un sistema 1514 de suministro neumático, un sistema 1516 de suministro de energía y un dispositivo 1 518 de comando y de control. El dispositivo 1518 de comando y de control puede incluir una unidad de procesamiento, como se describe después, que tiene la capacidad de recibir y procesar datos sísmicos para la formación de imágenes de la sub-superficie investigada. El ispositivo 1518 de comando y control puede también estar configurado para controlar la trayectoria de la fuente sísmica, ajustar su trayectoria y controlar el disparo de los elementos de fuente. El dispositivo 1518 de comando y de control puede interactuar con el sistema de navegación de la embarcación.

Aunque la Figura 15B muestra cada sub-arreglo con una distribución horizontal, se debe hacer notar que se puede usar un arreglo de fuente de múltiples niveles en lugar de los sub-arreqlos 1502 y/o 1504 horizontales de fuente. Las modalidades anteriores fueron descritas sin especificar el tipo de receptores sísmicos usados para registrar los datos sísmicos. En este sentido, es bien conocido en la téenica usar, para una inspección sísmica marina, cables marinos remolcados por una o más embarcaciones, y los cables marinos incluyen los receptores sísmicos. Los cables marinos pueden ser horizontales, inclinados o pueden tener un perfil curvo como se describe por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos de América No. 8,456,951 y No 8,451 ,682, cuyos contenidos se incorporan aquí como referencia en su totalidad.

Los datos sísmicos generados por las fuentes sísmicas antes descritas y adquiridos con los cables marinos también mencionados antes, se pueden procesar en un dispositivo de procesamiento correspondiente para generar una imagen final de la sub-superficie inspeccionada, como se describe ahora con respecto a la Figura 16. Por ejemplo, los datos sísmicos generados con los elementos fuente, como se describe con respecto a las Figuras 3, 6, 9 y 14 pueden ser recibidos en el paso 1600 en el dispositivo de procesamiento. En el paso 1602, se aplican metodos de pre-procesamiento, por ejemplo, desmultiplicación, desconvolución de firma, sumado de trazas, corrección de movimiento, correlación de vibraseis, re-muestreo, etc. En el paso 1604, se lleva a cabo el procesamiento principal, por ejemplo, desconvolución, análisis de amplitud, determinación de estadísticas, recolección de punto medio común, análisis de velocidad, corrección de movimiento normal, omisión, ecualización de traza, apilado, rechazo de ruido, ecualización de amplitud, etc. En el paso 1606, se aplican los métodos finales o de post procesamiento, por ejemplo, la migración, el procesamiento de ondículas, estimado de atributo sísmico, inversión, etc. , y en el paso 1308 se genera la imagen final de la sub-superficie.

Un ejemplo de un dispositivo de procesamiento representativo con la capacidad de llevar a cabo las operaciones de conformidad con las modalidades antes descritas, se ilustra en la Figura 17. El hardware, firmware, software o una combinación de los mismos se pueden usar para llevar a cabo los diferentes pasos y operaciones aquí descritas. El dispositivo 1700 de procesamiento de la Figura 17 es una estructura de cómputo ejemplificativo que pueda implementar cualquiera de los procesos y métodos antes descritos o combinaciones de los mismos.

Un dispositivo 1700 de cómputo 1600 ejemplificativo apropiado para llevar a cabo las actividades descritas en las modalidades ejemplificativas puede incluir un servidor 1701 . Tal servidor 1701 puede incluir un procesador 1702 central (CPU) acoplado con una memoria 1704 de acceso aleatorio (RAM) y con una memoria 1706 de solamente lectura. La ROM 1706 puede ser otro tipo de medio de almacenamiento para almacenar programas, tal como una ROM Programable (PROM); una PROM borrable (EPROM); etc. El procesador 1702 puede comunicarse con otros componentes interno y externo a través de la circuitería 1708 de entrada/ salida (l/O) y con barras conductoras 1710, para proporcionar señales de control y sus similares. Por ejemplo, el procesador 1702 puede comunicarse con la pistola de aire, el sistema accionador electro magnético y/o el mecanismo de frenado de cada elemento fuente. El procesador 1702 lleva a cabo una variedad de funciones, como es conocido en la téenica, según es dictado por las instrucciones de software y/o firmware.

El servidor 1701 también puede incluir uno o más dispositivos de almacenamiento de datos, incluyendo un disco 1712 duro, discos 1714 CD-ROM y otro hardware con la capacidad de leer y/o almacenar información, tal como un DVD, etc. En una modalidad, el software para llevar a cabo los pasos antes descritos se puede almacenar y distribuir en un CD-ROM 1716, en un dispositivo 1718 de memoria removible u otra forma de medio con la capacidad de almacenar información . Estos medios de almacenamiento se pueden insertar dentro y leerse por dispositivos tal como un disco 1714 CD-ROM, un disco 1712 duro, etc. El servidor 1701 se puede acoplar con una pantalla 1720, que puede ser cualquier tipo de pantalla o despliegue de presentación apropiado, tal como pantallas LCD, pantallas LED, pantallas de plasma, tubos de rayos catódicos (CRT); etc. Una interfaz 1722 de entrada del usuario es provista, la cual incluye uno o más mecanismos de interfaz del usuario tal como un mouse, un teclado, un micrófono, un cojín de tacto, una pantalla de tacto, un sistema de reconocimiento de voz, etc.

El servidor 1701 se puede acoplar con otros dispositivos de cómputo, tal como terminales terrestres y/o inalámbricos a través de la red. El servidor puede ser parte de una configuración de red más grande como una red de área global (GAN), de modo que la Internet 1728, que permite la conexión final con los diferentes dispositivos del cliente fijos y/o móviles.

Las personas experimentadas en la téenica también podrán apreciar que las modalidades ejemplificativas se pueden incorporar en un dispositivo de comunicación inalámbrica, una red de computadoras o en un producto de programa de computadora. De conformidad con esto, las modalidades ejemplificativas pueden tener la forma de una modalidad totalmente de hardware o una modalidad que combina los aspectos de hardware y de software. Además, las modalidades ejemplificativas pueden tomar la forma de un producto de programa de computadora almacenado en un medio legible por computadora que tiene instrucciones legibles por computadora incorporadas en el medio. Cualquier otro medio legible por computadora apropiado se puede utilizar, el cual incluye discos duros, CD-ROM, discos versátiles digitales (DVD), dispositivos de almacenamiento óptico o dispositivos de almacenamiento magnético tales como un disco flexible o una cinta magnética. Otros ejemplos no limitantes del medio legible por computadora incluyen memorias tipo flash u otras memorias conocidas.

Las modalidades ejemplificativas descritas proporcionan un arreglo de fuente, un sub-arreglo y un elemento fuente con la capacidad de tomar la energía generada en el rango de 0.1 a 10 Hz. Se debe entender, que esta descripción no tiene la intención de limitar la Invención. Por el contrario, las modalidades ejemplificativas tienen la intención de abarcar alternativas, modificaciones y equivalentes, que están incluidos en el espíritu y alcance de la invención, como se define por las reivindicaciones anexas. Además, en la descripción detallada de las modalidades ejemplificativas, se establecen muchos detalles con el fin de proporcionar una mejor comprensión de la invención reclamada. Sin embargo, las personas experimentadas en la téenica podrán comprender que se pueden practicar varias modalidades sin tales detalles específicos.

Aunque las características y elementos de las modalidades ejemplificativas actuales se describen en las modalidades en combinaciones particulares, cada característica o elemento se puede usar solo sin otras características o elementos de las modalidades o en varias combinaciones con o sin otras características y elementos aquí descritos.

Esta descripción escrita usa ejemplos de la materia descrita para permitir a las personas experimentadas en la técnica a practicar la misma, incluyendo hacer y usar cualquier dispositivo o sistema y llevar a cabo cualquier método incorporado. El alcance patentable de la materia se define por las reivindicaciones y puede incluir ejemplos contemplados por las personas experimentadas en la teenica. Tales ejemplos tienen la intención de estar dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1 , Un sistema de baja frecuencia que comprende: múltiples acelerómetros ubicados en una embarcación a lo largo de una línea determinada; y un controlador configurado para recibir información desde los múltiples acelerómetros y para generar una firma de fuente de viraje asociada con el movimiento de viraje de la embarcación; en donde el movimiento de viraje de la embarcación genera ondas de baja frecuencia.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , que también comprende: un cable marino que incluye múltiples receptores sísmicos; y una fuente sísmica configurada para generar ondas sísmicas.

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, en donde los receptores sísmicos registran ondas sísmicas generadas por el movimiento de viraje de la embarcación.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, en donde el controlador está configurado para correlacionar los datos sísmicos registrados por los múltiples receptores sísmicos con la firma de fuente de viraje.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, en donde el controlador está configurado para desconvolver los datos sísmicos registrados por múltiples receptores sísmicos con la firma de fuente de viraje.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la firma de fuente de viraje se registra cuando las pistolas de aire remolcadas por la embarcación están inactivas por largas longitudes de registro.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, en donde una longitud larga de registro es por lo menos de uno a tres minutos.

8. Un elemento fuente resonante configurado para generar ondas sísmicas, el elemento fuente resonante comprende: un alojamiento; un sistema de alta presión configurada para ser descargada dentro del alojamiento; y un primer conducto acoplado con una abertura del alojamiento; en donde el extremo distal del primer comando se comunica libremente con el ambiente.

9. El elemento fuente resonante de conformidad con la reivindicación 8, que tambien comprende: un miembro flexible ubicado en un primer conducto y configurado para separar el interior del alojamiento del agua marina.

10. El elemento fuente resonante de conformidad con la reivindicación 9, que también comprende: una válvula acoplada con el alojamiento y configurada para permitir que el aire desde el alojamiento se escape cuando la columna de agua en el primer conducto oscila y genera las ondas sísmicas de baja frecuencia.

1 1. El elemento fuente resonante de conformidad con la reivindicación 8, que también comprende: un segundo conducto acoplado con el alojamiento y que tiene un extremo distal que se comunica libremente con el ambiente.

12. El elemento fuente resonante de conformidad con la reivindicación 11 , en donde la forma del primer conducto es diferente de la forma del segundo conducto.

13. El elemento fuente resonante de conformidad con la reivindicación 1 1 , en donde el diámetro del primer conducto es diferente al diámetro del segundo conducto.

14. El elemento fuente resonante de conformidad con la reivindicación 8, en donde el primer conducto también comprende: un amortiguador configurado para amortiguar el movimiento de una columna de agua dentro del conducto.

15. Un sistema de inspección para explorar una sub-superficie, el sistema de inspección comprende: un arreglo de fuente de alta frecuencia que incluye múltiples elementos de fuente de alta frecuencia; y un arreglo de fuente de baja frecuencia que incluye múltiples elementos fuente de baja frecuencia; en donde el elemento fuente de baja frecuencia incluye: un alojamiento; un sistema de alta presión configurado para ser descargado dentro del alojamiento; y un primer conducto acoplado con una abertura del alojamiento; en donde el extremo distal del primer conducto se comunica libremente con el ambiente.

16. La inspección sísmica de conformidad con la reivindicación 15, en donde el elemento fuente de baja frecuencia también comprende: un miembro flexible que separa un fluido del ambiente del interior del alojamiento.

17. La inspección sísmica de conformidad con la reivindicación 16, en donde el miembro flexible oscila y genera ondas sísmicas de baja frecuencia después de que el sistema de alta presión se descarga.

18. La inspección sísmica de conformidad con la reivindicación 15, en donde el elemento fuente de baja frecuencia también comprende: un segundo conducto acoplado con el alojamiento, que tiene un extremo distal que se comunica libremente con el ambiente.

19. La inspección sísmica de conformidad con la reivindicación 15, en donde el primer conducto también comprende: un amortiguador configurado para amortiguar un movimiento de la columna de agua dentro del primer conducto.

20. La inspección sísmica de conformidad con la reivindicación 15, en donde los elementos fuente de alta frecuencia son pistolas de aire.