NO20140253A1 - Fremgangsmåte og system for å forsterke frekvensområdet til en konvensjonell marin seismisk kilde med lavfrekvens - Google Patents

Abstract

Et resonanskildeelement (600) er konfigurert for å generere seismiske bølger i vann. Resonanskildeelementet inkluderer en kasse (602) som har to åpninger dekket av et første og et andre stempel (604, 606), der det første og det andre stempelet (604, 606) er konfigurert for fritt å forskyves i forhold til kassen (602) for å generere de seismiske bølgene og et høytrykkssystem (610) som er konfigurert til å utlades innvendig i kassen (602) og å drive det første og det andre stempelet (604, 606). Det første og andre stempelet (604, 606) er konfigurert for å oscillere etter at høytrykksystemet (610) er avfyrt for å generere seismiske bølger med lavfrekvenser.

Description

Fremgangsmåte og system for å forsterke frekvensområdet til en konvensjonell marin seismisk kilde med lav frekvens

Oppfinnelsens tekniske område

Utførelsesformer av søknadsgjenstanden vist og beskrevet her vedrører generelt fremgangsmåter og systemer, og mer spesielt mekanismer og teknikker for å øke et lavfrekvensinnhold i seismiske bølger generert av en marin seismisk kildegruppe.

Diskusjon av oppfinnelsens bakgrunn

Refleksjonsseismologi er en fremgangsmåte for geofysisk utvinning for å fastlegge egenskapene til en del av jordens grunninformasjon, informasjon som er særlig nyttig i olje- og gassindustrien. Marin seismologi er basert på bruk av en styrt kilde som sender energibølger inn i jordformasjonen. Ved å måle tiden det tar for refleksjonene å komme tilbake til et flertall mottakere, er det mulig å estimere dybden og/eller sammensetningene av trekkene som forårsaker slike refleksjoner. Disse trekkene kan være assosiert med avleiringer av hydrokarboner i grunnformasjonen.

For marine anvendelser inkluderer et seismisk undersøkelsessystem, som illustrert i figur 1, et fartøy som sleper et flertall streamere 110 (bare en er vist i figuren) og en seismisk kilde 130. Streameren 110 er festet gjennom en lead-in-kabel (eller andre kabler) 112 til fartøyet 102, mens kildegruppen 130 er festet gjennom en umbilikal 132 til fartøyet. En frontflyter 114 som flyter på vannflaten er forbundet gjennom en kabel 116 til en frontflyter 110A på streameren, mens en halebøye 118 er forbundet gjennom en lignende kabel 116 til en haleende 110B på streameren 110. Frontflyteren 114 og halebøyen 118 er anvendt blant annet for å opprettholde streamerens dybde. Seismiske sensorer 122 er distribuert langs streameren og er konfigurert for å registrere seismisk data. Seismiske sensorer 122 kan inkludere en hydrofon, geofon, akselerometer eller en kombinasjon av disse. Posisjoneringsinnretninger (birds) 128 er festet langs streameren og er styrt av en styring 126 for å justere en posisjon til streameren ifølge en undersøkingsplan.

Kildegruppen 130 har et flertall elementer 136 som typisk kan være luftkanoner. Kildeelementene er festet til en flyter 137 å slepes på ønskede dybder under vannflaten 104. Under operasjonen følger fartøyet 102 en forhåndsbestemt kurs T, mens kildeelementene 136 sender ut seismiske bølger 140. Disse bølgene spretter tilbake fra sjøbunnen 142 og ande lag med grensesnitt under havbunnen 142 og forplanter seg som reflekterte/brutte bølger 144 som blir registrert av sensorer 122. Posisjonene til både kildeelementene 136 og den registrerende sensor 122 blir estimert basert på GPS-systemer 124 og registreres sammen med seismiske data i en lagringsinnretning 127 om bord i fartøyet. Styringen 126 har tilgang til den seismiske dataen og kan bli benyttet for å oppnå kvalitetsstyring eller til og med full prosessering av denne dataen. Styringen 126 kan også være forbundet med fartøyets navigasjonssystem og andre elementer i det seismiske undersøkelsessystemet, foreksempel styringsinnretninger (birds) 128.

Et kildeelement kan være impulsivt (for eksempel en luftkanon) eller vibrerende. Et vibrerende kildeelement er beskrevet i US patentsøknad nr. 13/415,216 (heretter benevnt '216-søknaden) inngitt den 8. mars 2012, og benevnt "Source for Marine Seismic Acquisition and Method", overdratt til den samme søker som i foreliggende søknad, idet hele innholdet i denne herved er inkorporert ved referansen.

I dag er luftkanonen den vanligst benyttede kilde for marin seismisk akkvisisjon. Hverken luftkanon eller de eksisterende vibrerende kildeelementer er imidlertid effektive i lavfrekvensområdet til spektrumet, hovedsakelig i området 1 til 10 Hz. Med andre ord er energien som blir generert av luftkaninen i lavfrekvensspektrumet og den resulterende mottatte reflekterte energi er for svak for å fremskaffe det nødvendige signal-til-støy-forholdet for dens suksessfulle anvendelse i seismisk avbildning. Området med lavfrekvensenergi er nyttig i seismisk undersøkelser, fordi det frembringer bedre dybdepenetrasjon av det seismiske signalet, som er ekstremt verdifullt for avbildning i komplekse geologiske settinger, slik som sub-salt, basalt eller til og med tett karbonat. Suksessen med avanserte teknikker, slik som seismisk inversjon og nyttig for tolkningen, krever energi i lavfrekvensområdet.

Følgelig er det et behov for å oppnå lavfrekvensområdet for seismisk data for seismisk tolkning. For å være i stand til å registrere slik data, trenger kildegruppen å bli justert/modifisert for å generere slikt lavfrekvent innhold. Det er derfor ønskelig å skaffe tilveie kildeelementer og fremgangsmåter som er i stand til å generere lavfrekvent energi.

Oppsummering av oppfinnelsen

Ifølge én utførelsesform er det et resonanskildeelement for å generere seismiske bølger i sjøen. Resonanskildeelementet inkluderer en kasse som har to åpninger dekket av første og andre stempler, der de første og andre stemplene er konfigurert til fritt å forskyves i forhold til kassen for å generere de seismiske bølgene; og et høytrykkssystem som er konfigurert for å utlade innvendig i kassen og drive det første og andre stempelet. Det først og det andre stempelet er konfigu rert for å oscillere etter at høytrykkssystemet er avfyrt for å generere lavfrekvente seismiske bølger.

Ifølge en andre utførelsesform benyttes det et resonanskildeelement for å generere seismiske bølger i vann. Resonanskildeelementet inkluderer en kasse; første og andre stempler som er konfigurert for å beveges relativt i forhold til kassen og et høytrykkssystem som er konfigurert for å lades ut innvendig i kassen og å drive det første og det andre stempelet. Det første og det andre stempelet er konfigurert for fritt å oscillere etter at høytrykkssystemet er avfyrt for å generere lavfrekvente seismiske bølger.

Ifølge nok en annen utførelsesform er det en kildegruppe som inkluderer en delgruppe med høyfrekvente kildeelementer; og en delgruppe med lavfrekvente kildeelementer. Et lavfrekvent kildeelement inkluderer en kasse som har to forflyttbare elementer og et høytrykkssystem som er konfigurert for å utlades inne i kassen for å drive de to forflyttbare elementene.

Kort beskrivelse av tegningene

De medfølgende tegningene, som er inkludert i og som utgjør en del av spesifikasjonen, illustrerer én eller flere utførelsesformer og, sammen med beskrivelsen, forklarer disse utførelsesformene. I tegningen der:

figur 1 er et skjematisk diagram av et seismisk akkvisisjonssystem:

figur 2A og 2B er skjematiske diagrammer av kildeelementer av den vibrerende typen;

figur 3 er et skjematisk diagram av et fartøy som genererer lavfrekvente seismiske bølger;

figur 4 er et skjematisk diagram av et topolet kildeelement;

figur 5A-C illustrerer en forflytnings-, akselerasjons- og spektrumdistribusjon for en stampebevegelse til et fartøy;

figur 6 er et skjematisk diagram av et resonanskildeelement;

figurene 7A-D illustrerer en trykk-, forflytnings-, fjernfeltstrykk- og energi spektrumsdistribusjon for resonanskildeelementet;

figur 8 illustrerer en distribusjon av energispektrum med to resonans-frekvenser;

figur 9 er et skjematisk diagram for et resonanskildeelement med varierende frekvenser;

figur 10A og 10B er skjematiske diagrammer av forskjellige variable fjærinn-retninger;

figur 11 er et skjematisk diagram av en styringsmekanisme;

figur 12 er en illustrasjon av en sveipet frekvens for et resonanselement med en variabel fjærinnretning;

figur 13A og 13B er skjematiske diagrammer av forskjellige synkroniseringsmekanismer;

figur 14 er et skjematisk diagram av et annet kildeelement;

figur 15A og 15B er skjematiske diagrammer av en kildegruppe med lavfrekvente kildeelementer;

figur 16 er et flytskjema til en fremgangsmåte for å prosessere seismiske data; og

figur 17 er et skjematisk diagram av en styringsinnretning.

Detaljert beskrivelse

Den følgende beskrivelse av de eksemplifiserte utførelsesformene refererer til de medfølgende tegningene. De samme henvisningstallene i de forskjellige tegningene identifiserer de samme eller lignende elementer. Den følgende detaljerte beskrivelse er ikke ment å begrense oppfinnelsen. I stedet er beskyttelsesomfanget definert av de medfølgende patentkrav. De følgende utførelsesformer blir drøftet for enkelthet med hensyn til termologien og strukturen til et kildeelement konfigurert for å generere lavfrekvent akustisk energi i marine omgivelser. Utførelsesformene som skal drøftes nedenfor er imidlertid ikke begrenset til et marint kildeelement; de kan bli anvendt på kildeenheter (det vil si til en samling av kildeelement(er) eller til og med på landkilder.

Henvisning gjennom hele spesifikasjonen til «én utførelsesform» eller «en utførelsesform» betyr at et spesifikt trekk, en spesifikk struktur eller karakteristikk beskrevet i forbindelse med en utførelsesform er inkludert i minst én utførelsesform av den viste søknadsgjenstand. Tilstedeværelsen av frasene «i én utførelsesform» eller« i en utførelsesform» på forskjellige steder gjennom spesifikasjonen refererer følgelig ikke til den samme utførelsesformen. De spesifikke trekkene, strukturene, eller karakteristikkene kan følgelig bli kombinert på en hvilken som helst egnet måte i én eller flere utførelsesformer.

Ifølge en utførelsesform blir en tradisjonell kildegruppe, som gjerne inkluderer luftkanoner som yter dårlig i lavfrekvensspektrumet, forsterket med én eller flere lavfrekvenskildeelementer for å forbedre lavfrekvensspektrumet. Ytelsen til de forskjellige lavfrekvenskildeelementene kan tilføre den energien som ofte savnes i konvensjonelle marine undersøkelser. I én anvendelse blir de ulike lavfrekvente kildeelementene konstruert, hver av hvilke yter lavfrekvensenergi over en gitt del av lavfrekvensområdet til frekvensene av interesse. Lavfrekvensområdet til frekvensene kan hovedsakelig anses å strekke seg fra 1 Hz opp til rundt 10Hz. Over 10 Hz gir de eksisterende luftkanoner adekvat kildestyrke. Ifølge én utførelsesform blir passiv energi som har et innhold med svært lavfrekvensenergi (det vil si mindre enn 2 Hz) generert av fartøyets hiv, og denne «passive kilden» kan bli kombinert med nye resonanskilde-elementer (som skal drøftes nedenfor). Et slikt resonanskildeelement kan bli drevet av luftkanoner og produserer signifikant energi som dekker frekvensområdet 2-10 Hz. Som drøftet senere kan de nye resonanskildene vare av flere varianter, for eksempel a) kildeelementer som har en enkelt dominerende spiss;

b) kildeelementer som har to eller flere dominerende resonansspisser; og c) kildeelementer som inne-holder en variabel fjærinnretning som kan bli programmert

for, i effekt, å utføre et frekvenssveip som dekker et forhåndsbestemt område med frekvenser. For å oppnå adekvat energi for tilfelle «c», kan to eller flere variable-fjærinnretninger bli anvendt med ikke-overlappende frekvensområder for å dekke området mellom 2 og 10 Hz, for eksempel dekker et første kildeelement området 2-3 Hz, et andre kildeelement dekker området 3-5 Hz og et tredje kildeelement dekker området 5-10 Hz.

Forut for diskusjon av nye kildeelementer utformet for å generere akustisk energi i lavfrekvensområde, blir et vibrerende kildeelement introdusert, som for enkelthet, vil her refereres til som et kildeelement. Et kildeelement kan ha et elektro-magnetisk lineært drivsystem som er konfigurert for å drive en bevegelig del (for eksempel et stempel eller et stempelpar). Noter at den bevegelige delen inneholder ikke bare et rigid materiale, men også et bløtt materiale, for eksempel et diagram. En bevegelig del er følgelig et materiale som separerer en innside i kildeelementet fra omgivelsene. Det er mulig å ha en hydraulisk, pneumatisk, magnetostriktiv eller piezo-elektrisk drivinnretning eller andre egnede mekanismer i stedet for den elektromagnetiske drivinnretning. Et kildeelement kan bli drevet av et egnet pilotsignal-Flere kildeelementer kan bli plassert sammen for å danne en kildedelgruppe. Én eller flere kildedelgrupper danner en kildegruppe. Et pilotsignal er utformet som en kildegruppe. Et pilotsignal er utformet som et målsignal for en kildegruppe slik at det totale gruppefjernfeltytelsen følger et ønsket målenergispektrum. Et drivsignal som utledes fra pilotsignalet blir påført hvert kildeelement. Et drivsignal utledet fra pilotsignalet blir anvendt på hvert kildeelement. Et pilotsignal kan ha en hvilken som helst form, for eksempel pseudo-vilkårlig, cosinus eller sinus, økende eller avtagende frekvens, og så videre.

Ifølge utførelseseksempelet illustrert i figur 2A har et kildeelement 200 en kasse 220 som, sammen med stemplene 230 og 232, inneholder et drivmekanisme-system 240 og separerer det fra omgivelsene 250, som kan være vann. Selv om figur 2A viser to bevegelige stempler 230 og 232, skal det anføres at et kildeelement kan ha et hvilket som helst antall stempler, for eksempel ett stempel eller flere enn to.

Kassen 220 kan være konfigurert som en singel innkapsling som illustrert i figur 2A og kan ha første og andre åpninger 222 og 224 konfigurert for å være lukket av stemplene 230 og 232. I en andre utførelsesform som er illustrert i figur 2B, kan imidlertid kassen 220 inkludere to separate innkapslinger 220A og 220B, rigid forbundet med hverandre ved hjelp av den del 202. Et enkelt drivinnretningssystem 240 kan være konfigurert for samtidig å drive stemplene 230 og 232 i motsatt retninger for å generere seismiske bølger, som illustrert i figur 2A. To drivinnretnings-systemer 240A og 240B kan bli benyttet i utførelsesformen vist i figur 2B. I en anvendelse er stemplene 230 og 232 rigide, det vil si laget av et rigid materiale, og forsterket, noe som vil bli drøftet senere, med rigide ribber 234. Drivinnretningssystemet 240 kan inkludere én eller flere individuelle elektromagnetiske drivinnretninger 242 og 244. Andre typer drivinnretninger kan bli anvendt. Uavhengig av hvor mange individuelle drivinnretninger som er anvendt i kildeelementet 200 eller 201, er drivinnretningene anordnet i par som er konfigurert for å fungere samtidig i motsatt retninger på korresponderende stempler for å forhindre at kildeelementet får en «ruggende» bevegelse. Legg merke til at det ikke er ønskelig å «rugge» kildeelementet ved generering av bølger, fordi kildeelementenes posisjon skal følge en forhåndsbestemt bane ved sleping gjennom vannet.

Størrelsen og konfigurasjonen av kassen, stemplene og drivinnretningssystemet avhenger av kildeelementets akustiske output. Et høyfrekvent kildeelement (som illustrert i figur 2A) har for eksempel mindre størrelse enn et lavfrekvent kildeelement (som illustrert i figur 2B). Ifølge en utførelsesform er det høyfrekvente kildeelementets kasselengde rundt 1,5 m og dets diameter er rundt 450 mm. Total kasselengden til det lavfrekvente kildeelement er rundt 3 m og dets diameter er rundt 900 mm. Ifølge én applikasjon er følgelig det lavfrekvente kildeelementet i det vesentlige dobbelt av størrelsen til høyfrekvens kildeelement.

Drivinnretningssystemet 240 kan være festet til kassen 220 ved en innfesting 248 (for eksempel en vegg eller en brakett). Forskjellige andre komponenter beskrevet andre steder, er illustrert i figurene 2A og 2B. Slike komponenter kan inkludere en tettemekanisme 260 anordnet mellom stemplene og kassen, en trykk-reguleringsmekanisme 285 eller 285A og 285B, konfigurert for å balansere det utvendige trykket til omgivelsene 250 med et trykk i fluidet 273 innesluttet i huset 220 (innesluttet fluid 273 kan være luft eller andre gasser eller blanding av gasser), én eller flere stempelstenger (280 og 282) per stempel for å overføre drivkraftbe- vegelsen fra drivinnretningssystemet 240 til stempler 230 og 232, et føringssystem 290 for stempelstengene, et kjølesystem 294 for å overføre varme fra drivinnretningssystemet 240 til omgivelsene 250, én eller flere lokale styringsinnretninger 270, 270A, 270B for å koordinere bevegelsen til disse elementene, etc.

Ifølge en utførelsesform kan et lavfrekvent kildeelement bli vurdert å være fartøyet som sleper den konvensjonelle kildegruppen. Fartøyet kan bli ansett å være en «passiv kilde». Fartøyets stampebevegelse, som er på grunn av effekten til bølgebevegelser, vind og/eller streamerkraft som virker på fartøyet, genererer den seismiske energi.

En slik passiv kilde 300 er illustrert i figur 3. Én eller flere akselerometre 302 kan være montert på fartøyet 304 som illustrert i figur 3. Akselerometer 302 kan enten være en singel-komponentinnretning (det vil si vertikalt montert) eller en tre-komponentinnretning som er kapabel til nøyaktig å måle fartøyets akselerasjon til lave frekvenser, for eksempel 1 Hz eller mindre. I én anvendelse blir seks eller flere tre-komponentakselerometre og/eller en treghetsenhet plassert på samme nivå 312 under dekk 314. Akselerometrene kan være vidt plassert i avstand fra hverandre og er konfigurert for å registrere akselerasjonen over lange tidsperiode, for eksempel ett til tre minutter eller kontinuerlig.

Kombinasjonen av akselerasjonsmålinger blir mottatt av en styringsinnretning 306 om bord i fartøyet og blir anvendt for å estimere fartøyets totale vertikale akselerasjonen. De vertikale akselerasjonssignalene kan for eksempel bli laget som gjennomsnittsverdier for å oppnå et estimat til fartøyets samlede vertikale akselerasjon. Fartøyets samlede vertikale akselerasjon kan bli benyttet som «stampekildesig-natur». Selv om stampebevegelsen er et svært lavfrekvent fenomen, vanligvis lavere enn 1 Hz, er den rik i harmonisk energi. Ifølge én utførelsesform kan den harmoniske energien i kildesignaturen som faller over 1 Hz bli benyttet som en «passiv» seismisk kilde.

Mottakerdata innhentet av mottakere 308 distribuert langs den slepte streamer 310 kan bli korrelert med «stampekildesignaturen». Ifølge én anvendelse kan «stampekildesignaturen» bli benyttet som en dekonvolveringsoperator på den mottatte dataen. Noen filtreringsoperasjoner og annen prosessering kan bli anvendt i styringsinnretningen 306 eller på et landbasert senter, noe som ligger utenfor omfanget av denne beskrivelse, for å produsere et lavfrekvent datasett som kan bli integrert med annen data som ble innfanget samtidig ved bruk av andre marine kilder 320, slik som luftkanoner som ikke sender ut veldig mye lavfrekvensenergi. For bruk av akselerasjonssignal som en kildesignatur i én anvendelse blir hydrofondata samlet med luftkanonen inaktiv, for lange registreringslengder, for eksempel ett til tre minutter. Deretter blir supplerende hydrofondata samlet inn mens luftkanonen avfyres. Lengden på registreringen bør være lang, for eksempel minst med ett minutts varighet.

Bølgelengden som korresponderer med en 10Hz bølge, er rundt 152 m og følgelig, fordi fartøyet har en lengde som er mindre enn 152, er den sannsynlig å fortsatt bli ansett som en punktkilde over det hele lavfrekvensområdet. Som illustrert i figur 4, opptrer fartøyet 400 som en topolet kilde, der én monopol 402 er ved bunnen av fartøyet, som er på en dybde D i forhold til vannflaten 404 og virker som et gigantisk stempel, og der den andre monopolen 406 er en virtuell kilde (med motsatt polaritet) over vannflaten 404 på grunn av overflatens refleksjonseffekt. Et nedad gående fjernfeltstrykk P med en frekvens f, angitt til 1 m for den to-polede kilden er gitt i én utførelsesform ved:

der p er vannets tetthet; S e overflaten til monopolen 402, A8f) er stampeakselera-sjonsspektrumet, D er dybden til monoplen 402 i forhold til vannflaten og j er kvadratroten av minus én. Figur 5A illustrerer stampeforflytningen versus tid. Figur 5B illustrerer stampeakselerasjonen versus tid og figur 5C illustrerer fordelingen til fjernfeltenergispektrumet (EDSD) over frekvensen til kilden 400.

Et annet nytt kildeelement, her benevnt som resonanskildeelement, skal nå beskrives. Et resonanskildeelement genererer minst en singel resonansfrekvens. Resonanskildeelementet kan bli anvendt som en kilde som benyttes alene. Det er imidlertid antatt at resonanskildeelementet er bedre anvendt i tandem med en tradisjonell kildegruppe for å forsterke lavfrekvensinnholdet til energien som på tilført vannet under avfyring. Det er få forskjellige utforminger av resonanskileelementet og de skal bli drøftet nedenfor i tilknytning til tegningene.

I én utførelsesform er et resonanskildeelement 600 illustrert i figur 6 og inkluderer en kasse 602 og to stempler 604 og 606 som definerer en inneslutning 608. Tvillingstemplene blir eksitert ved å fyre av et høytrykkssystem, for eksempel en luftkanon 610 innvendig i inneslutningen 608. I én anvendelse kan høytrykks-systemet inkludere en ventil som er forbundet med en høytrykkskilde, eller et roterende hylsesystem eller en maskintypeventil som kan levere luft med høyt trykk. For enkelthet skal de følgende utførelsesformer drøftes i tilknytning til luftkanon 610. Luftkanon 610 kan være en tradisjonell luftkanon og kan være plassert innvending i inneslutningen , som illustrert i figur 6. Noter at for enkelthet illustrerer figur 6 forskjellige elementer som skal drøftes senere, bare for stempel 604 og ikke for stempel 606. Mens dette arrangementet er mulig, kan andre utførelsesformer ha de samme elementer for begge stemplene. Luftkanonen 610 har en tilførselsledning 612 som kan inkludere én eller flere i gruppen: komprimert luft, elektrisk kraft, data og så videre. Ifølge én anvendelse er luftkanonen plassert på utsiden av kassen 602 ellet delvis innvendig i og delvis utvendig på kassen 602. De to stemplene på hver side av inneslutningen 608 kan bevege seg fritt, det vil si at det ikke er noen aktiv drivinnretning, bortsett fra luftkanonen, som påfører bevegelse på deres stempelstenger 628. Tettinger eller belger 614 (for eksempel laget av gummi, forsterket av Kevlar) forbinder stemplene med kassen 602 for å forhindre sjøvann i å trenge inn i inneslutningen 608 og også for å holde stemplene festet til kassen 602.

Når luftkanonen blir avfyrt innvendig i inneslutningen 608, blir kassen 602 påført et trykk, noe som forårsaker at stemplene 604 og 608 beveges utover. Den kombinerte (i) stempelmassen og (ii) den akustiske strålemassen til vannet oppfører seg som en singel masse med innesluttet luft 609 innvendig i inneslutningen som fungerer som en luftfjær. Kassens luftfjær og masselasten på stemplene skaper en resonanseffekt som forårsaker et vibrerende akustisk kildesignal.

For å justere resonansfrekvensen til dette kildeelementet, kan ulike mekanismer benyttes. Ifølge én anvendelse kan en første masse 620 bli lagt til hvert stempel. Dette er imidlertid en passiv justeringsmekanisme, fordi straks kildeelementet blir satt ut undervanns, kan ikke denne første massen justeres ytterligere.

En andre resonans kan bli lagt til frekvensspektrumet til kildeelementet ved å benytte en andre masse 622 og en fjær 624. Den andre massen kan bli dimensjonert og posisjonert for å balansere både moment/vridemoment på grunn av trykkgradi-enten og på grunn av forflyttede stempelvannvolummasseposisjonert. Ifølge én anvendelse er den andre massen 622 festet til fjær 624, som kan være en bladfjær. Fjæren 624 er festet til stemplet 604. En lagermekanisme 626 kan være plassert mellom den andre massen 622 og stempelstangen 628 (festes til stempelet 604), slik at stempelstangen 628 ikke forflytter massen 622.

En bremsemekanisme 630 kan bli distribuert ved siden av stempelstangen 628 for å gjøre at stempelet 604 sveiper gjennom et frekvensområde. Bremsemekanismen 630 kan være en mekanisk innretning som omfatter motstående bremse-puter som har en keramisk eller metallisk foring, lik hva som blir anvendt på skive-bremser på biler, som er koplet til en liten pneumatisk eller elektrisk drivinnretning som når den blir aktivert, forårsaker at bremseputene klemmer ned på en plan overflate som er en del av stempelstangen (stempelstangen kunne for eksempel ha noe slipte flater på den). Bremsemekanismen kunne ha en fjær for å frigjøre bremsen når bremsene ikke er benyttet. Bremsemekanismen 630 kan være festet til en fast konstruksjon 634, inne i kassen 602, gjennom en fjærmekanisme 632 og dempemekanisme 636. Dempemekanismen demper bremsemekanismens bevegelse. Dempemekanismen kan være et hydraulisk støtdempersystem som inkluderer en viskøs demper som kan komme i engasjement ved noen forhåndsbe-stemte tidspunkt for å virke som en brems for å stoppe stemplet, slik at et kildesignal med fast lengde kan bli opprettholdt.

Resonanskildeelementet kan også som en opsjon inkludere et eksternt stempeldeksel 640 som tenderer til å øke strålingsmassebelastningen på stemplene, for derigjennom å fremskaffe en innretning for å redusere resonansfrekvensen uten å måtte legge til mer strukturell masse. Ifølge én anvendelse kan en synkroniserings-enhet bli benyttet for å sikre at stemplene beveges samtidig innover og utover. En lufteventil 650 kan forbinde inneslutningen 608 mot utsiden, det vil si enten til luft over vannflaten eller til det omliggende vannet. En avstengningsventil 652 kan være plassert langs luftingen for å forhindre sjøvannet i å komme inn i inneslutningen. Lufterøret 652 kan være bli anvendt for å fjerne luft fra innsiden av inneslutningen for slik å bringe stemplene tilbake til deres indre posisjoner.

I en anvendelse kan en styringsinnretning 660 være anordnet på eller i resonanskildeelementet for å styre og/eller koordinere én eller flere av kildenes komponenter, for eksempel bremsemekanisme, ventil, luftkanon, dempingsmeka-nisme 636, og så videre. Elektrisk kraft til styringsinnretningen 660 kan bli tilført fra en ekstern kilde gjennom en tilførselsledning 612 eller fra en lokal kilde 662, som kan være et batteri, drivstoffcelle, hydrogenerator og så videre. Annet utstyrt kan være plassert på resonanskildeelementet 600, så som for eksempel en sensor 670, som kan være plassert inne i eller på utsiden av kassen 602. Sensoren 670 kan være et akselerometer for å måle en forflytning av stempelet 604 eller en hydrofon, plassert på utsiden av kassen 602, for å bestemme en nærfeltsignatur til resonanskildeelementet. Andre sensorer kan bli benyttet.

Figur 6 illustrerer også en stempelradius «a», kassens effektive lengde L i startposisjonen, en deksellengde Ls, og en akustisk avstand La mellom stemplene om ikke et deksel er tilstede. Er fjernfelttrykk til resonanskildeelementet illustrert i figur 6 kan bli kalkulert ved å ta i betraktning en overlagring av fire bidrag; volumetrisk akselerasjon av stempel 604, stempelets 604 spøkelse, stempel 606 og stempelets 606 spøkelse. Basert på denne modellen, blir et trykk inne i kassen kalkulert og illustrert i figur 7A under et 10 sekunders tidsintervall, med en luftkanon som blir avfyrt ved tidspunkt null, en korresponderende stempelforflytning er illustrert i figur 7b, der signaturen til resonanskildeelementet korresponderer med forholdene illustrert i figur 7A og 7B er illustrert i figur 7C og kildens ESD som opererer på en dybde på rundt 15,2 m med en single resonansfrekvens 700 er illustrert i figur 7D. Resonansfrekvens 700 forklarer navnet til «resonanskildeelement».

Fra studiene gjennomført på resonanskildeelementet under ulike forhold, for eksempel med og uten brems, og så videre, ble det observert at dette kildeelementet kan produsere store spisser som dekker en frekvensbåndbredde mellom 0 - 2 Hz i ESDen. For å oppnå et kontinuerlig spektrum fra 1 til 10 Hz, kan et visst antall kildeelementer være nødvendig. Å øke dempingen, senker spissene, men gjør ikke energispektrumet bredere. Det er mer fordelaktig å ha lange registreringer for disse kildene. Om registreringen er kort, synes det å være bedre å bruke mindre demping og deretter anvende bremsen fordi flere sykluser med høy amplitude blir oppnådd før dempingen begynner. Dekselet hjelper til å senke resonansfrekvensen, men lange deksler kan utgjøre et operasjonelt problem for håndtering av utstyr, særlig når en prøver å sette ut eller ta inn igjen lange kilder. En praktisk avveining mellom deksellengde og frekvensutvidelse gjør det vanskelig å forlenge resonansfrekvensen under 3.5 Hz. Ved å legge til en andre masse 622, fremtrer en andre resonansfrekvens 802 i tillegg til den første resonansfrekvensen som illustrert i figur 8. Figur 8 represen-terer resonanskildeelementets ESD over frekvens når den andre massen 622 er blitt tillagt.

Legg merke til at for en seismisk undersøkelse kan flere av disse sveipede resonanskildeelementene bli benyttet samtidig, med hvert kildeelement som dekker en unik del av frekvensområdet av interesse, for eksempel et først kildeelement som dekker båndet 2-3 Hz, et andre kildeelement so dekker båndet 3-5 Hz og et tredje kildeelement som dekker båndet 5-10 Hz, slik at hele lavfrekvensbåndet mellom 2 og 10 Hz blir dekket. Stempelakselerasjonene til resonanskildeelementene i en kildegruppe kan bli registrert og kombinert for bruk som enten en korrelasjonsoperator eller for bruk som et input til en dekonvolusjonsrutine for kildesignatur.

Ifølge en annen utførelsesform kan resonansfrekvensen bli variert i sanntid ved å inkludere en variabel fjærinnretning som fungerer i kombinasjon med kassens luftfjær. I effekt kan resonanskildeelementet med variabel fjærinnretning bli programmert for å dekke et frekvensområde, likt med chirp eller frekvenssveip. Figur 9 illustrerer ett mulig resonanskildeelement 900 med variabel fjærkonstant. Kildeelementet 900 har mange komponenter som er elementene i kildeelementet 600 og av denne grunn vil ikke disse komponentene bli beskrevet igjen. Kildeelementet 900 har en ny komponent, en variabel fjærinnretning 980. Variabel fjærinnretning 980 kan være en pneumatisk luftsylinder hvis innvendige lufttrykk kan bli forandre for å forandre dens fjærrate for å produsere et «frekvenssveip». Kildeelementet 900 kan også inkludere en stempelsynkroniseringsmekanisme 990, som vil bli drøftet senere. Den variabel fjærinnretningens 980 ytre sylinder er stivt festet til kassen 902 via en brakett 934.

I én utførelsesform illustrert i figur 10A har den variable fjærinnretningen 980 et legeme 1002 som inneholder stempler 1004 og 1006 . Leg merke til at stemplene 1004 og 1006 er forskjellige fra stemplene 904 og 906 i figur 9. Hvert stempel er festet til en korresponderende stempelstang 928, til hvilken, stemplene 904 og 906 på resonanskildeelementet er festet. Rør 1008 og 1010 er festet til legemet 1002 og står i fluidkommunikasjon med henholdsvis kamrene 1012 og 1014, som er dannet av stemplene 1004 og 1006 med legemet 1002. En treveisventil er i fluidkommunikasjon, og også med innsiden av kammeret 1011 gjennom et rør 1016. Ventil 1020 kan være av annen type eller kan inkludere et flertall enveisventiler. Innsiden av kammeret 1022 er lagdelt av stemplene 1004 og 1006. Treveisventil 1020 er koplet til en tilførselsledning 1024 og en lufteventil 1026. Tilførselsledning er konfigurert for å tilføre for eksempel komprimert luft, mens en utluftingsledning er konfigurert for å fjerne luft under trykk fra innsiden av kammeret 1022. Strupeåpninger 1028A-C eller ekvivalente konstruksjoner kan være plassert på hver rørledning 1008, 1010 og 1016, slik at en luftstrøm mellom kamrene er mulig, men redusert.

I bruk ved oppstarten er trykket inne i hvert kammer i kassen 1002 lavt, for eksempel atmosfærisk trykk. Når luftkanonen avfyres, er treveisventilen 1020 lukket. Rett etter avfyringen av luftkanonen strømmer luft med høyt trykk inn i alle de tre kamrene 1012, 1014 Og 1022. Dette øker fjærraten til den varierende fjærinnretningen 980. De tre strupeåpningene 1028A-C sikrer at fjæreffekten blir preservert, siden rask endring av trykk mellom de forskjellige kamrene blir blokkert av strupeåpningene, og likevel tillater strupeåpningene trykket å stige sakte etter hvert som komprimert luft blir introdusert av treveisventilen. Etter hvert som komprimert luft blir introdusert, øker følgelig fjærraten til den variable fjærinnretningen 908, noe som endrer frekvensen til kildeelementet. Ved enden av skuddtiden blir bremsemekanismen 930 anvendt for å stoppe bevegelsen av stemplene 904 og 906 og deretter luftes den komprimerte luften til atmosfæren gjennom utluftingsledningen 1026 for å nullstille den variable fjærinnretningen. Legg merke til at en økning av trykk i kamrene virker tilsvarende som introduksjon av en fjær mellom stempelstangeendene til stemplene 904 og 906 og kassen 902. Ved å endre lufttrykket innvendig inne i kamrene, blir følgelig fjærraten til kildeelementet modifisert.

En annen variabel fjærinnretning 1050 er illustrert i figur 10B. Den variable fjærinnretning 1050 trenger å være festet til hver stempelstang 928 på kildeelementet. Legg merke til at bare én variabel fjærinnretning 980 var nødvendig i utførelsesformen vist i figur 10A. Variabel fjærinnretning 1050 haren kasse 1052 som er delt opp i to kamre 1054 og 1056 av et stempel 1058. En treveisventil 1060 forbinder kamrene 1054 og 1056 fluidmessig med en tilførselsledning 1062 og en utluftingsledning 1064. For å øke fjærraten blir komprimert luft tilført begge kamrene 1054 og 1056, for eksempel etter at luftkanonen er avfyrt, mens stemplene 904 og 906 fortsatt oscillerer. Distribusjonsledningene 1066 fremskaffer komprimert luft til begge kamrene. Når bremsen anvendes, blir overskuddsluften fjernet fra begge kamrene gjennom utluftningsledningen 1064.

Ifølge én utførelsesform blir et resonanskildeelement med en variabel fjærinnretning aktivert som nå beskrevet. Kassen 902 er opprinnelig på hydrostatisk trykk, det vil si det omliggende trykk. Bremsemekanismen 930 er avstengt og kamrene til den varierende fjærinnretningen er nå på et lavt trykk. En global styringsenhet 1100, som illustrert i figur 11 som inkluderer en styringsinnretning 1102 plassert, for eksempel på slepefartøyet, instruerer enheten til avfyring. Denne kommandoen er mottatt ved en lokal styringsinnretning 960, plassert på resonanskildeelementet. Lokal styringsinnretning 960 fyrer av luftkanonen 910, som frigjør et stort trykk innvendig i innkapslingen 908. Dette økte trykket gjør at stemplene 904 og 906 beveges utover og deretter vibrerer. Deres bevegelse blir påvirket av deres masse, en tilleggsmasse 992 fast innfestet på stempelstangen 928 og av trykket innvendig i den varierende fjærinnretningen 980. Styringsinnretningen 960 styrer den variable fjærinnretningen 980, for eksempel posisjonen til ventil 1020 eller 1060, for å tillate den komprimerte luften i å komme inn i den varierende fjærinnretningen, mens stemplene 904 og 906 oscillerer. Når stemplene har vibrert tilstrekkelig lenge nok, for eksempel en forhåndsbestemt tid, anvender styringsinnretningen 960 bremsemekanismen 930 for å stoppe stemplenes 904 og 906 bevegelse og frigjører komprimert luft fra innsiden til den varierende fjærinnretningen 980 gjennom utluftingsledningen 1026 eller 1064 ved på egnet måte å posisjonere henholdsvis ventilen 1020 eller 1060. Treveisventilen kan være en hvilken som helst kjent ventil, for eksempel en solenoidaktivert ventil. Ventilledningene 1026 Og 1064 kan være forbundet med utluftingsledningen 950 eller direkte til utsiden av resonanskildeelementet. Tilførselsledningene 1024 og 1062 kan være koplet til tilførselsledningen 912 eller direkte til fartøyet. Om tilførselsledningen 1024 og 1062 blir koplet til tilførselsledningen 912, kan en egnet ventil (ikke vist) bli installert for styring når den komprimerte luft blir tilført luftkanonen eller til ventilene 1020 eller 1060. ESDen til en slik kilde 900 er illustrert i figur 12 og legg merke til at ESDen mellom 4 og 8 Hz ser ut som et sveip. Ved å forandre forskjellige parametere til resonanskildeelementet med variabel fjærinnretning, kan dette sveipet bli justert.

Med henvisning til figur 9, kan en stempelsynkroniseringsinnretning 990 bli plassert inne i kassen 902 for synkronisering av en bevegelse til stemplene 904 og 906. Fordi disse stemplene fritt kan bevege seg inne i kassen 902 fordi det ikke er noen drivinnretninger fysisk forbundet med stemplene, kan det være at ett stempel i tide beveges raskere eller saktere enn de andre stemplene, for eksempel, på grunn av forskjellig friksjon mellom stemplene og kasse. Ifølge en utførelsesform illustrert i figur 13A, har synkroniseringsmekanismen 990 for å forhindre dette, en roterende del 1300 som er konfigurert for å rotere rundt en akse 1302 i forhold til en bærende del 1034 som kan være fast innfestet til resonanskildeelementstes 900 kasse. Armer 1306 og 1308 forbinder korresponderende stempelstenger 928 til en roterende del 1300, slik at når ett stempel 904 beveges, blir det andre stempelet 906 tvunget til å beveges med den samme forflytning i motsatt retning. Roterende del 1300 kan være sirkulær eller ha en oval form og tillater armene 1306 og 1308 å rotere i forhold til deres forbindelsespunkter.

Figur 13B illustrerer en annen utførelsesform der synkroniseringsmekanismen 990 har en bevegelig del 1330, for eksempel en rull, konfigurert for å beveges inne i et spor 1332. Bevegelig del 1330 blir koplet til armene 1334 og 1336, slik at når den bevegelige delen 1330 beveger seg langs sporet 1332, synkroniserer en transla-sjonsbevegelse av stemplene 904 og 906 langs Y-retningen. Ifølge én utførelses-form er sporet 1332 en rett linje, i hovedsak perpendikulær på gitt Y-retning. De kyndige på området vil erkjenne at synkroniseringsmekanismer vil kunne bli benyttet så lenge de presser begge stemplene 904 og 906 til å beveges samtidig langs deres gitte Y-retning.

Ifølge nok en utførelsesform kan et annet forskjellig kildeelement 1400 inkludere, som illustrert i figur 14, en kasse 1402 som er tilpasset et høytrykkssystem 1404, for eksempel en luftkanon, et roterende hylsesystem eller en maskintypeventil. For enkelthet er en luftkanon 1404 vurdert i den neste utførelsesformen. Luftkanon 1404 kan bli tilført komprimert luft gjennom en tilførselsledning 1406. Kassen 1402 kan ha bare én eller flere åpninger 1410A-B som kommuniserer med omgivelsene. Åpningen 141 OA kan være forbundet med en ledning 1412, for eksempel et rør, åpent i begge ender. Én ende 1412A kommuniserer direkte med det innvendige rom i kassen1402, mens den andre enden 1412B kommuniserer direkte med omgivelsene. I én anvendelse separerer en fleksibel del 1416 innsiden 1405 i kassen 1402 fra omgivelsene (for eksempel sjøvann) 1420. En lengde og en diameter av ledningen 1412 (som kan ha en firkantet, sirkulær eller en hvilken som helst annen form) kan bli en kalkulert funksjon av frekvensen som skal bli sendt ut. Forut for avfyring blir kammeret 1405 fylt med luft med det omliggende trykk. Når enheten er i drift blir luftkanonen avfyrt, noe som øker trykket innvendig i kassen 1402 som gjør dette større enn trykket i omgivelsene 1420. Denne trykkforskjellen forårsaker at luft deformerer fleksible deler 1416 og å forskyve vannvolumet innvendig i ledningen 1412, noe som skaper en seismisk bølge. Vannsøylen i ledningen 1412 fortsetter å oscillere en gitt tid, og derigjennom beveges opp og ned i forhold til tyngdekraften G, inntil lufttrykket innvendig i kassen 1402 blir returnert til det omliggende trykket og vann-nivået heves til det opprinnelige nivået. Lufttrykket innvendig i kassen 1402 kan returneres til det omliggende trykk ved å anvende flere ulike tilnærmingsmåter, for eksempel en enveisventil 1430 festet til kassen 1402, lufte ut luften gjennom en utluftingsledning (ikke vist), og så videre. Legg merke til at utløpsåpningen til ventilen 1430 er gjort liten for å unngå tapet av lave frekvenser.

Kildeelementet 1400 kan inkludere en andre ledning 1440 som for eksempel har en oppbygning som er identisk med den første ledningen 1412. Den andre ledningen 1440 kan imidlertid være forskjellig i form og/eller størrelse i forhold til den første ledningen. Den andre ledningen 1440 kan for eksempel inkludere et forskyvningselement 1442 (for eksempel et stempel eller en flyter) i stedet for en fleksibel del 1416, som kan beveges seg innvendig i ledningen mellom stoppere eller avskjerminger 1444 og 1446. Samme stoppere eller avskjerminger 1444 og 1446 kan være plassert i ledningen 1412 for å sette delene 1416 sammen ved sidere av hverandre. I en anvendelse kan en demper 1450 være plassert inne i en hvilken som helst av ledningene for å dempe en oscillasjon av vannsøylen og/eller forflytningsdeler 1442. I én anvendelse kan demperen 1450 være plassert mot en ende på ledningen vendende mot omgivelsene. Demperen kan ha form som et gitter, per-forert metalldyse eller hva som helst ellers som kan virke som en delvis restriksjon av strømmen av vann for å skape en viskøs dempingseffekt. Kildeelementet kan ha et hvilket som helst antall ledninger. Det er også mulig at begge ledninger kunne inkludere forflytningsdeler 1442.

I stedet for å bruke en ventil 1430 sammen med fleksibel membran 1416, kan

i en annen anvendelse en utluftingsventil eller poppetventil 1431 bli plassert nær toppen av kassen 1402, og den kunne bli justert slik at den åpnes når det innvendige trykket i kassen 1402 overstiger et forhåndsbestemt nivå, så vidt over det omliggende trykket. Avlastningsventilens åpningstrykk kan være fastsatt på forhånd for å holde seg åpen inntil vann-nivået stiger til et startnivå i ledningen 1412. Alternativt kan en trykksensor 1433 eller en vann-nivådetektor være plassert på et sted 1430, innvendig i kassen, og en måling av denne innretningen kan bli anvendt som en input til en solenoiddrevet poppetventil slik at poppetventilen blir stengt når luftkanonen blir avfyrt og vannsøylen reflekteres i ledningen 1412b, men deretter

åpner ventilen inntil vann-nivået heves til dens startposisjon eller tilsvarende at trykket i kassa er noe over det omliggende trykk. Ifølge denne utførelsesformen isolerer den fleksible membranen fullt ut det innvendige rommet i kassen 1402 fra sjøvannet og holder ute alt som kan ødelegge det innvendige utstyret.

Ved implementering i et aktuelt seismisk undersøkelsessystem, kan en seismisk kildegruppe 1500 som har én eller flere kildeelementer drøftet ovenfor, som illustrert i figur 15A, ha to høyfrekvente undergrupper 1502 og en singel lavfrekvent undergruppe 1504 som inkluderer hvilke som helst lavfrekvente kildeelementer drøftet her. Andre konfigurasjoner kan være mulig. Hver undergruppe kan ha et flertall kildeelementer som drøftet ovenfor. I én anvendelse blir de høyfrekvente undergruppene 1502 slept på en dybde som overstiger rundt 5 m, mens den lavfrekvente undergruppen 1504 blir slept på en dybde rundt 25 m.

Et sideoppriss av et marint akkvisisjonssystem 1506 som inkluderer seismiske kilder som drøftet ovenfor, er illustrert i figur 15B. Systemet 1506 inkluderer et slepe-fartøy 1508 som sleper den seismiske kilden 1500. Den seismiske kilden 1500 kan inkludere, som drøftet i tilknytning til figur 15A, én eller flere høyfrekvente grupper 1502, plassert på en dybde Hi og én eller flere lavfrekvente undergrupper 1504, plassert på en dybde H2, der H2er dypere Hi. Dybdestyringene 1510 kan være plassert på eller nær hver undergruppe for å opprettholde en ønsket dybde. Umbili-kaler 1511 forbinder hver undergruppe med fartøyet 1508. En umbilical kan inkludere en styrkedel, kommando- og datakapasiteter, elektrisk kraft og pneumatisk lufttilførsel.

Et mekanisk grensesnitt 1512 forbinder korresponderende umbilikalkompo-nenter til en pneumatisk tilførselssystem 1514, et krafttilførselssystem 1516 og en kommando- og styringsinnretning 1518. Kommando- og styringsinnretningen 1518 kan også inkludere en prosesseringsenhet, som beskrevet nedenfor, som er i stand til å motta og prosessere seismisk data for avbildning av den undersøkte grunnform-asjon. Kommando- og styringsinnretningen 1518 kan også være konfigurert for å styre en trajektorie til den seismiske kilden, justert dens trajektorie og styre skytingen av kildeelementene. Kommando- og styringsinnretningen 1518 kan samvirke med fartøyets navigasjonssystem.

Selv om figur 15B viser hver undergruppe som har en horisontal distribusjon, skal det noteres at en kildegruppe på flere nivåer kan bli anvendt i stedet for horisontal undergruppe 1502 og/eller 1504. Ovennevnte utførelsesformer ble drøftet uten å spesifisere typen av seismiske mottakere anvendt for å registrere seismisk data. I denne henseende er det kjent innen det tekniske fagområdet å anvende en marin undersøkelse der streamere slepes av ett eller flere fartøy, og der streamerne inkluderer seismiske mottakere. Streamerne kan være horisontale, skråstilte eller ha en kurvet profil som vist for eksempel i US patentskrift nr. 8,456,951 og 8, 451,682, idet hele innholdet i disse herved er inkludert ved referansen.

Seismisk data generert av de seismiske kildene drøftet ovenfor og innhentet med streamerne som også notert ovenfor, kan bli prosessert i en korresponderende prosesseringsinnretning for å generere en sluttavbildning av den undersøkte grunn-formasjon som drøftet nå i tilknytning til figur 16. Den seismiske data generert med kildeelementene som drøftet i tilknytning til figurene 3, 6, 9 og 14, kan bli mottatt i trinn 1600 i prosesseringsinnretningen. I trinn 1602 blir pre-prosesseringsmetoden anvendt, for eksempel demulgering (demultiple), signaturdekonvolusjon, trase-summering, bevegelseskorreksjon, vibroseisk korrelasjon, re-sampling, og så videre. I trinn 1604 finner hovedprosesseringen sted, for eksempel dekonvolulsjon, ampli-tudeanalyse, statisk determinasjon, felles middelpunktsamling, hastighetsanalyse, normal-move outkorreksjon, demping, traseutligning, stakking, støyawisning, amplitudeutligning, og så videre. I trinn 1606 blir slutt- eller post-prosesserings-metodene anvendt, foreksempel migrasjon, småbølgeprosessering, seismisk attributtestimering, inversjon, og så videre, og i trinn 1308 blir sluttavbildningen av grunnformasjonen generert.

Et eksempel på et representativt prosesseringssystem som er i stand til å utføre operasjonene ifølge de eksemplifiserte utførelsesformene diskutert ovenfor, er illustrert i figur 17. Hardware, firmware, software, eller en kombinasjon av disse, kan bli anvendt for å gjennomføre de forskjellige trinnene og operasjonene beskrevet her. Styringssystemet 1700 i figur 17 er en eksemplifisert regneenhet som kan bli anvendt i forbindelse med et slikt system.

Det eksemplifiserte styringssystemet 1700, som er egnet for å gjennomføre aktivitetene beskrevet i de eksemplifiserte utførelsesformen, kan inkludere en server 1701. En slik server 1701 kan inkludere en sentral prosesseringsenhet (CPU) 1702 koplet til en direktelager (RAM - (random access memory) 1704 og til et leselager (read-only minne ROM) 1706. ROM 1706 kan også være andre typer av lagrings-media for å lagre programmer, slik som et programmerbart fastlager (programable ROM - PROM), slettbar programmerbart fastlager (erasable PROM- -EPROM), og så videre. Prosessoren 1702 kan kommunisere med andre interne eller eksterne komponenter gjennom input/output (l/0)-kretser 1708 og bussing 1710, for å fremskaffe styringssignaler og lignende. Prosessoren 1702 kan for eksempel kommunisere med sensorer, elektro-magnetisk driversystem og/eller trykkmek-anismen. Prosessoren 1702 utfører at antall funksjoner som er kjent for fagmannen på området, som diktert av software-instruksjoner og/eller firmware-instruksjoner.

Serveren 1701 kan også inkludere en eller flere datalagringsinnretninger, inkludert drivenheter 1712 for harddisk eller en floppydisk, drivenhet 1714 for CD-ROM og annet hardware som er i stand til å lese og/eller lagre informasjon, slik som en DVD, og så videre. Ifølge en utførelsesform, kan software for å utføre de ovenfor drøftede trinnene bli lagret og distribuert på en CD-ROM 1716, diskett 1718 eller på andre former for media som er i stand til å lagre informasjon. Lagringsmediene kan bli innført i og bli lest av innretninger, slik som drivenheten 1714 for CD-ROM, disk-driveren 1712, og så videre. Serveren 1701 kan være koplet til et display 1720 som kan være av en hvilken som helst type av skjermbilde- eller presentasjonsskjerm, slik som LCD-skjermer, plasmaskjermer, katodestrålingsrør (CRT), og så videre. Et brukerinputgrensesnitt 1722 er skaffet tilveie, inkludert en eller flere brukergrense-snittmekanismer, slik som en mus, tastatur, mikrofon, touch pad, touch screen, stemmegjenkjenningssystem, og så videre.

Serveren 1701 kan være koplet til andre computerinnretninger, slik som utstyret på et fartøy, via et nettverk. Serveren kan være en del av en større nettverkskonfigurasjon som i et globalt områdenettverk (GAN), slik som Internet 1728, som tillater ultimat tilkopling to forskjellige landlinjer og/eller mobilklienter/ watcherinnretninger.

Som en fagmann på området også vil verdsette, kan de eksemplifiserte utførelsesformene være utformet i en trådløs kommunikasjonsinnretning, et telekommunikasjonsnettverk, som en metode eller i et regnemaskinprogramprodukt. De eksemplifiserte utførelsesformene kan følgelig ta form som en fullstendig hardwareutførelsesform eller en utførelsesform som kombinerer hardware- og softwareaspekter. De eksemplifiserte utførelsesformene kan videre ta form som et computerprogram lagret i et computerlesbart lagringsmedium som har computer-lesbare instruksjoner innebygd i mediet. Et hvilket som helst egnet computerlesbart medium kan bli anvendt, inkludert harddisker, CD-ROM, digitalt versatile disker (DVD), optiske lagringsinnretninger eller magnetiske lagringsinnretninger, slik som en floppydisk eller et magnetbånd. Andre ikke-begrensende eksempler på computer-lesbare media inkluderer flash-type minner eller andre kjente typer minner.

De viste og beskrevne eksemplifiserte utførelsesformene fremskaffer en kildegruppe og kildeelement som er i stand til å forsterke en energi generert i området 0,1 til 10 Hz. Det skal forstås at denne beskrivelsen ikke er ment å begrense oppfinnelsen. Tvert om er de eksemplifiserte utførelsesformene ment å dekke alternativer, modifikasjoner og ekvivalenter som er inkludert i oppfinnelsens ånd og omfang, slik som definert i de medfølgende patentkrav. I den detaljerte beskrivelsen av de eksemplifiserte utførelsesformene, er et stort antall spesifikke detaljer omtalt for å fremskaffe en omfattende forståelse av oppfinnelsen som kreves beskyttet. En fagmann på området vil imidlertid forstå at utallige utførelsesformer kan bli praktisert uten slike spesifikke detaljer.

Selv om trekkene og elementene ved de foreliggende eksemplifiserte utførelsesformer er beskrevet i utførelsesformene i spesifikke kombinasjoner, kan hvert trekk eller element bli anvendt alene uten at andre trekk og elementer av utførelsesformene, eller i forskjellige kombinasjoner med eller uten andre tekk eller elementer vist her.

Den skriftlige beskrivelsen bruker eksempler av søknadsgjenstanden beskrevet for å gjøre det mulig for fagmannen å utføre disse, inkludert å lage og bruke en hvilken som helst innretning eller system og gjennomføre hvilke som helst inkorporerte fremgangsmåter. Det patenterbare omfanget av søknadsgjenstanden er definert av kravene og kan inkludere andre eksempler som fremtre som åpenbare for fagmannen på området. Slike andre eksempler er ment å ligge innenfor kravenes omfang.

Claims (10)

1. Et resonanskildeelement (600) for å generere seismiske bølger i vann, der resonanskildeelementet omfatter: en kasse (602) som har to åpninger dekket av første og andre stempler (604, 606), der de første og andre stemplene (604, 606) er konfigurert for fritt å forskyves relativt til kassa (602) for å generere de seismiske bølgene; og et høytrykksystem (610) som er konfigurert for å utløses inne i kassen (602) og å drive de første og andre stemplene (604, 606), der de første og andre stemplene (604, 606) er konfigurert for å oscillere etter at høytrykksystemet (61) er avfyrt for å generere lavfrekvente seismisk bølger.

2. Resonanskildeelement ifølge krav 1, der de lavfrekvente seismiske bølgene har en frekvens mellom 0,1 og 10 Hz, og et energispektrumsdistribusjon over frekvens har en single resonansfrekvens.

3. Resonanskildeelement ifølge krav 1, der høytrykksystemet (610) inkluderer en luftkanon.

4. Resonanskildeelement ifølge krav 1, som videre omfatter en første stempelstang (628) festet til det første stempelet (604); og en bremsemekanisme (630) konfigurert for å stoppe den første stempelstanga (628).

5. Resonanskildeelement ifølge krav 4, som videre omfatter en dempingsmeka-nisme (636) festet til innsiden av kassen (602); og en fjærmekanisme (632) festet mellom dempingsmekanismen (636) og bremsemekanismen (630).

6. Resonanskildeelement ifølge krav 1, som videre omfatter et første fjæreele-ment (624) festet til det første stempelet (604); og en masse (622) stivt festet til det første fjæreelementet (624) og konfigurert for å introdusere en annen resonansfrekvens i en energispektrumsdistribusjon over frekvens.

7. Resonanskildeelement ifølge krav 6, som videre omfatter en lagermekanisme (626) plassert mellom massen (622) og stempelstangen (628), festet til det første stempelet (604).

8. Resonanskildeelement ifølge krav 1, som videre omfatter et deksel (640) festet rundt det første stempelet (604) for å redusere en resonansfrekvens sendt ut av det første stempelet (604); og en synkroniseringsmekanisme (904,906) og som er konfigurert for å synkronisere en bevegelse av de første og andre stemplene.

9. Resonanskildeelement ifølge krav 1, som videre omfatter en variabel fjærmekanisme (980,1050) plassert inne i kassa (902) og konfigurert for å endre en fjærkonstant til resonanskildeelementet, slik at de første og andre stemplene (904, 906) oscillerer med en forandrende frekvens.

10. Et resonanskildeelement (600) for å genererer seismiske bølger i vann, der resonanskildeelementet omfatter: en kasse (602); første og andre stempler (604, 606) konfigurert for å beveges i forhold til kassen (602); og et høytrykksystem (610) som er konfigurert for å utløses inne i kassa (602) og å drive de første og andre stemplene (604, 606), der de første og andre stemplene (604, 606) er konfigurert for fritt å oscillere etter at høytrykksystemet (610) er avfyrt for å generere lavfrekvente seismiske bølger.