NL8601549A - METHOD FOR GENERATING A SEISMIC PULSE IN A WATER BODY AND APPARATUS FOR USING THIS METHOD - Google Patents
METHOD FOR GENERATING A SEISMIC PULSE IN A WATER BODY AND APPARATUS FOR USING THIS METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- NL8601549A NL8601549A NL8601549A NL8601549A NL8601549A NL 8601549 A NL8601549 A NL 8601549A NL 8601549 A NL8601549 A NL 8601549A NL 8601549 A NL8601549 A NL 8601549A NL 8601549 A NL8601549 A NL 8601549A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- sources
- water
- maximum radius
- seismic
- source
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 12
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 26
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 10
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012883 sequential measurement Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/003—Seismic data acquisition in general, e.g. survey design
- G01V1/006—Seismic data acquisition in general, e.g. survey design generating single signals by using more than one generator, e.g. beam steering or focusing arrays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
i i VO 8223i i VO 8223
Werkwijze voor het opwekken van een seismische puls in een waterlichaam en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze.A method for generating a seismic pulse in a water body and a device for applying this method.
De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op seismisch onderzoek. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een seismisch bronstelsel te water, waarbij de individuele seismische bronnen van het stelsel over een kritische afstand van elkaar zijn gescheiden, 5 en op een seismische pulsopwekmethode, waarbij gebruik wordt gemaakt van seismische bronnen te water, die over een dergelijke kritische afstand vein elkaar zijn gescheiden.The invention generally relates to seismic surveying. More particularly, the invention relates to a marine seismic source system in which the individual seismic sources of the system are separated by a critical distance from each other, and to a seismic pulse generator method using marine seismic sources which are separated by such a critical distance.
Bij seismisch onderzoek te water, worden één of meer seismische bronnen te water in een waterlichaam ontplooid en ontstoken om akoestische 10 energie aan het water toe te voeren teneinde geluidspulsen of schokgolven op te wekken, welke zich voortplanten in de onder het aardoppervlak gelegen geologische formaties onder de bodem van het waterlichaam. Deze pulsen worden via het water in de onder de bodem gelegen geologische formaties voortgeplant en als akoestische golven teruggekaatst. Een stel-15 sel van geofoons, hydrofoons of dergelijke uitrustingen detecteert de gereflecteerde akoestische golven en zet deze golven om in elektronische signalen. Deze elektronische signalen worden voor een daaropvolgende analyse en interpretatie geregistreerd. Een analyse van de geregistreerde signalen kan een aanwijzing omtrent de structuur van de onder de bodem 20 gelegen geologische formaties en een daarmede gepaard gaande olie-opzameling in deze formaties verschaffen.In seismic surveys in water, one or more seismic wells in water in a water body are deployed and ignited to supply acoustic energy to the water to generate sound pulses or shock waves, which propagate in the geological formations beneath the earth's surface beneath the bottom of the body of water. These pulses are propagated through the water in the geological formations located below the bottom and reflected as acoustic waves. A set of geophones, hydrophones or the like equipment detects the reflected acoustic waves and converts these waves into electronic signals. These electronic signals are recorded for subsequent analysis and interpretation. An analysis of the recorded signals may provide an indication of the structure of the geological formations located below the bottom 20 and an associated oil collection in these formations.
De hier gebruikte uitdrukking "water", beoogt te omvatten moeraswater, modder, en een andere vloeistof, welke voldoende water bevat om een werking van de volgens de uitvinding toegepaste seismische bronnen 25 te water mogelijk te maken.The term "water", as used herein, is intended to include swamp water, mud, and any other liquid containing sufficient water to permit operation of the seismic water sources employed in accordance with the invention.
Bij een seismisch onderzoek aan wal wordt een seismische bron te water in een ondiepe waterput of modderput geplaatst, welke anders voor routineboorhandelingen wordt gebruikt. Geluidspulsen, die door de zich onder water bevindende bron worden gereflecteerd, worden door op 30 de bodem geplaatste geofoons gedetecteerd. De geofoons kunnen ook in een nabijgelegen boorput onder het aardoppervlak zijn opgesteld. Bij een variant van deze methode kunnen de gereflecteerde geluidspulsen worden gedetecteerd door hydrofoons, welke in een water- of modderput zijn opgesteld.In a seismic survey ashore, a seismic well is placed in water in a shallow well or mud well, which is otherwise used for routine drilling operations. Sound pulses, which are reflected by the underwater source, are detected by geophones placed on the bottom. The geophones can also be located in a nearby well below the earth's surface. In a variant of this method, the reflected sound pulses can be detected by hydrophones, which are arranged in a water or mud pit.
860154S860154S
-2- i ï-2- i ï
Er bestaat een aantal typen conventionele seismische bronnen te water voor het opwekken van een geluidspuls in een waterlichaam.There are a number of types of conventional seismic water sources for generating a sound pulse in a body of water.
Zo kunnen b.v. explosieven, zoals dynamiet, worden gebruikt om in onder het aardoppervlak gelegen formaties sterke pulsen te introduceren.For example, e.g. explosives, such as dynamite, are used to introduce strong pulses into subsurface formations.
5 Bij een andere conventionele seismische bron te water wordt gebruik gemaakt van de ontlading van een stelsel van condensatoren via een onder het aardoppervlak gelegen elektrode, teneinde een snel samenklappende, implosieve gasbel te verschaffen. Deze methode voor het opwekken van geluidspulsen wordt gewoonlijk toegepast wanneer 10 een responsie met grote resolutie uit bij het oppervlak gelegen geologische formaties gewenst is.Another conventional seismic water source utilizes the discharge of a system of capacitors through an electrode located below the earth's surface to provide a rapidly collapsing, implosive gas bubble. This method of generating sound pulses is commonly used when a high-resolution response from surface geological formations is desired.
Seismische bronnen te water waarbij gebruik wordt gemaakt van explosieve gassen (zoals mengsels van propaan en lucht of mengsels van propaan en zuurstof) voor het opwekken van een geluidspuls bij ont-15 steking worden op grote schaal toegepast. De voornaamste typen explo-sieve-gaskanonnen omvatten (1) die welke werken door een gasmengsel tot explosie te brengen achter een buigzaam membraan,dat op zijn beurt in contact staat met het water en(2)öLewelke werken doordat de gasbel, welke wordt opgewekt tengevolge van gasexplosie, direct aan het 20 water kan worden toegevoerd.Een voorbeeld van het genoemde type gaskanon is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.658.149.Aquatic seismic sources using explosive gases (such as propane-air mixtures or propane-oxygen mixtures) to generate a sound pulse in ignition are widely used. The main types of explosive gas guns include (1) those that operate by detonating a gas mixture behind a flexible membrane, which in turn is in contact with the water, and (2) which work by generating the bubble of gas due to gas explosion, can be supplied directly to the water. An example of the said type of gas gun is described in US Pat. No. 3,658,149.
Een voorbeeld van dit laatste type gaskanon is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.193.472.An example of the latter type of gas gun is described in U.S. Patent 4,193,472.
Acoustische energiebronnen, waarbij gebruik wordt gemaakt 25 van samengeperste gassen bij hoge druk in plaats van explosief mengsel zijn in de industrie ook op grote schaal toegepast. Typerende constructies voor samengedrukte-gaskanon met open poorten vindt men in de Amerikaanse octrooischriften 3.653.460 en 4.141.431. Een typerend samengeperst gaskanon voor seismisch onderzoek te water omvat 30 een huis, dat voorzien is vein een kamer, welke bestemd is om een lading van samengeperst gas bij hoge druk te omsluiten. De kamer is voorzien van een klep. De klep wordt gesloten wanneer de druk in de kamer wordt vergroot. Wanneer het kanon wordt "ontstoken" wordt de klep snel geopend. Hierdoor kan de samengeperste lucht 35 uit de kamer via de afvoeropeningen in het huis naar het omgevende medium expanderen voor het opwekken van een acoustische puls.Acoustic energy sources using compressed gases at high pressure instead of explosive mixtures have also been widely used in industry. Typical open port compressed gas gun structures are found in U.S. Pat. Nos. 3,653,460 and 4,141,431. A typical compressed gas seismic gas cannon comprises a housing provided in a chamber designed to enclose a charge of compressed gas at high pressure. The chamber is equipped with a valve. The valve closes when the pressure in the chamber is increased. When the gun is "fired", the valve opens quickly. This allows the compressed air 35 from the chamber to expand through the exhaust vents in the housing to the surrounding medium to generate an acoustic pulse.
•Λ* Λ If 1 Λ A 7 y V v * • 4 -3-• Λ * Λ If 1 Λ A 7 y V v * • 4 -3-
Een bepaald samengeperst-gaskanon, het luchtkanon, is op grote schaal toegepast als een seismische energiebron te water.A particular compressed gas gun, the air gun, has been widely used as a seismic energy source in the water.
Het typerende luchtkanon bezit de bovenbeschreven samengepersts gaskanonconfiguratie, waarbij het samengeperste gas onder hoge druk 5 uit lucht bestaat. Meer in het bijzonder wordt de samengeperste lucht in dergelijke luchtkanonnen op drukken tussen 2000 en 6000 psi gehouden voordat de lucht aan het water wordt toegevoerd teneinde de gewenste acoustische puls op te wekken.The typical air gun has the above-described compressed gas gun configuration, the high-pressure compressed gas being air. More specifically, the compressed air in such air guns is kept at pressures between 2000 and 6000 psi before the air is supplied to the water to generate the desired acoustic pulse.
Conventionele luchtkanonnen omvatten meer in het bijzonder 10 een cilindrisch huis, dat afvoeropeningen bezit via welke openingen het samengeperste gas wordt vrijgegeven wanneer een klep in het kanon wordt geopend. De afvoersopeningconfiguratie van deze samengeperste - luchtkanonnen onder water kan variëren. Bij een gebruikelijke configuratie zijn vier afvoeropeningen op een symmetrische wijze 15 langs de omtrek van het cilindrische huis van het samengeperste- £ gaskanon verdeeld. PAR Air Guns, welke kunnen worden betrokken bij Bolt Technology Inc., Norwalk, Connecticut, zijn voorbeelden van luchtkanonnen met vier symmetrisch verdeelde afvoeropeningen. Bij een andere configuratie wordt samengeperste lucht vrijgegeven via één 20 afvoeropening, welke zich over 360° langs de omtrek van het samen- geperste-gaskanon uitstrekt. Het uitwendige huls-luchtkanon, ontworpen door Geophysical Services Ine. of Dallas, Texas, is een voorbeeld van een luchtkanon met een dergelijke afvoeropening van 360°.Conventional air guns more particularly comprise a cylindrical housing, which has discharge openings through which openings the compressed gas is released when a valve in the gun is opened. The discharge opening configuration of these underwater compressed air guns may vary. In a conventional configuration, four discharge openings are distributed symmetrically along the circumference of the cylindrical housing of the compressed gas gun. PAR Air Guns, which can be obtained from Bolt Technology Inc., Norwalk, Connecticut, are examples of air guns with four symmetrically distributed exhaust vents. In another configuration, compressed air is released through one discharge port, which extends 360 ° along the circumference of the compressed gas gun. The external sleeve air gun, designed by Geophysical Services Ine. of Dallas, Texas, is an example of an air gun with such a 360 ° discharge opening.
Bij een uitwendige huls-luchtkanon glijdt een concentrisch met het 25 huis van het kanon zijnde wisselklep langs het buitenoppervlak van het huis teneinde de afvoeropening van 360° te openen en te sluiten.In an outer sleeve air gun, a shuttle valve concentric with the gun housing slides along the outer surface of the housing to open and close the 360 ° discharge opening.
Stelsels bestaande uit twee of meer seismische bronnen te water zijn sedart lang gebruikt voor het uitvoeren van een seis-30 misch onderzoek te water. Zo beschrijft b.v. het Amerikaanse octrooi-schrift 3.437.170 een werkwijze voor het gelijktijdig ontsteken van een aantal seismische bronnen te water in een stelsel. Volgens dit Amerikaanse octrooischrift wordt aan het energiefrequentiespectrum van het acoustische signaal dat door het stelsel wordt opgewekt, 35 een bepaalde vorm gegeven door bij elke bron een bel op te wekken, waarbij enige van deze bellen zich met elkaar verenigen, terwijl andere dit niet doen. De met elkaar verenigde bellen wekken elk andere 8601545 i » -4- frequentiecomponenten in het energiefrequentiespectrum op, dan de individuele bellen, welke op zichzelf zouden hebben opgewekt, indien zij niet met elkaar waren verenigd. In het Amerikaanse octrooischrift wordt geen werkwijze voor het verbeteren van het onderdrukken van de 5 intensiteit van de opeenvolgende oscillaties van elk van de gevormde bellen ten opzichte van de intensiteit van de initiële of "primaire '' component van het opgewekte acoustische signaal beschreven. Meer in het bijzonder leert het Amerikaanse octrooischrift noch suggereert dit een kritische voorkeursafstand tussen bronnen voor het verbeteren 10 van de amplitude verhouding tussen de primaire signaalcomponent van het opgewekte signaal en de sterkste van de begeleidende opeenvolgende oscillatiecomponenten van het signaal. Deze amplitudeverhouding zal hierna soms worden betiteld als de "primaire tot belverhouding".Systems consisting of two or more seismic water sources have long been used to conduct a water seismic survey. For example, e.g. U.S. Patent 3,437,170 discloses a method of simultaneously igniting a number of seismic water sources in a system. According to this US patent, the energy frequency spectrum of the acoustic signal generated by the system is given a shape by generating a bubble at each source, some of these bubbles joining together while others do not. The bubbles joined together generate each other 8601545 frequency components in the energy frequency spectrum than the individual bubbles which would have generated on their own if they had not been combined. No method for improving suppression of the intensity of the successive oscillations of each of the bubbles formed relative to the intensity of the initial or "primary" component of the generated acoustic signal is disclosed in the US patent. in particular, the US patent neither teaches nor suggests a critical preferred distance between sources for improving the amplitude ratio between the primary signal component of the generated signal and the strongest of the accompanying sequential oscillation components of the signal. This amplitude ratio will sometimes be referred to hereinafter as the "primary to call ratio".
Stelsels, welke ontworpen zijn voor het onderdrukken van 15 secundaire beloscillaties ten opzichte van het daardoor opgewekte primaire signaal zijn ook reeds voorgesteld. Zo beschrijft b.v. het Amerikaanse octrooischrift 4.382.486 een luchtkanonstelsel, waarin de volume-verhoudingen van de luchtkanonnen en de onderlinge kanonafstanden zodanig zijn gekozen, dat acoustische ruis tengevolge van secundaire 20 beloscillaties wordt gereduceerd, terwijl wordt voldaan aan de eis, dat de totale afmetingen van het stelsel zo klein zijn dat het stelsel een "puntbron" vormt. In dit Amerikaanse octrooischrift is vermeld, dat de individuele kanonnen van het stelsel zo ver uiteen dienen te worden opgesteld, dat de daardoor opgewekte bellen 25 ‘onafhankelijk zijn en niet met elkaar samenwerken, terwijl daarentegen is vermeld, dat het stelsel dient te worden "afgestemd" om acoustische ruis tengevolge van beloscillaties te reduceren door de verhoudingen van de luchtkanon volumina overeenkomstig een beP.aalde vergelijking te kiezen.Systems designed to suppress secondary ring oscillations from the primary signal generated thereby have also been proposed. For example, e.g. United States Patent 4,382,486 an air gun system in which the air gun volume ratios and gun spacings are selected to reduce acoustic noise due to secondary ring oscillations while meeting the requirement that the overall dimensions of the system be so small that the system is a "point source". This U.S. patent teaches that the individual guns of the array should be spaced so far that the bubbles 25 'generated thereby are independent and do not co-operate with one another, whereas it is stated that the array should be "tuned" "to reduce acoustic noise due to ring oscillations by selecting the air gun volume ratios according to a given equation.
30 Er is nog een stelsel constructie, waarbij zowel enkelvoudige luchtkanonnen als groepen van luchtkanonnen met een zelfde volume, waarbij elk kanon in een groep zo dicht bij de andere kanonnen in de groep is opgesteld, dat de daardoor opgewekte bellen zich met elkaar verenigen, worden gebruikt, voorgesteld voor het opwekken 35 van een acoustische puls waarvan de primaire-belverhouding groter is dan die van het acoustische signaal, dat zou worden opgewekt 860 1 54 § -5- m i door elke groep te vervangen door een enkel luchtkanon set een voluse gelijk aan de som van die in de groep. Deze combinatie van enkelvoudige kanonnen en groepen van kanonnen is als noodzakelijk voor het verkrijgen van een betere totale stelselresponsie beschreven.There is another system of construction, in which both single air guns and groups of air guns of the same volume, each gun in a group being arranged so close to the other guns in the group, that the bubbles generated thereby unite with each other. proposed to generate an acoustic pulse whose primary bubble ratio is greater than that of the acoustic signal which would be generated by replacing each group by a single air gun set a voluse equal to the sum of those in the group. This combination of single guns and gun groups has been described as necessary to obtain a better overall system response.
5 Voor een omschrijving van een dergelijk stelsel wordt gewezen op het artikel van B.F. Giles, en andere "System Approach to Air-Gun Array Design", in Geophysical Prospecting, 21, pagina 77-101 (1973), en het artikel van W.R. Cotton "The Application of External Sleeve Guns to Marine Source Arrays", aangeboden op de 46e Meeting van de European 10 Association of Exploration Geophysicists, Londen, GrootrBrittannië, 19-22 juni 1984. Deze stand der techniek beschrijft en suggereert evenmin het feit, dat overigens tot nu toe nog niet bekend was, dat indien bronnen, welke bestemd zijn voor het opwekken van bellen met in hoofdzaak identieke maximale stralen van elkaar worden ge-15 scheiden over de in deze aanvrage beschreven kritische afstand, d.e resulterende acoustische puls een onverwacht grote primaire-belverhou-ding zou hebben(welke een waarde van 49:1 bereikt bij een registratie-bandbreedte van 5-880 Hz onder omstandigheden, welke later gedetailleerd zullen worden beschreven) en van bijzonder nut is voor een seismisch 20 onderzoek bij gebruik op geringe diepte, zoals diepten van minder dan 3 m.5 For a description of such a system, reference is made to the article by B.F. Giles, and other "System Approach to Air-Gun Array Design," in Geophysical Prospecting, 21, pages 77-101 (1973), and the article by W.R. Cotton "The Application of External Sleeve Guns to Marine Source Arrays," presented at the 46th Meeting of the European 10 Association of Exploration Geophysicists, London, UK, June 19-22, 1984. Nor does this prior art describe or suggest that Incidentally, it has heretofore not been known that if sources intended to generate bubbles with substantially identical maximum radii are separated from each other by the critical distance described in this application, the resulting acoustic pulse will have an unexpectedly large would have primary bubble ratio (which reaches a value of 49: 1 at a recording bandwidth of 5-880 Hz under conditions, which will be described in detail later) and is of particular use for a seismic survey when used at low depth, such as depths less than 3 m.
Een ander stelselconstructie voor het reduceren van secundaire beloscillaties is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 2.771.961.Another system construction for reducing secondary ring oscillations is described in U.S. Patent 2,771,961.
Dit bekende stelsel omvat twee explosieve ladingen met een specifieke 25 relatieve potentiële energie, welke over een zo groot vertikale afstand van elkaar zijn gescheiden, dat de opgewekte explosieve bellen zich niet met elkaar kunnen verenigen. In dit octrooischrift wordt geleerd, dat de vertikale voorkeursafstand D, van de ladingen, dienen te voldoen aan de relatie (A^ + A2) ·—. D — 3/2 30 (Aj + A^), waarbij A^ gelijk is aan de maximale straal van de explosieve bel van de eerste lading, en A^ gelijk is aan de maximale straal van de explosieve lading en wel van de tweede lading.This known system comprises two explosive charges with a specific relative potential energy, which are separated from each other by such a vertical distance that the generated explosive bubbles cannot combine with each other. This patent teaches that the preferred vertical distance D, of the charges, must satisfy the relationship (A ^ + A2). D - 3/2 30 (Aj + A ^), where A ^ is the maximum radius of the explosive bubble of the first charge, and A ^ is the maximum radius of the explosive charge of the second charge .
In dit octrooischrift wordt geleerd, dat deze stelselconfiguratie leidt tot een dissipatie van energie in de secundaire beloscillaties 35 tengevolge van een onderlinge samenwerking tussen de twee explosieve bellen. Een stelsel met explosieve ladingen met de in dit octrooi- *501 δ * 9 « * -6- schrift, gegeven vertikale afstand is ongeschikt om te worden toegepast bij onderzoekhandelingen in ondiep water en leidt niet tot een geschikt acoustisch signaal voor onderzoekhandelingen , welke een breedband signaal met een grote energie inhoud- in het frequentie-5 gebied dat 250 Hz benadert, vereisen.This patent teaches that this system configuration results in a dissipation of energy in the secondary bubble oscillations due to an interaction between the two explosive bubbles. An explosive charge system having the vertical distance given in this patent specification is unsuitable for use in shallow water survey operations and does not result in a suitable acoustic signal for survey operations. require broadband signal with a large energy content in the frequency-5 range approximating 250 Hz.
Het bronstelsel te water volgens de uitvinding omvat drie of meer seismische bronnen te water, welke bestemd zijn om te worden opgesteld in een waterlichaam teneinde, bij ontsteking, gasbellen met een in hoofdzaak gelijke maximale straal R op te wekken. Elke bron bevindt zich ten opzichte van elke van de andere het dichtstbij gelegen bronnen op een kritische afstand D daarvan, welke zodanig is gekozen, dat de primaire-belverhouding (behorende bij het door het stelsel opgewekt signaal) maximaal wordt cemaakt. Bij alle uitvoeringsvormen zal D niet kleiner zijn ^5 dan 1,2R en niet grocer zijn dan de grootheid 2R. De bronnen van het stelsel volgens de uitvinding worden als "onderling afhankelijk" gekenmerkt wanneer zij door de kritische afstand van elkaar zijn gescheiden. Bij een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het stelsel vier bronnen, welke bij benadering in de hoeken van een vierkant Γ 20 met zijden met een benaderde lengte van ongeveer * 2 R zijn opgesteld. Bij een andere voorkeursuitvoeringsvorm omvat het stelsel drie bronnen, welke bij benadering in de hoekpunten van een horizontale driehoek met twee zijden met een benaderde lengte van , 2 R zijn opgesteld.The water source system according to the invention comprises three or more water seismic sources, which are intended to be arranged in a water body in order to generate gas bubbles of substantially equal maximum radius R upon ignition. Each source is located relative to each of the other nearest sources at a critical distance D thereof, selected to maximize the primary bubble ratio (associated with the signal generated by the system). In all embodiments, D will be no less than ^ 5R and no cozier than the magnitude 2R. The sources of the system of the invention are characterized as "interdependent" when separated by the critical distance. In a preferred embodiment, the system comprises four sources, which are arranged approximately in the corners of a square Γ 20 with sides of approximate length * 2 R. In another preferred embodiment, the system comprises three sources, which are disposed approximately in the vertices of a horizontal triangle with two sides with an approximate length of 2 R.
De werkwijze volgens de uitvinding voor het gelijktijdig 25 ontsteken van de bronnen in het beschreven stelsel is van bijzonder nut wanneer de bellen worden gevormd bij brondiepten, welke kleiner zijn dan ongeveer 3 meter.The method of the invention for simultaneously firing the sources in the described system is of particular use when the bubbles are formed at source depths less than about 3 meters.
De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: 2Q fig. 1 een perspectivisch aanzicht van een seismisch bron stelsel te water volgens de uitvinding, waarbij het stelsel is voorzien van vier luchtkanonnen, die ten opzichte van elkaar op een gewenste kritische afstand worden gehouden, en een gestel, waaraan de kanonnen zijn bevestigd; 35 fig. 2 een grafische voorstelling, welke de tijddomein- karakteristieken van een acoustische puls, opgewekt bij een voor-The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. 2Q fig. 1 shows a perspective view of a seismic water source system according to the invention, wherein the system is provided with four air guns, which are kept at a desired critical distance relative to each other, and a frame on which the guns are mounted. are confirmed; Fig. 2 is a graphical representation showing the time domain characteristics of an acoustic pulse generated at a pre-
©601 54.'S© 601 54.'S
w- * -7- keursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding toont, waarbij gebruik wordt gemaakt van een stelsel met vier luchtkanonnen, elk met een volume van 656 cm3 en bedreven door 2000 psi, teneinde bellen op een diepte van 1 m 50 in een waterlichaam te vormen, 5 fig. 3 een grafische voorstelling van de frequentiedomein- karakteristieken van een acoustische golf, welke het gevolg is van een werking van hetzelfde stelsel, gebruikt voor het opwekken van de in fig. 2 gekenmerkte puls; fig. 4 een vereenvoudigd perspectivisch aanzicht van een 10 andere uitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding, voorzien van vier stellen van vier bronnen, waarbij elk stelsel vier bronnen van het in fig. 1 afgeheelde type is; fig. 5 een schematische afbeelding van vier bellen, elk met een maximale straal gelijk aan R, waarbij elke bel is 15 gevormd door het ontsteken van een van de seismische bronnen te water bij een uitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding, dat voorzien is van vier bronnen, welke zijn opgesteld in de hoekpunten van een vierkant met een zijde D, gelijk aan J^2 R.shows a preferred embodiment of the invention using a system of four air guns, each with a volume of 656 cc and operated by 2000 psi, to form bubbles at a depth of 1 m 50 in a body of water FIG. 3 is a graphical representation of the frequency domain characteristics of an acoustic wave resulting from operation of the same system used to generate the pulse of FIG. 2; fig. 4 is a simplified perspective view of another embodiment of the system according to the invention, comprising four sets of four sources, each system being four sources of the type shown in fig. 1; FIG. 5 is a schematic diagram of four bubbles, each with a maximum radius equal to R, each bubble being formed by igniting one of the seismic water sources in an embodiment of the system according to the invention, comprising four sources arranged in the vertices of a square with a side D equal to J ^ 2 R.
De inrichting volgens de uitvinding omvat drie of meer 20 seismische bronnen te water, elk bestemd voor het vormen van een bel met een maximale straal R wanneer de bron was toegepast in het stelsel volgens de uitvinding en in een waterlichaam wordt ontstoken.The device according to the invention comprises three or more seismic water sources, each intended to form a bubble with a maximum radius R when the source was used in the system according to the invention and is ignited in a water body.
In de handel verkrijgbare luchtkanonnen met in hoofdzaak gelijk volume en bij in hoofdzaak gelijke druk geladen zijn geschikt om te worden 25 toegepast bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding.Commercially available air guns of substantially equal volume and charged at substantially equal pressure are suitable for use in a preferred embodiment of the invention.
De uitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding, weergegeven in fig. 1, omvat vier van dergelijke, luchtkanonnen met in hoofdzaak gelijk volume (aangegeven als de luchtkanon 1,2,3 en 4). Elk van de luchtkanonnen omvat een of meer afvoeropeningen 30 10 om gas in richtingen vanaf de longitudinale hartlijn van het kanon te kunnen vrijgeven. Flenzen 12 strekken zich vanuit elk kanon uit en dienen om het kanon aan andere kanonnen of aan een onder-steuningsstelsel 5 te bevestigen. Kettingen 8 of dergelijke zijn tussen paren flenzen 12 bevestigd om de kanonnen 1-4 met elkaar te 35 verbinden. Kettingen 6 of dergelijke zijn bevestigd tussen de flenzen 12 en 14 en strekken zich uit het stelsel 5 uit teneinde de kanonnen 1-4 met het stelsel 5 te verbinden. Het stelsel 5 kan worden verbonden 860154« -8- met een ondersteuningsstelsel te water,zoals een boot, een lichter, een boei, een drijver, een dok, een pier of een werf, teneinde het stelsel 5 in een gewenste positie ten opzichte van het oppervlak van het water te ondersteunen. Het stelsel 5, de kettingen 6 en 8, en 5 flenzen 12 en 14 zullen hierna soms tezamen worden betiteld als een "positioneereenheid". Het is duidelijk, dat vele andere typen positio-neereenheden kunnen worden toegepast om de luchtkanonnen van het stelsel in een gewenste positie ten opzichte van elkaar en ten opzichte van het oppervlak vanhet water te houden.The embodiment of the system according to the invention, shown in Fig. 1, comprises four such air guns of substantially equal volume (indicated as air gun 1,2,3 and 4). Each of the air guns includes one or more exhaust vents for releasing gas in directions from the longitudinal axis of the gun. Flanges 12 extend from each cannon and serve to attach the cannon to other cannons or to a support system 5. Chains 8 or the like are mounted between pairs of flanges 12 to connect guns 1-4 together. Chains 6 or the like are mounted between flanges 12 and 14 and extend from assembly 5 to connect guns 1-4 to assembly 5. The system 5 can be connected to a water support system such as a boat, a barge, a buoy, a float, a dock, a pier or a yard, to position the system 5 in a desired position relative to support the surface of the water. System 5, chains 6 and 8, and 5 flanges 12 and 14 will hereinafter sometimes be referred to collectively as a "positioning unit". Clearly, many other types of positioning units can be used to hold the air guns of the system in a desired position relative to each other and to the surface of the water.
10 De positioneereenheid dient op een geschikte wijze te worden gedimensioneerd en ten opzichte van het oppervlak van het water te worden georienteerd en wel zodanig, dat de bronnen van het stelsel elk een bel met maximale straal, welke bij benadering gelijk is aan R, bij ontsteking in het water vormen, en een eriander zodanig, dat elke 15 bron over de kritische afstand, D, van elk van de andere bronnen, welke in het stelsel het dichtste daarbij zijn gelegen is gescheiden.The positioning unit should be suitably sized and oriented relative to the surface of the water such that the sources of the system each have a bubble of maximum radius, which is approximately R, upon ignition in the water, and one eriander such that each source is separated by the critical distance, D, from each of the other sources closest to the system.
Bij voorkeur is bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 welke is voorzien van vier bronnen, die in de vier hoeken van een vierkant zijn opgesteld, elke bron van de het dichtst daarbij gelegen bronnen 20 gescheiden over de kritische afstand D, waarbij D bij benadering gelijk is aan de grootheid ·' 2 R. Bij een uitvoeringsvorm zal het vierkant zodanig in het water zijn georienteerd, dat bellen worden gevormd, die initieel bij een gemeenschappelijke diepte L in het water zijn gecentreerd.Preferably, in the embodiment of Figure 1, which includes four sources arranged in the four corners of a square, each source of the nearest sources 20 is separated by the critical distance D, D being approximately equal is the quantity · 2 R. In one embodiment, the square will be oriented in the water to form bubbles initially centered at a common depth L in the water.
25 Het is niet essentieel, dat elke door een bron van het stelsel volgens de uitvinding gevormde bel initieel in hetzelfde horizontale vlak (d.w.z. op een enkele diepte) is gecentreerd. Volgens de uitvinding is het mogelijk, dat de bronnen in het water bij ontsteking zodanig zijn opgesteld ,dat het verschil in diepte tussen de 30 initiële posities van de middens van de individuele bellen zo klein is, dat de maximale straal van elke gevormde bel in hoofdzaak dezelfde is. Volgens de uitvinding kan derhalve gebruik worden gemaakt van een stelsel, overeenkomende met dat volgens fig. 1, waarbij de longitudinale harteinden van de kanonnen 1 en 2 (d.w.z. de hartlijnen 35 ten opzichte waarvan de openingen 10 concentrisch zijn opgesteld) op een andere diepte zijn gelegen, dan de longitudinale hartlijnen van de kanonnen 3 en 4, mits de maximale straal van elke gevormdeIt is not essential that each bubble formed by a source of the system of the invention is initially centered in the same horizontal plane (i.e. at a single depth). According to the invention it is possible that the sources in the water upon ignition are arranged such that the difference in depth between the initial positions of the centers of the individual bubbles is so small that the maximum radius of each bubble formed is substantially is the same. According to the invention, therefore, use can be made of a system similar to that of Fig. 1, wherein the longitudinal center ends of the guns 1 and 2 (ie the center lines 35 with respect to which the openings 10 are arranged concentrically) are at a different depth. located, then the longitudinal centerlines of the guns 3 and 4, provided the maximum radius of each formed
86 01 5 4 S86 01 5 4 S
-9- bel in hoofdzaak dezelfde is.Volgens de uitvinding is het voorts nogelijk gebruik te maken van een stelsel, overeenkomende met dat volgens fig. 1, waarbij de openingen 10 van de kanonnen 1 en 2,3 en 4 alle in hoofdzaak op dezelfde diepte zijn gelegen wanneer de kanonnen 5 worden ontstoken, mits de maximale straal van elke gevormde bel in hoofdzaak dezelfde is.The bell is substantially the same. According to the invention it is furthermore to make use of a system similar to that according to Fig. 1, wherein the openings 10 of the guns 1 and 2, 3 and 4 are all substantially in the same depth when the guns 5 are fired, provided that the maximum radius of each bubble formed is substantially the same.
Het is gebleken, dat de door het bronstelsel volgens de uitvinding opgewekte acoustische puls bij de in fig. 1 afgebeelde uitvoeringsvorm in wezen niet wordt beïnvloed door een rotatie van 10 een of meer van de kanonnen van het stelsel, mits na rotatie de kanonnen zich in een zodanig nieuwe positie bevinden, dat de afstanden tussen de middens van de initieel door de kanonnen gevormde bellen in hoofdzaak dezelfde zijn als vóór de rotatie.It has been found that the acoustic pulse generated by the source system according to the invention in the embodiment shown in Fig. 1 is substantially unaffected by a rotation of one or more of the guns of the system, provided that after rotation the guns are in be in such a new position that the distances between the centers of the bubbles initially formed by the guns are substantially the same as before the rotation.
Het is duidelijk, dat de waarde van de maximale belstraal 15 R zal afhangen van een aantal parameters, waaronder de diepte LIt is clear that the value of the maximum bubble radius 15 R will depend on a number of parameters, including depth L.
waarop de bel initieel is gecentreerd, erfde eigenschappen van de bijbehorende seismische bron te water.on which the bubble is initially centered, inherited properties from the associated seismic source in water.
Beoogd wordt, dat andere seismische bronnen dan luchtkanonnen bij de inrichting volgens de uitvinding kunnen worden toege-20 past. Bij een voorkeursuitvoeringsvorm, waarbij luchtkanonnen worden gebruikt, zal de waarde van R op een bekende wijze afhankelijk zijn van het volume van de gaskamer en de druk van het gas in de kamer onmiddellijk vóór het onsteken van het kanon. Zie b.v. "Seismic Energy-Sources 1968 Handbook" opgesteld door Staff Members of United Geophysical 25 Corporation" en aangeboden op de 38e Annual Meeting of the Society of Exploration Geophysicists, Denver Colorado, October, 1968, ter toelichting van de wijze waarop de maximale belstraal K uit bekende luchtkanon karakterstieken kan worden geschat.It is contemplated that seismic sources other than air guns may be used in the device of the invention. In a preferred embodiment using air guns, the value of R will depend in a known manner on the volume of the gas chamber and the pressure of the gas in the chamber immediately before firing the gun. See e.g. "Seismic Energy-Sources 1968 Handbook" prepared by Staff Members of United Geophysical 25 Corporation "and presented at the 38th Annual Meeting of the Society of Exploration Geophysicists, Denver Colorado, October, 1968, explaining how the maximum bubble radius K known air cannon character traits can be estimated.
Het is gebleken dat bij een stelsel voorzien van vier 30 luchtkanonnen van het uitwendige huistype en met een drukgaskamervolume, gelijk aan 656 cm3 en geladen bij 2000 psi,de optimale stelselconfigu-ratie voor een werking op een diepte van 1,5 m (d.w.z. voor het vormen van bellen, die initieel zijn gecentreerd bij een diepte van bij benadering 1,5 m) in water die is, waarbij de bronnen zijn opgesteld 35 in de hoekpunten van het vierkant waarvan de zijde bij benadering -10- 56 cm bedraagt. Tabel 1 toont de gemiddelde geschatte primair-belver-houdingen (behorende bij een registratiebandbreedte van 5-880 Hz) van een dergelijk stelsel, bedreven bij respectieve diepten van 6, 4,5, 3, en 1,5 m.It has been found that in a system equipped with four external house-type air guns and with a pressurized gas chamber volume equal to 656 cc and loaded at 2000 psi, the optimal system configuration is for operation at a depth of 1.5 m (ie for forming bubbles, which are initially centered at a depth of approximately 1.5 m) in water, the wells being disposed at the vertices of the square whose side is approximately -10-56 cm. Table 1 shows the average estimated primary bubble ratios (associated with a recording bandwidth of 5-880 Hz) of such a system operated at depths of 6, 4.5, 3, and 1.5 m, respectively.
5 Tabel 15 Table 1
Diepte (m)j Ontstoken kanonnen 1,2 en 3 1 en 2 1 en 3 1 1 I 1,2,3 en 4 6 12 10 9 5 3 4.5 j 13 12 10 7 4 10 3 I 25 17 13 10 6 1.5 | 45 28 '20 13 i 10Depth (m) j Ignited guns 1,2 and 3 1 and 2 1 and 3 1 1 I 1,2,3 and 4 6 12 10 9 5 3 4.5 j 13 12 10 7 4 10 3 I 25 17 13 10 6 1.5 | 45 28 '20 13 i 10
Het stelsel, gebruikt voor het verschaffen van informatie volgens tabel 1 was van het type, weergegeven in fig. 1, waarbij elk van 15 de afgebeelde luchtkanonnen met vier openingen was vervangen door een kanon met uitwendige huls. De meest linkse kolom van tabel 1 bevat gegevens, welke een gevolg zijn uit het gelijktijdig ontsteken van de in het stelsel afgebeelde vier kanonnen. De tweede kolom vanaf de linker zijde bevat informatie afkomstig uit het gelijktijdig ont-20 steken van slechts de kanonnen 1, 2 en 3 (als aangegeven in fig. 1).The system used to provide information according to Table 1 was of the type shown in Figure 1, wherein each of the illustrated four-hole air guns was replaced by an outer sleeve gun. The leftmost column of Table 1 contains data resulting from the simultaneous firing of the four guns depicted in the array. The second column from the left contains information from the simultaneous firing of only guns 1, 2 and 3 (as shown in Fig. 1).
Op een soortgelijke wijze bevattende andere kolommen informatie, welke afkomstig is uit het gelijktijdig ontsteken van alleen de kanonnen 1 en 2, 1 en 3, en 1. Het stelsel was met een zodanige oriëntatie in het water opgesteld dat de longitudinale hartlijn van elk kanon 25 vertikaal was en de gasafvoeropeningen van de kanonnen horizontaal ten opzichte van elkaar bij de aangegeven diepte waren gelegen.Similarly, other columns containing information from the simultaneous firing of only guns 1 and 2, 1 and 3, and 1. The array was arranged in the water with such orientation that the longitudinal axis of each gun 25 vertical and the gas discharge openings of the guns were located horizontally relative to each other at the indicated depth.
Fig. 2 toont de tijddomeinkarakteristieken van een acoustische puls, opgewekt door het gelijktijdig ontsteken van de kanonnen van het stelsel, dat gebruikt werd voor het verkrijgen van 30 de informatie van tabel 1 wanneer de gas-afvoeropeningen van de kanonnen zich op een diepte van 1,5 m bevonden. De horizontale hartlijn toont de tijd, welke verstrijkt na het ontsteken (in millisec) , waarbij het ontsteken plaatsvond bij t = 100 msec. De kromme toont de druk van het acoustische signaal versus de tijd, ontvangen bij 35 een detector, welke zich op een afstand van 183 m onder het bronstelsel bevond, genormaliseerd op een equivalente druk alsof de druk werd gemeten op een afstand van 1 m, en wel op een wijze, zoals deze gewoonlijk •36 0 1 54 δ -11- in de industrie wordt toegepast.Fig. 2 shows the time domain characteristics of an acoustic pulse generated by the simultaneous firing of the guns of the array used to obtain the information of Table 1 when the gun gas outlets are at a depth of 1.5 m found. The horizontal centerline shows the time that elapses after the ignition (in milliseconds), the ignition taking place at t = 100 msec. The curve shows the pressure of the acoustic signal versus the time received at a detector, which was located at a distance of 183 m below the source system, normalized to an equivalent pressure as if the pressure was measured at a distance of 1 m, and in a manner such as is commonly used in industry • 36 0 1 54 δ -11-.
Fig. 3 toont de frequentiedomeinkarakteristieken van een acoustische puls, die op dezelfde wijze, met hetzelfde stelsel werd opgewekt, als de puls, waarvan de tijddomeinkarakteristieken zijn 5 weergegeven in fig. 2. Van bijzonder belang is de grote egale bandbreedte welke door het afgebeerde amplitudespectrum wordt aangegeven.Fig. 3 shows the frequency domain characteristics of an acoustic pulse generated in the same manner with the same system as the pulse, the time domain characteristics of which are shown in FIG. 2. Of particular interest is the large smooth bandwidth indicated by the diffracted amplitude spectrum .
Het is gebleken, dat het de voorkeur verdient de luchtkanonnen van het stelsel volgens de uitvinding op diepten van 3 m of minder op te stellen en te ontsteken voor het verkrijgen van een betere 10 temporale resolutie dan die, welke kan worden verkregen met conventionele luchtkanonstelsels Bij dergelijke geringe diepten zal de "ghost notch" optreden bij een frequentie, welke niet groter is dan 250 Hz, en een registratie van 1 msec is de minimaal aanvaardbare norm voor optimaal gebruik van het bronstelsel.It has been found to be preferable to position and fire the air guns of the system of the invention at depths of 3 m or less to obtain a better temporal resolution than that obtainable with conventional air gun systems. at such shallow depths, the ghost notch will occur at a frequency no greater than 250 Hz, and a 1 msec record is the minimum acceptable standard for optimal use of the source system.
15 Fig. 5 toont schematisch vier bellen, die op elkaar zijn gesuperponeerd, waarbij elke bel is gevormd door het ontsteken van een van de bronnen van een uitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding. Elke bel is aangegeven op het moment, waarop de bel tot de maximale straal R daarvan is geëxpandeerd. De bronnen van het 20 stelsel volgens fig. 5 zijn opgesteld in de vier hoeken van een vierkant met een zijde, gelijk aan 1 2 R. Uit de gebieden waarin de bellen elkaar overlappen blijkt, dat indien de vier bronnen van het stelsel in hoofdzaak gelijktijdig worden ontstoken, de vier resulterende bellen op significante wijze met elkaar zullen samenwerken.FIG. 5 schematically shows four bubbles superimposed on each other, each bubble being formed by firing one of the sources of an embodiment of the system of the invention. Each bubble is indicated at the time when the bubble has expanded to its maximum radius R. The sources of the system of FIG. 5 are arranged in the four corners of a square with a side equal to 1 2 R. From the areas in which the bubbles overlap, it appears that if the four sources of the system are substantially simultaneously ignited, the four resulting bubbles will interact significantly.
25 De uitvinding omvat ook stelsels met meer dan of minder dan vier seismische bronnen te water. Zo worden bijvoorbeeld bij een van de voorkeursuitvoeringsvormen drie bronnen toegepast, die elk een bel met een maximale straal R in het water kunnen vormen. Bij ce ze alternatieve voorkeursuitvoeringsvorm worden de drie bronnen door een positioneer-30 eenheid zodanig vastgehouden, dat elke bron bij ontsteking een bel met maximale straal R levert, en zijn de bronnen bij benadering opgesteld in de hoeken van een driehoek met twee zijden met een lengte / 2 R. Volgens de uitvinding kunnen de drie bronnen ook zodanig worden opgesteld, dat de daardoor opgewekte bellen bij ontsteking middens bezit-35 ten, die zich initieel bij benadering in de hoeken van een driehoek 850 1 54 Ê -j » -12- bevinden, waarbij tenminste twee zijden van de driehoek een lengte D in het gebied van 1,2R £: D £; 2R bezitten.The invention also includes systems with more than or less than four seismic water sources. For example, in one of the preferred embodiments, three wells are used, each of which can form a bubble with a maximum radius R in the water. In this alternative preferred embodiment, the three sources are held by a positioning unit such that each source produces a bubble of maximum radius R upon ignition, and the sources are approximately positioned in the angles of a two-sided triangle of length / 2 R. According to the invention, the three sources can also be arranged such that the bubbles generated thereby have centers at ignition, which are initially approximately in the corners of a triangle 850 1 54 j -j »-12- where at least two sides of the triangle have a length D in the range of 1.2R £: D £; 2R.
Een voorkeursuitvoeringsvorm van het stelsel met drie bronnen kan worden verkregen door een kanon uit het stelsel volgens fig.1 5 te verwijderen en de andere drie bronnen gelijktijdig te ontsteken. Volgens de uitvinding kunnen ook slechts drie van de vier kanonnen van het stelsel volgens fig.1 gelijktijdig worden ontstoken, terwijl de vierde bron niet wordt ontstoken. Men verkrijgt een verbeterde secundaire pulsonderdrukking indien de bovenbeschreven onderlinge 10 kanon afstand waaraan de voorkeur wordt gegeven, wordt onderhouden.A preferred embodiment of the three source system can be obtained by removing a gun from the system of FIG. 5 and firing the other three sources simultaneously. Also, according to the invention, only three of the four guns of the system of FIG. 1 can be fired simultaneously, while the fourth source cannot be fired. Improved secondary pulse suppression is achieved if the above-described preferred mutual gun spacing is maintained.
Zo tonen de gegevens van de tweede kolom van tabel 1 dat een puls met een primaire-belverhouding gelijk is aan 28:1 met de uitvoeringsvorm met drie kanonnen volgens de uitvinding kan worden verkregen.Thus, the data from the second column of Table 1 show that a pulse with a primary bubble ratio equal to 28: 1 can be obtained with the three gun embodiment of the invention.
15 Volgens de uitvinding kunnen ook stelsels met meer dan vier bronnen worden toegepast, waarbij de bronnen in het stelsel zodanig zijn opgesteld, dat ze bellBn met gelijk volume (met maximale straal R) vormen en waarbij elke bron in het stelsel van de daarbij het dichtst gelegen bronnen is gescheiden over 20 de bovenbeschreven kritische afstand. Bij één uitvoeringsvorm zijn zes bronnen in twee evenwijdige rijen van drie opgesteld, waarbij de afstand tussen elke bron en de het dichts.tbijqplegen Γ* bronnen bij benadering 1 2 R bedraagt.According to the invention, systems with more than four sources can also be used, the sources in the system being arranged such that they form bellBn of equal volume (with maximum radius R) and each source in the system being the closest located sources are separated by the critical distance described above. In one embodiment, six sources are arranged in two parallel rows of three, the distance between each source and the nearest sources being approximately 1 2 R.
De optimale kritische afstand bij elke uitvoeringsvorm 25 zal afhankelijk zijn van de specifieke karakteristieken van de bronnen en het type positioneereenheid, dat wordt gebruikt om de bronnen op de gewenste wijze op te stellen. Tijdens het bedrijf verdient het de voorkeur dat bij een bepaald stelsel de optimale kritische onderlinge bronafstanden langs experi-mentele weg worden 30 bepaald door een aantal sequentiele metingen uit te voeren bij verschillende onderlinge bronafstanden gekozen uit een gebied tussen 1,2 R t/m 2R. De maximale primaire-belverhoudingen voor een bepaalde registratiebandbreedte zal bij de optimale kritische afstand worden verkregen.The optimum critical distance in each embodiment will depend on the specific characteristics of the sources and the type of positioning unit used to arrange the sources in the desired manner. During operation, it is preferable that in a given system the optimum critical source spacings are determined experimentally by performing a number of sequential measurements at different source spacings selected from a range between 1.2 R to 2R . The maximum primary calling ratios for a given recording bandwidth will be obtained at the optimum critical distance.
35 Volgens de uitvinding kunnen ook stelsels worden toegepast, 8601540 -13- welke twee of meer "stellen" bronnen bevatten, waarbij elk stel zelf het stelsel volgens de uitvinding belichaamt. Zo omvat b.v. de in fig. 4 afgebeelde uitvoeringsvorm vier stellen bronnen, elk van het in fig. 1 afgebeelde type met vier bronnen. Het eerste stel bronnen 5 omvat de bronnen 111,112,113 en 114. De andere drie stellen bronnen omvatten respectievelijk de bronnen 115-118, 119-122 en 123-126. De bronnen zijn in een gewenste positie ten opzichte van het gestel 110 opgesteld door middel van kettingen 130 of dergelijke, en de bronnen in elk stel zijn op de gewenste wijze ten opzichte van elkaar 10 opgesteld door middel van kettingen 131 of dergelijke.According to the invention, systems can also be used, 8601540-13 which contain two or more "sets" of sources, each set itself embodying the system according to the invention. For example, e.g. the embodiment shown in FIG. 4 sets four sources, each of the type shown in FIG. 1 having four sources. The first set of sources 5 includes sources 111, 112, 113 and 114. The other three sets of sources include sources 115-118, 119-122 and 123-126, respectively. The sources are arranged in a desired position relative to the frame 110 by means of chains 130 or the like, and the sources in each set are arranged in the desired manner relative to each other by means of chains 131 or the like.
Bij een variant van de uitvoeringsvorm volgens fig. 4 omvat het stelsel luchtkanonnen met bij benadering gelijk volume en geladen bij benadering dezelfde druk. waarbij het stelsel in het water zodanig is georienteerd, dat de bronnen bellen vormen, die initieel zijn gecen 15 treerd op diepten binnen een zo klein gebied, dat de maximale straal Vein de bellen, gevormd door de individuele bronnen van het stelsel, in hoofdzaak dezelfde is. Bij een andere variant omvat elk stel van bronnen van het stelsel luchtkanonnen met bij benadering gelijk volume en beladen bij benadering dezelfde druk (waarbij het volume en de druk 20 van luchtkanonnen van stel tot stel kan verschillen of voor alle stellen in het stelsel dezelfde kan zijn ) en worden de stellen op hun plaats gehouden door een positioneereenheid, welke op een ander-*wijze is gedimensioneerd dan de in fig. 4 afgebeelde eenheid en wel zodanig dat de bellen opgewekt door de bronnen van het eerste stel worden 25 gevormd op een andere gemidddelde diepte dan de bellen, welke door bronnen in het tweede stel worden gevormd. Bij deze laatste variant kunnen de bellen, opgewekt door de bronnen in het eerste stel, een andere maximale straal hebben dan de bellen, welke worden opgewekt door bronnen in het tweede stel, of kunnen dezelfde maximale straal 30 hebben als de bellen, welke door bronnen in het tweede stel worden opgewekt. Volgens de uitvinding kan elk stel ook zijn voorzien van bronnen van verschillende typen (zoals b.v. luchtkanonnen met verschillend volume) mits de bronnen in elk stel bij ontsteking bellen met een in hoofdzaak identieke maximale straal vormen (waarbij deze 35 maximale straal van stel tot stel kan verschillen) en de bronnen in 330-549 -14- elk stel van elkaar zijn gescheiden door de kritische afstand behorende bij deze maximale belstraal. Rasteronderdelen 160, welke de individuele stellen bronnen verbinden, zullen bij voorkeur een zo geringe lengte hebben, dat het stelsel de eigenschappen van eer. puntbron heeft.In a variant of the embodiment of Fig. 4, the system comprises air guns of approximately equal volume and charged approximately the same pressure. the system in the water being oriented such that the sources form bubbles, which are initially centered at depths within such a small area that the maximum radius Vein the bubbles formed by the individual sources of the system are substantially the same is. In another variant, each set of sources of the system includes air guns of approximately equal volume and loaded approximately the same pressure (where the volume and pressure of air guns may vary from set to set or be the same for all sets in the set ) and the sets are held in place by a positioning unit dimensioned differently from the unit shown in FIG. 4 such that the bubbles generated by the sources of the first set are formed on another mean depth then the bubbles formed by sources in the second set. In the latter variant, the bubbles generated by the sources in the first set may have a different maximum radius than the bubbles generated by sources in the second set, or may have the same maximum radius as the bubbles generated by sources in the second set are generated. According to the invention, each set can also be provided with sources of different types (such as, for example, air guns of different volume), provided that the sources in each set form bubbles with a substantially identical maximum radius when ignited (whereby this maximum radius can be set from set to set. differences) and the sources in 330-549-14 each set are separated by the critical distance associated with this maximum bubble radius. Grid members 160 connecting the individual sets of sources will preferably have such a short length that the array has the properties of honor. point source.
5 Voor sommige toepassingen kunnen de lengten van gestelonderdelen 160 zodanig worden gekozen, dat de stellen bronnen in hoofdzaak onafhankelijk van elkaar zijn.For some applications, the lengths of frame members 160 may be selected such that the sets of sources are substantially independent of one another.
De maximale belstraal, behorende bij de stellen bronnen kan identiek zijn of kan ook van stel tot stel verschillen. Bij een 10 uitvoeringsvorm worden stellen luchtkanonnen gebruikt, waarbij elk stel is voorzien van luchtkanonnen met eenzelfde volume, waarbij de volumeverhoudingen van de stellen overeenkomstig een bekende methode voor het afstemmen van luchtkanonstelsels worden bepaald.The maximum bubble radius associated with the sets of sources may be identical or may also vary from set to set. In an embodiment, sets of air guns are used, each set having air guns of the same volume, the volume ratios of the sets being determined in accordance with a known method of tuning air gun systems.
Bij de werking van elk van de bovenbeschreven 15 stelseluitvoeringsvormen wordt een acoustische puls, waarvan de bel-oscillaties worden onderdrukt ten opzichte van de amplitude van de primaire pulscomponent van de acoustische puls, in het water opgewekt door de onderling afhankelijke bronnen van het stelsel in hoofdzaak gelijktijdig te ontsteken teneinde de amplitude van de zich naar beneden 20 voortplantendo energie in de primaire doos maximaal te maken.In the operation of each of the above-described system embodiments, an acoustic pulse, the bell oscillations of which are suppressed relative to the amplitude of the primary pulse component of the acoustic pulse, is generated in water by the interdependent sources of the system ignite simultaneously to maximize the amplitude of the downward propagating energy in the primary box.
Zo zullen b.v. bij een uitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding met drie stellen bronnen, waarbij elk stel op een verschillende dipte is opgesteld, doch zodanig, dat alle stellen bij ontsteking bellen vormen, welke zijn gecentreerd op diepten, binnen een 25 gebied van 3 meter, de bronnen bij voorkeur op gekozen tijdstippen binnen een periode met een duur van bij benadering 2 msec worden ontstoken. Bij dit voorbeeld, waarbij de drie stellen zodanig zijn opgesteld, dat respectievelijk bellen worden gevormd, welke zijn gecentreerd bij een diepte L, (L - 5 m) en (L + 5 m), zullen de stellen bij voor-30 keur sequentieel worden ontstoken met intervallen van 1 msec.For example, e.g. In an embodiment of the system according to the invention with three sets of sources, each set being arranged on a different dip, but such that all sets, upon ignition, form bubbles, which are centered at depths, within a range of 3 meters, the sources are preferably ignited at selected times within a period of approximately 2 msec in duration. In this example, wherein the three sets are arranged to form bubbles centered at depths L, (L - 5 m) and (L + 5 m), respectively, the sets will preferably be sequential ignited at 1 msec intervals.
860134?860134?
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US74533385A | 1985-06-14 | 1985-06-14 | |
| US74533385 | 1985-06-14 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8601549A true NL8601549A (en) | 1987-01-02 |
| NL190995B NL190995B (en) | 1994-07-01 |
| NL190995C NL190995C (en) | 1994-12-01 |
Family
ID=24996265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8601549A NL190995C (en) | 1985-06-14 | 1986-06-16 | Method and device for generating a seismic pulse in a water body. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713660B2 (en) |
| CN (1) | CN1003057B (en) |
| AU (1) | AU580422B2 (en) |
| CA (1) | CA1263470A (en) |
| ES (1) | ES8801735A1 (en) |
| FR (1) | FR2583525B1 (en) |
| GB (1) | GB2176605B (en) |
| NL (1) | NL190995C (en) |
| NO (1) | NO169566C (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4858205A (en) * | 1988-08-24 | 1989-08-15 | Halliburton Geophysical Services, Inc. | Multi-barrel air gun module |
| GB9920593D0 (en) * | 1999-09-02 | 1999-11-03 | Geco Prakla Uk Ltd | A method of seismic surveying, a marine vibrator arrangement, and a method of calculating the depths of seismic sources |
| GB2393513A (en) * | 2002-09-25 | 2004-03-31 | Westerngeco Seismic Holdings | Marine seismic surveying using a source not having a ghost at a non-zero frequency |
| GB2400662B (en) | 2003-04-15 | 2006-08-09 | Westerngeco Seismic Holdings | Active steering for marine seismic sources |
| US7489590B2 (en) * | 2005-04-08 | 2009-02-10 | Westerngeco L.L.C. | Method and apparatus for source and receiver side wave field separation |
| US9025417B2 (en) | 2010-08-24 | 2015-05-05 | Westerngeco L.L.C. | Systems and methods for optimizing low frequency output from airgun source arrays |
| GB2490787B (en) | 2011-05-11 | 2015-02-11 | Cggveritas Services Sa | Compact broadband source and method |
| NL2016387B1 (en) * | 2016-03-08 | 2017-09-27 | Fugro N V | Seismic source array and survey ship |
| CN106443764B (en) * | 2016-10-17 | 2020-02-11 | 辉禄美（北京）科技有限公司 | Prying type seismic source module |
| CN112180432B (en) * | 2020-09-01 | 2023-10-20 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | High-efficiency electric spark source system based on corona discharge and setting method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB688384A (en) * | 1949-07-02 | 1953-03-04 | Charles Frederick Urschel | Improvements in or relating to apparatus for seismic prospecting |
| US3437170A (en) * | 1966-12-12 | 1969-04-08 | Texas Instruments Inc | Control of energy spectrum in marine seismic exploration |
| GB1542261A (en) * | 1976-04-07 | 1979-03-14 | British Petroleum Co | Method of operating a seismic source |
| GB2092750A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-18 | Mobil Oil Corp | Tuned air gun array |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO144253C (en) * | 1975-02-28 | 1981-07-22 | Mobil Oil Corp | PROCEDURE AND SYSTEM FOR SEISMIC INVESTIGATIONS |
| EP0066423B1 (en) * | 1981-05-29 | 1988-01-13 | Britoil Plc | Method of determining the signatures of arrays of marine seismic sources, and of accumulating data for use in such methods |
-
1986
- 1986-02-17 NO NO860575A patent/NO169566C/en unknown
- 1986-05-21 CA CA000509617A patent/CA1263470A/en not_active Expired
- 1986-06-10 GB GB8614037A patent/GB2176605B/en not_active Expired
- 1986-06-12 CN CN86103768A patent/CN1003057B/en not_active Expired
- 1986-06-13 AU AU58728/86A patent/AU580422B2/en not_active Ceased
- 1986-06-13 JP JP61138033A patent/JPH0713660B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-13 FR FR868608563A patent/FR2583525B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-13 ES ES556022A patent/ES8801735A1/en not_active Expired
- 1986-06-16 NL NL8601549A patent/NL190995C/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB688384A (en) * | 1949-07-02 | 1953-03-04 | Charles Frederick Urschel | Improvements in or relating to apparatus for seismic prospecting |
| US3437170A (en) * | 1966-12-12 | 1969-04-08 | Texas Instruments Inc | Control of energy spectrum in marine seismic exploration |
| GB1542261A (en) * | 1976-04-07 | 1979-03-14 | British Petroleum Co | Method of operating a seismic source |
| GB2092750A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-18 | Mobil Oil Corp | Tuned air gun array |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GEOPHYSICAL PROSPECTING, vol. 21, 1973, blz. 77-101, Den Haag, NL; B.F. GILES et al.: "System approach to air-gun array design" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES8801735A1 (en) | 1988-02-16 |
| CA1263470A (en) | 1989-11-28 |
| NL190995B (en) | 1994-07-01 |
| NL190995C (en) | 1994-12-01 |
| FR2583525B1 (en) | 1990-03-02 |
| NO860575L (en) | 1986-12-15 |
| ES556022A0 (en) | 1988-02-16 |
| FR2583525A1 (en) | 1986-12-19 |
| CN86103768A (en) | 1986-12-31 |
| GB8614037D0 (en) | 1986-07-16 |
| GB2176605A (en) | 1986-12-31 |
| AU580422B2 (en) | 1989-01-12 |
| NO169566C (en) | 1994-04-18 |
| JPS61290380A (en) | 1986-12-20 |
| JPH0713660B2 (en) | 1995-02-15 |
| CN1003057B (en) | 1989-01-11 |
| GB2176605B (en) | 1989-07-12 |
| AU5872886A (en) | 1986-12-18 |
| NO169566B (en) | 1992-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3331050A (en) | Method of underwater seismic exploration | |
| Parkes et al. | The marine seismic source | |
| US4486864A (en) | Method for marine seismic exploration | |
| NL8601549A (en) | METHOD FOR GENERATING A SEISMIC PULSE IN A WATER BODY AND APPARATUS FOR USING THIS METHOD | |
| US3256501A (en) | Seismic surveying system for water-covered areas | |
| US3805914A (en) | Seismic pneumatic energy pulse generators for attenuating secondary pulses | |
| US3479638A (en) | Beamforming in seismic surveying | |
| US3326320A (en) | Seismic surveying with an impulse pattern consisting of positive and negative impulses | |
| US3414874A (en) | Seismic survey systems | |
| US4497044A (en) | Seismic wave generator | |
| US4441174A (en) | Stacked marine seismic source | |
| US2619186A (en) | Seismic exploration method | |
| US3800832A (en) | Air gun firing assembly | |
| US3187831A (en) | Seismic surveying system for watercovered areas | |
| US20190339404A1 (en) | Seismic source operation at low frequencies | |
| US3923122A (en) | Seismic pneumatic energy source with attenuation of bubble pulse amplitude and reduction of period of bubble oscillation | |
| US4493061A (en) | Stacked marine seismic source | |
| US7016261B2 (en) | Deep penetrating focused array | |
| US4658387A (en) | Shallow water seismic energy source | |
| US3804194A (en) | Method and seismic pneumatic energy pulse generators for increasing energy output | |
| US3739869A (en) | Apparatus for the attenuation of noise from underwater seismic sources | |
| Hutchinson et al. | Water gun vs air gun: A comparison | |
| US4006794A (en) | Seismic pneumatic energy source with flap valves for attenuation of bubble pulse amplitude and reduction of period of bubble oscillation | |
| US3740708A (en) | Seismic pneumatic energy source with bubble eliminator and signal oscillation attenuator | |
| US3837424A (en) | Highly penetrating seismic energy sound generator with pulse shaping for offshore subsurface exploration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 19990101 |