BR102014023297A2 - carga de massa variável integrada ao pistão - Google Patents

Abstract

carga de massa variável integrada ao pistão. a presente invenção refere-se a modalidades relacionadas a vibradores marítimos que incorporam uma ou mais placas de pistão que atuam na água circundante para produzir energia acústica. um vibrador marítimo de exemplo pode compreender: um alojamento de contenção; uma placa de pistão; um acessório acoplado ao alojamento de contenção; um elemento de mola mecânica acoplado á placa de pistão e ao acessório; um acionador disposto no vibrador marítimo, em que o acionador está acoplado á placa de pistão e ao acessório; e um recipiente acoplado á placa de pistão, em que o recipiente está configurado para segurar uma carga de massa variável; em que o vibrador marítimo tem uma frequência de ressonância selecionada com base pelo menos em parte na carga de massa variável.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CARGA DE MASSA VARIÁVEL INTEGRADA AO PISTÃO".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS [001] O presente pedido reivindica a prioridade do Pedido Provisório n- Ü.S. 61/904.886, depositado em 15 de Novembro de 2013, e do Pedido Não Provisório ng U.S. 14/284.847, depositado em 22 de maio de 2014, o qual reivindica a prioridade do Pedido Provisório ng U.S. 61/880.561, depositado em 20 de setembro de 2013, cujo conteúdo está incorporado ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

ANTECEDENTES [002] As modalidades referem-se, de forma geral, a vibradores marítimos do tipo pistão para pesquisas geofísicas marítimas. Mais particularmente, as modalidades se referem à adição de uma carga de massa variável à placa de pistão externa de um vibrador marítimo do tipo pistão para compensar por efeitos de suspensão a ar. [003] Fontes de som são, de forma geral, dispositivos que geram energia acústica. Um dos usos das fontes de som é na topografia marítima sísmica, em que as fontes de som podem ser empregadas para gerar energia acústica que viaja direcionada para baixo através da á-gua e para dentro da rocha de subsuperfície. Após interagir com a rocha de subsuperfície, por exemplo, nos limiares entre diferentes camas de subsuperfície, uma porção da energia acústica pode ser refletida de volta em direção à superfície da água e detectada por sensores especializados, na água, tipicamente ou no fundo da água ou rebocados por um ou mais cabos sismográficos. A energia detectada pode ser usada para deduzir certas propriedades da rocha de subsuperfície, tais como estrutura, composição mineral e teor de fluido, o que dessa forma fornece informações úteis na recuperação de hidrocarbonetos. [004] A maior parte das fontes de som empregadas hoje em to- pografia marítima sísmica é do tipo impulsivo, no qual se faz esforços para gerar a maior quantidade possível de energia durante o período de tempo mais curto possível. As mais comumente usadas dentre essas fontes do tipo impulsivo são canhões de ar que tipicamente utilizam ar comprimido para gerar uma onda sonora. Outros exemplos de fontes do tipo impulsivo incluem fontes impulsivas explosivas e de derrubada de peso. Outro tipo de fonte de som que pode ser usada em topografia marítima sísmica inclui vibradores marítimos, tais como fontes alimentadas hidraulicamente, vibradores eletromecânicos, vibradores sísmicos marítimos elétricos e fontes que empregam material pie-zoelétrico ou magnetostritivo. Vibradores marítimos tipicamente geram vibrações através de uma faixa de frequências em um padrão conhecido como uma "varredura" ou "chilro". [005] As fontes de som anteriores para uso em topografia marítima sísmica foram tipicamente projetadas para a operação em uma frequência relativamente alta (por exemplo, acima de 10 Hz). Entretanto, é bem conhecido que conforme ondas sonoras viajam através da água e através de estruturas geológicas de subsuperfície, ondas sonoras de frequência mais alta podem ser atenuadas mais rapidamente do que ondas sonoras de frequência mais baixa e, consequentemente, ondas sonoras de frequência mais baixa podem ser transmitidas pelo decorrer de distâncias mais longas através da água e de estruturas geológicas do que as ondas sonoras de frequência mais alta. Assim, fizeram-se esforços para desenvolver fontes de som que podem operar em frequências mais baixas. Foram desenvolvidas fontes de frequências muito baixas ("VLFS") que tipicamente têm pelo menos uma frequência de ressonância de cerca de 10 Hz ou menor. VLFSs são tipicamente caracterizadas por ter um tamanho de fonte que é muito pequeno conforme comparado a um comprimento de onda de som para as VLFS. O tamanho de fonte para uma VLFS é tipicamente muito menor do que 1/10 de um comprimento de onda e mais tipicamente na ordem de 1/100 de um comprimento de onda. Por exemplo, uma fonte com uma dimensão máxima de 3 metros operando a 5 Hz é 1/100 de um comprimento de onda em tamanho. [006] A fim de atingir um dado nível de emissão na água, um vi-brador marítimo necessita tipicamente passar por uma alteração no volume. A fim de trabalhar em profundidade enquanto se minimiza o peso estrutural, o vibrador marítimo pode ter sua pressão equilibrada com a pressão hidrostática externa. Conforme o gás interno (por e-xemplo, ar) no vibrador marítimo aumenta em pressão, o módulo de compressibilidade (ou "rigidez") do gás interno também se eleva. Aumentar o módulo de compressibilidade do gás interno também aumenta o efeito de suspensão a ar dentro do vibrador marítimo. Conforme usado no presente documento, o termo "suspensão a ar" é definido como um volume de ar enclausurado que pode absorver choque ou flutuações de carga devido à capacidade do volume de ar enclausurado de resistir à compressão e descompressão. Aumentar a rigidez do ar no volume enclausurado aumenta o efeito de suspensão a ar e, assim, a capacidade do volume de ar enclausurado de resistir à compressão e descompressão. O aumento no efeito de suspensão a ar do gás interno tende a ser uma função da profundidade operacional da fonte. Além disso, a rigidez dos componentes acústicos do vibrador marítimo e do gás interno são os fatores determinantes primários na frequência de ressonância do vibrador marítimo. Em conformidade, a frequência de ressonância gerada pelo vibrador marítimo pode aumentar indesejavelmente quando o vibrador marítimo é rebocado em profundidade, especialmente em vibradores marítimos nos quais o volume interior do vibrador marítimo pode ter a pressão equilibrada com a pressão hidrostática externa.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [007] Esses desenhos ilustram certos aspectos de algumas das modalidades da presente invenção e não devem ser usados para limitar ou definir a invenção. [008] A Figura 1 ilustra uma modalidade exemplificativa de um vibrador marítimo com um recipiente e uma carga de massa variável. [009] A Figura 2 ilustra a alteração no efeito de suspensão a ar conforme a pressão e o volume do gás interno são alterados de acordo com modalidades exemplificativas. [0010] A Figura 3 ilustra a alteração na frequência de ressonância devido ao efeito de suspensão a ar conforme o vibrador marítimo é rebocado mais ao fundo de acordo com modalidades exemplificativas. [0011] A Figura 4 ilustra uma vista parcial em corte transversal do vibrador marítimo da Figura 1.1. [0012] A Figura 5 ilustra uma vista em corte transversal do vibrador marítimo das Figuras 1 e 4 tomada ao longo da linha 1-1 da Figura. 4. 4. [0013] A Figura 6 ilustra uma vista em corte transversal do vibrador marítimo das Figuras 1 e 4 tomada ao longo da linha 2-2 da Figura. 4. 4. [0014] A Figura 7 ilustra uma vista em corte transversal de uma modalidade de um vibrador marítimo com uma modalidade alternativa de um elemento de mola mecânica tomada ao longo da linha 3-3 da Figura 4. [0015] A Figura 8 ilustra outra modalidade exemplificativa do vibrador marítimo das Figuras 1 e 4 com uma carga de massa variável em corte transversal. [0016] A Figura 9 ilustra um espectro de amplitude simulado que mostra o efeito na frequência de ressonância da adição de uma carga de massa a um vibrador marítimo de acordo com modalidades exemplificativas. [0017] A Figura 10 ilustra uma modalidade exemplificativa de um recipiente para adicionar uma carga de massa variável a um vibrador marítimo de acordo com modalidades exemplificativas. [0018] A Figura 11 ilustra uma modalidade exemplificativa de um recipiente que tem múltiplos compartimentos para adicionar uma carga de massa variável a um vibrador marítimo de acordo com modalidades exemplificativas. [0019] A Figura 12 ilustra uma fixação exemplificativa de um recipiente a um vibrador marítimo de acordo com modalidades exemplificativas. [0020] A Figura 13 ilustra uma modalidade exemplificativa de um sistema de pesquisa sísmica marinha com o uso de um vibrador marítimo.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0021] Deve ser compreendido que a presente revelação não é limitada a dispositivos ou métodos particulares que podem, obviamente, variar. Deve ser compreendido também que a terminologia usada no presente documento é somente para o propósito de descrição de modalidades particulares e não se destina a ser limitante. Todos os números e faixas revelados no presente documento podem variar em certa quantidade. Sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior for revelada, qualquer número e qualquer faixa incluídos dentro daquela faixa são especificamente revelados. Apesar de modalidades individuais serem discutidas, a invenção engloba todas as combinações de todas essas modalidades. Conforme usado no presente documento, as formas singulares "um", "uma", "o" e "a" incluem referências no singular e no plural a menos que o conteúdo claramente dite o contrário. Além disso, a palavra "pode(m)" é usada no decorrer desse pedido em um sentido permissivo (isto é, com um potencial para, com capacidade de), não em um sentido mandatório (isto é, deve). O termo "inclui(em)" e derivações do mesmo significam "incluindo, mas sem limitação a". O termo "acoplada(o)" significa conecta-da(o) direta ou indiretamente. Se houver qualquer conflito nas utilizações de uma palavra ou termo entre esse relatório descritivo e uma ou mais patentes ou outros documentos que podem estar incorporados ao presente documento a título de referência, as definições que forem consistentes com esse relatório descritivo são para serem adotadas para os propósitos da compreensão dessa invenção. [0022] As modalidades se referem de forma geral a vibradores marítimos para pesquisas geofísicas marítimas que incorporam uma ou mais placas de pistão que podem agir na água circundante para produzir energia acústica. Em algumas modalidades, os vibradores marítimos podem compreender adicionalmente um ou mais acionadores acoplados às placas de pistão para fazer com que as placas de pistão se movam para frente e para trás. Os vibradores marítimos podem também incluir uma ou mais molas acopladas às placas de pistão e a um acessório. Em uma ou mais modalidades, uma carga de massa variável pode ser adicionada a um recipiente fixado a uma placa de pistão de um vibrador marítimo. A carga de massa variável pode ser adicionada para compensar por efeitos de suspensão a ar. Conforme discutido em maiores detalhes abaixo, a carga de massa variável pode comutar a frequência de ressonância do vibrador marítimo para baixo para aliviar problemas devido a aumentos de pressão no vibrador marítimo. Vantajosamente, os vibradores marítimos podem exibir uma baixa frequência de ressonância na faixa sísmica de frequência pertinente. Em modalidades particulares, os vibradores marítimos podem exibir uma primeira frequência de ressonância (quando submerso em água a uma profundidade de cerca de 0 metros a cerca de 300 metros) dentro da faixa sísmica de frequência de cerca de 1 Hz a cerca de 10 Hz. [0023] Vibradores marítimos do tipo pistão, que podem incluir um atuador e uma mola, agem como transformadores mecânicos, que transformam o deslocamento e força gerados no elemento ativo para atender às demandas de diferentes aplicações. Os vibradores marítimos do tipo pistão são de forma geral vibradores marítimos que têm uma placa de pistão que vibra para gerar energia acústica. [0024] A Figura 1 é uma modalidade exemplificativa de um vibra-dor marítimo do tipo pistão, ilustrado como vibrador marítimo 5. Conforme ilustrado, o vibrador marítimo 5 pode compreender a placa de pistão 10 e o recipiente 15. Nas modalidades ilustradas, o recipiente 15 pode ser configurado para conter uma carga de massa variável 20. Em modalidades, o vibrador marítimo 5 compreende uma pressão de gás interno. Como exemplo, o vibrador marítimo 5 pode definir um volume interno no qual um gás pode ser disposto, sendo que esse volume interno de gás fornece a pressão de gás interno do vibrador marítimo 5. Em algumas modalidades, o vibrador marítimo 5 pode ter um sistema de compensação de pressão. O sistema de compensação de pressão pode ser usado, por exemplo, para igualar a pressão de gás interno do vibrador marítimo 5 com a pressão externa. A pressão de gás interno do vibrador marítimo 5 será chamada no presente documento de "pressão de gás interno do vibrador marítimo". A compensação de pressão pode ser usada, por exemplo, quando o vibrador marítimo 5 necessitar ser rebocado em profundidade para atingir um dado nível de emissão. Conforme a profundidade do vibrador marítimo 5 aumenta, a pressão de gás interno pode ser aumentada para igualar a pressão com a pressão externa em aumento. Um gás (por exemplo, ar) pode ser introduzido no vibrador marítimo 5, por exemplo, para aumentar a pressão de gás interno. [0025] Sem se limitar pela teoria, aumentar a pressão de gás interno do vibrador marítimo pode criar um efeito de suspensão a ar que impacta de forma indesejável a frequência de ressonância do vibrador marítimo 5. Em particular, a frequência de ressonância pode aumentar conforme a pressão de gás interno do vibrador marítimo aumenta. Pessoas de habilidade comum na técnica, com o benefício dessa revelação, perceberíam que um aumento na pressão de gás interno do vibrador marítimo pode também resultar em um aumento do módulo de compressibilidade, ou efeito de suspensão a ar, do gás (por exemplo, ar) no vibrador marítimo 5. Entre outras coisas, a frequência de ressonância do vibrador marítimo 5 é baseada na combinação da suspensão a ar do gás no vibrador marítimo 5 e no elemento de mola mecânica (por exemplo, elementos de mola mecânica 65 na Figura 4) no vibrador marítimo 5. Assim, aumentar o módulo de compressibilidade ou o efeito de suspensão a ar do gás interno do vibrador marítimo 5 pode também resultar em um aumento na frequência de ressonância. Sendo assim, a frequência de ressonância de um vibrador marítimo 5 rebocado em profundidade pode aumentar de forma indesejável quando a pressão de gás interno do vibrador marítimo é compensada por igualação com a pressão externa (por exemplo, usando-se um sistema de compensação de pressão). [0026] As Figuras 2 e 3 ilustram o efeito de uma suspensão a ar no vibrador marítimo 5 em várias profundidades de acordo com modalidades exemplificativas. Na Figura 2, o volume do gás interno de vibrador marítimo 5 é representado pela referência numérica 25. Para ilustrar o efeito de suspensão a ar, o volume 25 do gás interno é mostrado à pressão ambiente em 30, sob compressão em 35 e sob expansão em 40. A Figura 2 ilustra, portanto, a relação entre pressão e volume em relação ao efeito de suspensão a ar. Sendo assim, e presumindo uma temperatura constante, conforme o volume 25 aumenta, a pressão do gás interno diminuirá, assim como irá o efeito de suspensão a ar. Inversamente, conforme o volume 25 diminui, a pressão do gás interno irá diminuir assim como o efeito de suspensão a ar também irá. Com relação à Figura 3, a curva mostrada em 45 é uma representação hipotética da emissão de energia acústica do vibrador marítimo 5 a D metros de profundidade sem compensação de pressão. A curva mostrada no numeral 50 representa a emissão do vibrador marítimo 5 em D + x metros de profundidade com compensação de pressão. A compensação de pressão pode causar um aumento na pressão de gás interno e, assim, um aumento resultante no efeito de suspensão a ar. Conforme ilustrado pela Figura 3, a frequência de ressonância do vibrador marítimo 5 pode se elevar por comutação com compensação de pressão, o que demonstra assim como um aumento no efeito de suspensão a ar pode resultar em uma frequência de ressonância mais alta. Conforme ilustrado, o aumento na frequência de ressonância se torna mais pronunciado em maiores profundidades. [0027] Para compensar por essas alterações na pressão do gás interno, a carga de massa variável 20 pode ser um componente do vibrador marítimo 5. Como exemplo, a carga de massa variável 20 pode ser adicionada à placa de pistão 10 do vibrador marítimo 5 para comutar a frequência de ressonância para baixo. Em algumas modalidades, a carga de massa variável 20 pode aumentar em massa com a profundidade crescente do vibrador marítimo 5 na água. Em modalidades particulares, a carga de massa variável 20 pode ser implantada dentro do vibrador marítimo 5 através do recipiente 15 fixado à placa de pistão 10 do vibrador marítimo 5. O recipiente 15 pode ser configurado para se preencher com água conforme o vibrador marítimo 5 é abaixado na água. Em modalidades, a carga de massa variável 20 pode ser adicionada ao exterior da placa de pistão 10. A carga de massa variável 20 pode ser apropriadamente dimensionada para compensar pela totalidade da alteração de frequência devido à profundidade aumentada, o que resulta na mesma frequência de ressonância independente da profundidade da água. [0028] Voltando agora às Figuras 4 a 6 e com referência adicional à Figura 1, uma modalidade de vibrador marítimo 5 é descrita. A Figura 4 é uma vista em corte transversal parcial da modalidade do vibrador marítimo 5 da Figura 1 com o recipiente 15, a carga de massa variável 20 e uma das placas de pistão 10 de um lado do vibrador marítimo 5 removido para facilitar a descrição. A Figura 5 é uma vista em corte transversal parcial da modalidade do vibrador marítimo 5 das Figuras 1 e 4 tomada ao longo da linha 1-1 da Figura. 4. 4. A Figura 6 é uma vista em corte transversal parcial da modalidade do vibrador marítimo 5 das Figuras 1, 4 e 5 tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 4. [0029] Na modalidade ilustrada, o vibrador marítimo 5 inclui um alojamento de contenção 55. As placas de pistão 10 podem ser acopladas de forma flexível ao alojamento de contenção 55, por exemplo, por meio de vedações de borracha 60. Conforme visto melhor nas Figuras 4 a 6, as placas de pistão 10 podem, cada uma, ter elementos de mola mecânica 65 afixados às mesmas. Um ou mais acionadores 70 podem ser dispostos no alojamento de contenção 55 para fazer com que as placas de pistão 10 se movam para frente e para trás. Esse movimento de placas de pistão 10 pode ser beneficiado pela flexibilidade das vedações de borracha 60. Conforme seria compreendido por uma pessoa de habilidade comum na técnica com o benefício dessa revelação, as vedações de borracha 60 não precisam ser feitas de borracha, mas podem ser feitas em vez disso de qualquer material que permita um acoplamento flexível das placas de pistão 10 ao alojamento de contenção 55 conforme discutido adicionalmente abaixo. [0030] O alojamento de contenção 55 pode ter uma primeira superfície 75 e uma segunda superfície 80, que podem ser opostas uma à outra. Conforme visto melhor nas Figuras 4 a 6, a primeira abertura 85 e a segunda abertura 90 podem ser formadas respectivamente na primeira superfície 75 e na segunda superfície 80. Embora não ilustrado, as modalidades podem incluir as janelas ou aberturas 85, 90 que podem ser maiores ou menores do que as placas de pistão 10. O vi-brador marítimo 5 compreende adicionalmente um volume interno 95 que pode ser pelo menos parcialmente definido pelo alojamento de contenção 55 e pelas placas de pistão 10. Em algumas modalidades, os elementos de mola mecânica 65 e os acionadores 70 podem ser pelo menos parcialmente dispostos dentro do volume interno 95. Em modalidades alternativas, os elementos de mola mecânica 65 e os a-cionadores 70 podem ser inteiramente dispostos dentro do volume interno 95. Embora não ilustrado, em modalidades alternativas adicionais, os elementos de mola mecânica 65 podem ser dispostos no exterior do alojamento de contenção 55 conquanto que os elementos de mola mecânica 65 sejam acoplados ao acessório 125. Em algumas modalidades, o vibrador marítimo 5 pode ter compensação de pressão de forma que a pressão dentro do volume interno 95 possa ser mantida a mesma que a pressão externa (isto é, a pressão no lado de placa de pistão 10 oposto aquele do volume interno 95), o que possibilita assim a operação em maior profundidade, por exemplo, em até cerca de 300 metros ou mais. O alojamento de contenção 55 junto com as placas de pistão 10 e as vedações de borracha 60 pode formar um alojamento a prova d'água para os outros componentes do vibrador marítimo 5, tais como os elementos de mola mecânica 65 e os acionadores 70. O alojamento de contenção 55 pode ser construído a partir de qualquer material adequado incluindo, sem limitação, aço (por exemplo, aço inoxidável), alumínio, uma fibra de cobre, plástico reforçado com fibra de vidro (por exemplo, epóxi reforçado com fibra de vidro), plástico reforçado com fibra de carbono e combinações dos mesmos. De maneira similar, o alojamento de contenção 55 conforme visto melhor nas Figuras 1 e 4 a 6, pode ter o formato geral de uma caixa re- tangular. Deve ser compreendido que outras configurações de alojamento de contenção 55 podem ser adequadas, incluindo aquelas que têm o formato geral de uma caixa quadrada ou outros formatos adequados. [0031] Conforme visto melhor na Figura 1, em algumas modalidades, o alojamento de contenção 55 pode incluir adicionalmente tampas opcionais 56 que podem ser dispostas em um lado lateral do alojamento de contenção 55. Em modalidades particulares, uma ou mais das tampas 56 pode ser removível. Como exemplo, as tampas 56 podem facilitar a fixação de um dispositivo, tais como a câmara de submissão, ao alojamento de contenção 55. Conforme ilustrado adicionalmente pela Figura 1, o alojamento de contenção 55 pode incluir a primeira e segunda extremidades 57, 58 às quais os suportes 59 podem ser separadamente montados. Os suportes 59 podem ser usados para içar o vibrador marítimo 5, por exemplo, ao lançar o vibrador marítimo 5 na água. A título de exemplo, os suportes 59 podem facilitar a fixação do vibrador marítimo 5 aos cabos de reboque, um navio topográfico (por exemplo, navio topográfico 225 na Figura. 13), ou a outro dispositivo ou mecanismo adequado usado em conjunto com o vibrador marítimo 5 em reboque através de um corpo de água. [0032] As placas de pistão 10 podem tipicamente ser construídas de um material que não irá deformar, dobrar ou flexionar quando em uso. A título de exemplo, as placas de pistão 10 pode compreender, sem limitação, aço (por exemplo, aço inoxidável), alumínio, uma fibra de cobre, plástico reforçado com fibra de vidro (por exemplo, epóxi reforçado com fibra de vidro), plástico reforçado com fibra de carbono e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, as placas de pistão 10 podem ser substancialmente planas e retangulares em formato. A título de exemplo, as placa de pistão 10 mostradas na Figura 1 são de formato retangular exceto pelas arestas arredondadas. Em algumas modalidades, as placas de pistão 10 podem ser na forma de discos planos circulares. A título de exemplo, as placas de pistão 10 podem, cada uma, ser um disco circular plano que têm uma espessura substancialmente uniforme. Entretanto, outras configurações, incluindo tanto as que são axialmente simétricas e as que não são, de placas de pistão 10, podem ser adequadas a aplicações particulares. A título de exemplo, as placas de pistão 10 podem ser quadradas, elípticas ou de outro formato adequado para fornecer a energia acústica desejada. Nas modalidades alternativas, as placas de pistão 10 podem ser curvadas, tanto de forma convexa se projetando para dentro do volume interno 95 quanto de forma côncava expandindo o volume interno 95. Em geral, as placas de pistão 10 têm uma espessura que fornece rigidez e também resiste a pressões previstas. Conforme será percebido por pessoas de habilidade comum na técnica com o benefício dessa revelação, a espessura de placa pode variar com base no material de construção, entre outros fatores. Conforme será discutido em maiores detalhes abaixo, a carga de massa de placas de pistão 10 e a constante de mola de elementos de mola mecânica 65 podem ser selecionadas (isto é, ajustadas) de uma maneira a produzir uma primeira frequência de ressonância dentro da faixa de frequência sísmica desejada quando o vibrador marítimo 5 é submerso em água a uma profundidade de cerca de 0 metro a cerca de 300 metros. Embora uma única placa de pistão 10 seja ilustrada em qualquer um dos lados do acessório 125, as modalidades podem incluir mais do que uma placa de pistão 10 em qualquer um dos lados do acessório 125. Além disso, as modalidades podem incluir placas de pistão 10 que são menores em tamanho em relação ao alojamento de contenção 55 conforme comparado àquelas ilustradas nas Figuras 1 e 4 a 6. [0033] Com referência continuada às Figuras 1 e 4 a 6, as placas de pistão 10 podem, cada uma, ser presa ao alojamento de contenção 55 de uma maneira que permita o movimento das placas de pistão 10 em relação ao alojamento de contenção 55 substancialmente sem qualquer dobra ou flexão das placas de pistão 10. Na realização da Figura 1, um par de placas de pistão 10 é mostrado. Uma das placas de pistão 10 pode ser disposta em um lado do alojamento de contenção 55 enquanto as outras placas de pistão 10 podem ser dispostas no lado oposto do alojamento de contenção 55. Conforme ilustrado, uma das placas de pistão 10 pode ser acoplada ao alojamento de contenção 55 na ou próxima à primeira superfície 75 e a outra placa de pistão 10 pode ser acoplada ao alojamento de contenção 55 na ou próxima à segunda superfície 80. As placas de pistão 10 podem, cada uma, cobrir uma correspondente dentre a primeira abertura 85 e a segunda abertura 90 na respectiva primeira superfície 75 e segunda superfície 80 do alojamento de contenção 55. Na modalidade ilustrada, as placas de pistão 10 são acopladas ao alojamento de contenção 55 por meio de vedações de borracha 60. As vedações de borracha 60 podem não segurar as placas de pistão 10 no lugar, mas em vez disso podem se flexionar (ou de outra forma se mover) para permitir o movimento das placas de pistão 10 em suas arestas externas. Nas modalidades particulares, as placas de pistão 10 podem funcionar como transdutores de pistão, em que cada uma das placas de pistão 10 se move para trás e para frente atuando-se os acionadores 70. O movimento das placas de pistões 10 é ilustrado nas Figuras 5 e 6 pelas setas 100. Em contraste a vibradores marítimos do tipo casco flextensio-nal, as placas de pistão 10 podem não se dobrar ou flexionar em operação, mas em vez disso podem se mover para frente e para trás a-gindo contra a água circundante. [0034] Voltando-nos novamente às Figuras 1 e 4 a 6, os acionadores 70 podem ser de vários tipos de acionadores 70, por exemplo, a-cionadores eletrodinâmicos. Em algumas modalidades, os acionadores 70 podem ser acionadores de "bobina móvel" ou de "bobina de voz", o que pode fornecer a capacidade de gerar amplitudes muito grandes de energia acústica. Apesar das modalidades particulares descritas no presente documento mostrarem quatro acionadores unidirecionais utilizados em paralelo, as modalidades nas quais um ou mais acionadores bidirecionais, modalidades com um ou mais acionadores unidirecionais, ou modalidades nas quais mais ou menos do que quatro acionadores unidirecionais são utilizados, estão todas dentro do escopo da invenção. Conforme visto melhor nas Figuras 5 e 6, um par de acionadores 70 pode ser acoplado a uma superfície interior 105 de uma placa de pistão 10, enquanto outro par de acionadores 70 pode ser acoplado a uma superfície interior 105 da outra placa de pistão 10. Os a-cionadores 70 podem também ser acoplados ao acessório 125. [0035] Conforme ilustrado, os acionadores 70 podem, cada um, compreender um acionador unidirecional solenoide em movimento que compreende uma bobina elétrica 110, um elemento de transmissão 115 e um conjunto de circuito magnético 120 que funcionam juntos para gerar um campo magnético. Conforme ilustrado, um conjunto de circuito magnético 120 pode ser conectado ao acessório 125, enquanto o elemento de transmissão 115 pode se conectar à placa de pistão 10 correspondente. Em algumas modalidades (não ilustradas), essa disposição pode ser revertida (isto é, o conjunto de circuito magnético 120 se conecta à placa de pistão 10 correspondente, enquanto o elemento de transmissão 115 se conecta ao acessório 125). Conforme ilustrado, cada elemento de transmissão 115 pode transferir o movimento da bobina elétrica 110 correspondente à superfície interior 105 da placa de pistão 10 correspondente. Quando a corrente elétrica I é aplicada à bobina elétrica 110, uma força F que age na bobina elétrica 110 pode ser gerada conforme segue: F=l/B (Eq. 1) Em que I é a corrente, I é o comprimento do condutor na bobina elétrica 110 e B é o fluxo magnético gerado por um conjunto de circuito magnético 120. Variando-se a magnitude da corrente elétrica e consequentemente a magnitude da força que age na bobina elétrica 110, o comprimento do curso do acionador pode variar. Cada acionador 70 pode fornecer comprimentos de curso de vários centímetros - até e incluindo aproximadamente 25,4 cm (10 polegadas) - o que pode permitir ao vibrador marítimo 5 gerar uma amplitude de emissão de energia acústica aprimorada na faixa de frequências baixas, por exemplo, entre aproximadamente 1 Hz e cerca de 10 Hz quando o vibrador marítimo 5 é submerso em água a uma profundidade de cerca de 0 metro a cerca de 300 metros. Um conjunto de circuito magnético 120 pode compreender imas permanentes, apesar de qualquer dispositivo capaz de gerar um fluxo magnético poder ser incorporado. [0036] Na modalidade ilustrada, os elementos de mola mecânica 65 (por exemplo, na forma de molas helicoidais) são dispostas no alojamento de contenção 55 em qualquer um dos lados de acessório 125. Conforme visto melhor na Figura 6, pares de elementos de mola mecânica 65 podem ser localizados em qualquer um dos lados de acessório 125, sendo que um primeiro par de elementos de mola mecânica 65 disposto em um lado do acessório 125 e um segundo par de elementos de mola mecânica 65 pode ser disposto no lado oposto do a-cessório 125. Os elementos de mola mecânica 65 no primeiro par podem ser dispostos em lados opostos dos acionadores 70 um do outro e os elementos de mola mecânica 65 no segundo par podem também ser dispostos em lados opostos um do outro dos acionadores 70. Os elementos de mola mecânica 65 podem, cada um, se estender entre uma correspondente dentre as placas de pistão 10 e o acessório 125. Os elementos de mola mecânica 65 podem ser acoplados ao acessório 125 e a pelo menos uma das placas de pistão 10 para exercer uma ação enviesante contra as placas de pistão 10. Uma ampla variedade de diferentes elementos de mola mecânica 65 podem ser usados que são adequados para exercer a ação enviesante desejada contra as placas de pistão 10, incluindo tanto molas lineares e não lineares. Nas modalidades particulares, os elementos de mola mecânica 65 podem ser de qualquer tipo dentro de uma variedade de tipos diferentes de molas, incluindo molas de compressão, molas de torção ou outras molas adequadas para exercer a ação de indução desejada. Exemplos específicos de elementos de mola mecânica 65 que podem ser usadas incluem molas helicoidais, molas planas, molas em arco e molas em lâmina, entre outras. Os elementos adequados de mola mecânica 65 podem ser construídos a partir de mola de aço ou outro material resistente adequado, tal como plástico reforçado por fibra de vidro (por e-xemplo, epóxi reforçado com fibra de vidro), plástico reforçado com fibra de carbono e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, as dimensões, constituição material e o formato dos elementos de mola mecânica 65 podem ser selecionados para fornecer uma constante de mola suficiente para vibrações na faixa de frequência sísmica pertinente quando o vibrador marítimo 5 é submerso em água a uma profundidade de cerca de 0 metro a cerca de 300 metros. [0037] Na modalidade ilustrada, o vibrador marítimo 5 pode incluir adicionalmente a carga de massa variável 20 implantada pelo recipiente 15 fixado às placas de pistão 10. O recipiente 15 pode ser fixado a uma superfície externa 130 das placas de pistão 10. Embora não mostrado, o recipiente 15 pode incluir orifícios ou outras aberturas formadas no mesmo. Esses orifícios podem ser adaptados com válvulas que podem ser operadas de forma remota para ajustar a quantidade de água e, assim, variar a carga de massa que será permitida dentro dos diferentes compartimentos de recipiente 15. Usando-se esse método, a frequência de ressonância pode ser ajustada dependendo da pro- fundidade. Em conformidade, quando o vibrador marítimo 5 é abaixado na água, a água pode entrar no recipiente 15 e, assim, aumentar a carga de massa variável 20 do recipiente 15. Dessa maneira, a carga de massa variável 20 pode ser variável com base na quantidade de água no recipiente 15. Portanto, a frequência de ressonância para o vibrador marítimo 5 pode ser selecionada com base pelo menos parcialmente na carga de massa variável 20. [0038] Em algumas modalidades, um acessório 125 suspende os acionadores 70 dentro do alojamento de contenção 55. Por exemplo, na modalidade ilustrada, o acessório 125 se estende ao longo dos eixos geométricos principais do alojamento de contenção 55 e pode ser acoplado a ambas as extremidades do alojamento de contenção 55. O acessório 125 pode ser circular, quadrado, retangular ou de outro corte transversal adequado conforme desejado para uma aplicação particular. Um exemplo de um acessório 125 adequado pode incluir uma haste, viga, placa, ou outra moldura adequada para sustentar componentes internos tais como os acionadores 70 no alojamento de contenção 55. Nas modalidades particulares, o acessório 125 deve ser fixado ao alojamento de contenção 55 de uma maneira que restrinja o movimento e, portanto, impeça contração indesejada dos eixos geométricos principais do alojamento de contenção 55. Nas modalidades particulares, as placas de pistão 10 podem funcionar em simetria acima e abaixo do acessório 125. Em outras palavras, em algumas modalidades, o acessório 125 pode dividir o vibrador marítimo 5 em metades simétricas em relação pelo menos às placas de pistão 10, aos elementos de mola mecânica 65 e aos acionadores 70. [0039] Na modalidade ilustrada, o acoplamento das vedações de borracha 60 às placas de pistão 10 é mostrado. As vedações de borracha 60 podem também ser acopladas ao alojamento de contenção 55, por exemplo, para formar uma vedação à prova d'água entre as placas de pistão 10 e o alojamento de contenção 55. Em geral, as vedações de borracha 60 podem ser configuradas para permitir o movimento das placas de pistão 10 enquanto também mantêm a vedação adequada. As vedações de borracha 60 podem ter uma curvatura significativa para permitir uma amplitude de movimento significativa. A título de exemplo, esse movimento permitido pode adicionalmente tornar possível que as placas de pistão 10 tenham vários centímetros de espaço de percurso, por exemplo, as placas de pistão 10 podem se mover para frente e para trás em relação ao alojamento de contenção 55 uma distância de cerca de 2,5 cm (1 polegada) a cerca de 25,4 centímetros (10 polegadas) (ou mais). Outras técnicas para permitir que o movimento possa ser usado, incluindo o uso de vedações com configurações do tipo fole ou do tipo acordeão. [0040] Conforme seria compreendido por uma pessoa de habilidade comum na técnica, a impedância total pela qual um vibrador marítimo 5 pode passar pode ser colocada como segue: (Eq. 2) [0041] em que Zrê a impedância total, Rrê a impedância de radiação e Xré a impedância reativa. [0042] Em uma análise de transferência de energia do vibrador marítimo 5, o sistema pode ser aproximado como um pistão com aran-dela. Na expressão da impedância total que será experimentada, a impedância de radiação Rr de um pistão com arandela pode ser: (Eq. 3) [0043] e a impedância reativa pode ser: (Eq. 4) [0044] em que x = 2ka = (4na/k) = (2coa/c) (Eq. 5) [0045] e em que (Eq. 6) (Eq. 7) [0046] em que pBéa densidade da água, ω = frequência radial, k = número de onda, a = raio do pistão, c = velocidade do som, λ = comprimento de onda, e J1 = função de Bessel de primeira ordem. [0047] Usando a expansão na série de Taylor nas equações acima, rende-se o seguinte: (Eq. 8) (Eq. 9) [0048] Para baixas frequências, quando x=2ka é muito menor do que 1, a parte real e a imaginária da expressão de impedância total podem ser aproximadas com o primeiro termo da expressão de Taylor. As expressões para baixas frequências, quando o comprimento de onda é muito maior do que o raio do pistão, se tornam: (Eq. 10) (Eq. 11) [0049] Segue-se que, para baixas frequências, R será um número pequeno quando comparado a X, o que sugere uma geração de sinal de muito baixa eficiência. Entretanto, as modalidades podem introduzir uma ressonância na extremidade inferior do espectro de frequência de forma que energia acústica de baixa frequência possa ser gerada de forma mais eficiente. Na ressonância, a parte imaginária (reativa) da impedância é cancelada e o vibrador marítimo pode ter a capacidade de transmitir eficientemente a energia acústica para dentro do corpo de água. [0050] A Figura 7 ilustra uma vista em corte transversal de uma modalidade do vibrador marítimo 5 que compreende uma modalidade alternativa do elemento de mola mecânica 65. Essa vista em corte transversal é tomada ao longo da linha 3-3 da Figura. 4. Em contraste aos elementos de mola mecânica das Figuras 4 a 6 que são ilustradas como molas bobinadas, a Figura 7 ilustra elementos de mola mecânica 65 na forma de uma mola em arco. Nesse vista em corte transversal da Figura 7, certos elementos do vibrador marítimo 5, tais como os a-cionadores 70, não estão visíveis. [0051] A seguinte descrição é para um dos elementos de mola mecânica 65; entretanto, devido ao fato de que o acessório 125 fornece uma linha de simetria, essa descrição é igualmente aplicável a ambos os elementos de mola mecânica 65. Conforme ilustrado na Figura 7, um dos elementos de mola mecânica 65 pode ser acoplado a uma das placas de pistão 10 e ao acessório 125. O elemento de mola mecânica 65 pode ser acoplado à placa de pistão 10 no ponto de fixação 135, que pode ser uma conexão fixa, por exemplo, que não permita movimento. O elemento de mola mecânica 65 pode ser acoplado ao acessório suplementar 140, que pode ser na forma de uma viga, haste, ou outra moldura adequada para sustentar o elemento de mola mecânica 65 no alojamento de contenção 55. O elemento de mola mecânica 65 pode ser acoplado ao acessório suplementar 140 por meio de rolamentos 145. Nas modalidades particulares, os rolamentos 145 podem ser rolamentos lineares que permitam o movimento linear das extremidades do elemento de mola mecânica 65 conforme representado pelas setas 150. Dessa maneira, o elemento de mola mecânica 65 pode ter a capacidade de flexionar e fornecer uma força de indução à placa de pistão 10 mediante seu movimento. O acessório suplementar 140 pode ser acoplado ao acessório 125 em um ou mais dentre os pontos de fixação 155 do acessório, que podem ser conexões ficas que não permitem movimento. Adicionalmente, o vibrador marítimo 5 da Figura 7 é ilustrado com uma carga de massa variável 20 implantada através do recipiente 15 fixado à superfície externa 130 da placa de pistão 10 de uma maneira substancialmente similar conforme ilustrado nas Figuras 1, 5 e 6. Conforme nas Figuras 1, 5 e 6, a carga de massa variável 20 pode ser variável com base na quantidade de água no recipiente 15. Portanto, a frequência de ressonância para o vibrador marítimo 5 é selecionada com base pelo menos parcialmente na carga de massa variável 20. [0052] Voltando agora à Figura 8, o vibrador marítimo 5 é ilustrado compreendendo adicionalmente dois elementos de mola de massa 160 com pesos 165 fixados aos mesmos. Os elementos de mola de massa 160 mostrados na Figura 8 podem também ser usados em conjunto com os elementos de mola mecânica 65 mostrados na Figura. 7 (ou outro tipo adequado de elemento de mola mecânica 65). Conforme ilustrado, os elementos de mola de massa 160 podem ser, de forma geral, de formato elíptico. Conforme ilustrado, os elementos de mola de massa 160 podem ser acoplados ao acessório 125 e às placas de pistão 10. Na modalidade ilustrada, um par de elementos de mola de massa 160 é mostrado em qualquer um dos lados de acessório 125 de forma que o vibrador marítimo 5 compreenda quatro elementos de mola de massa 160. Entretanto, deve ser compreendido que mais ou menos do que quatro elementos de mola de massa 160 podem ser utilizados para uma aplicação particular. Conforme será descrito abaixo, em várias modalidades, a constante de mola dos elementos de mola de massa 160 e a massa dos pesos 165 podem ser selecionadas de uma maneira a a-tingir uma segunda frequência de ressonância de sistema dentro da faixa de frequência sísmica pertinente quando o vibrador marítimo 5 é submerso em água a uma profundidade de cerca de 0 metro a cerca de 300 metros. Em uma modalidade particular, o vibrador marítimo 5 pode exibir uma primeira frequência de ressonância de cerca de 2,5 Hz e uma segunda frequência de ressonância de cerca de 4,5 Hz quando submerso em água a uma profundidade de cerca de 0 metro a cerca de 300 metros. Apesar de um vibrador marítimo 5 que não inclui os ele- mentos de mola de massa 160, conforme mostrado na modalidade ilustrada nas Figuras 4 a 6, poder exibir uma segunda frequência de ressonância, a segunda frequência de ressonância tipicamente seria muito maior e, assim, fora da faixa de frequência sísmica pertinente. Adicionalmente, o vibrador marítimo 5 da Figura 8 é ilustrado com uma carga de massa variável 20 implantada através do recipiente 15 fixado à superfície externa 130 da placa de pistão 10 de uma maneira substancialmente similar conforme ilustrado nas Figuras 1, 5 e 6. Conforme nas Figuras 1, 5 e 6, a carga de massa variável 20 pode ser variável com base na quantidade de água no recipiente 15. Portanto, a frequência de ressonância para o vibrador marítimo 5 é selecionada com base pelo menos parcialmente na carga de massa variável 20. [0053] Em algumas modalidades, o vibrador marítimo 5 pode exibir pelo menos uma frequência de ressonância (quando submerso em água a uma profundidade de cerca de 0 metro a cerca de 300 metros) entre aproximadamente 1 Hz a cerca de 200 Hz. Nas modalidades alternativas, o vibrador marítimo 5 pode exibir pelo menos uma frequência de ressonância (quando submerso em água a uma profundidade de cerca de 0 metro a cerca de 300 metros) entre aproximadamente 0,1 Hz e cerca de 100 Hz, alternativamente, entre aproximadamente 0,1 Hz e cerca de 10 Hz e, alternativamente, entre aproximadamente 0,1 Hz e cerca de 5 Hz. Em algumas modalidades, o vibrador marítimo 5 pode exibir pelo menos duas frequências de ressonância de cerca de 10 Hz ou menor. A primeira frequência de ressonância pode resultar substancialmente da interação das placas de pistão externa 10 com o elemento de mola mecânica 65. A segunda frequência de ressonância pode resultar substancialmente a partir da interação dos elementos de mola de massa 160 com os pesos adicionados 165. [0054] A Figura 9 ilustra os resultados de uma simulação da primeira frequência de ressonância de vibrador marítimo 5 rebocado a 50 metros. A Figura 9 representa a emissão do vibrador marítimo 5 que compreende uma carga de massa variável 20 de 0 quilograma ("kg"), 1.000 kg, 1.500 kg e 2.000 kg respectivamente. Conforme ilustrado, a adição de carga de massa variável 20 diminuir a frequência de ressonância, mais particularmente; a ressonância do vibrador marítimo 5 foi comutada de 3,4 Hz para 2,7 Hz com a adição de 2.000 kg. Abaixo de 2 Hz, houve muito pouca diferença na emissão de som. [0055] Na avaliação da adição de uma carga de massa variável 20, a análise de elemento finito pode ser utilizada conforme conhecido por pessoas de habilidade comum na técnica. Em tal análise, os seguintes princípios podem ser relevantes. Se a placa de pistão 10 do vibrador marítimo 5 for aproximada como um pistão com arandela, então, para baixas frequências, a carga de massa variável 20 ou a massa de fluido equivalente que age na placa de pistão 10 pode ser: (Eq. 12) [0056] em que Mpjstão é a carga de massa que age na placa de pistão 10, Po é a densidade da água que circunda o vibrador marítimo 5 e a é o raio equivalente para a placa de pistão que corresponde ao tamanho da placa de pistão 10. [0057] Os elementos de mola mecânica 65 podem também ter uma constante de mola na direção das bobinas elétricas móveis (por exemplo, a bobina elétrica 110 nas Figuras 4 a 6). Portanto, com a a-dição da carga de massa variável 20, a primeira ressonância, fressonância--i, devido à interação da placa de pistão 10 com seu elemento de mola mecânica 65, pode ser substancialmente determinada pela seguinte relação de mola de massa: (Eq. 13) [0058] em que Km0|a de PiStão é a constante de mola do elemento de mola mecânica 65 fixado à placa de pistão 10, MPiStão é a carga de massa da placa de pistão 10, e Mcarga de massa é carga de massa variável 20. [0059] Para atingir uma transmissão de energia eficiente na faixa sísmica da frequência pertinente, pode ser desejável atingir uma segunda frequência de ressonância dentro da faixa sísmica da frequência pertinente. Na ausência de elementos de mola de massa 160 (conforme mostrado na Figura 8) com pesos adicionados 165 (também conforme mostrado na Figura 8), a segunda frequência de ressonância ocorrería quando a placa de pistão 10 tem seu segundo modo normal. Essa frequência de ressonância, entretanto, é normalmente muito maior do que a primeira frequência de ressonância e não é desejável e, consequentemente, tipicamente estaria fora da faixa sísmica da frequência pertinente. Conforme é evidente na equação antecedente, a frequência de ressonância será reduzida se a carga de massa variável 20 for aumentada. Entretanto, a fim de adicionar massa suficiente para atingir uma segunda frequência de ressonância dentro da faixa sísmica de frequência pertinente, a quantidade de massa necessária na carga de massa variável 20 para atingir uma segunda frequência desejável de ressonância pode tornar tal sistema menos prático para uso em operações de pesquisa sísmica marinha. [0060] Portanto, em algumas modalidades, os elementos de mola de massa 160 podem ser incluídos dentro do vibrador marítimo 5 com pesos adicionados 165 no lado dos elementos de mola de massa 160. Os elementos de mola de massa 160 podem ter um fator de transformação Tmola entre os eixos geométricos longo e curto de sua elipse, de forma que a deflexão das duas porções de lado tenha uma amplitude mais alta do que a deflexão da extremidade fixada à placa de pistão 10 e ao acionador 70. [0061] O efeito de tais pesos adicionados 165 é equivalente à adição de massa na extremidade do acionador 70 onde o mesmo é fixado à placa de pistão 10. (Eq.14) [0062] O uso dos elementos de mola de massa 160 com pesos adicionados 165 pode permitir que a segunda frequência de ressonância do sistema seja personalizada de forma que a segunda frequência de ressonância esteja dentro da faixa sísmica de frequência pertinente, desse modo aprimorando a eficiência do vibrador marítimo 5 na faixa sísmica de frequência pertinente. (Eq. 15) [0063] em que Kmala é a constante de mola dos elementos de mola de massa 160 e Kmolaãe pist-ào é a constante de mola do elemento de mola mecânica 65 fixado à placa de pistão 10. [0064] Em conformidade, pode ser possível, conforme mostrado acima, selecionar os pesos 165 nos elementos de mola de massa 160 para personalizar a segunda frequência de ressonância. Pode também ser possível selecionar até que ponto a influência da segunda frequência de ressonância pode ir no sistema. Como exemplo, se os elementos de mola de massa 160 tiverem constantes de mola baixas em comparação com o elemento de mola mecânica 65 fixado à placa de pistão 10 e um peso 165 correspondente for adicionado aos elementos de mola de massa 160, os elementos de mola de massa 160 com os pesos 165 funcionarão de forma relativamente independente do elemento de mola mecânica 65 fixado à placa de pistão 10. Em tais casos, a segunda frequência de ressonância pode ser conforme segue: (Eq. 16) [0065] Da mesma maneira, pode também ser possível em algumas modalidades tornar a segunda frequência de ressonância bastan- te grande selecionando-se uma constante de mola alta para os elementos de mola de massa 160 com um peso 165 correspondente, de forma que a segunda frequência de ressonância terá uma amplitude maior do que a primeira frequência de ressonância. [0066] A Figura 10 ilustra o recipiente 15 para adicionar a carga de massa variável 20 ao vibrador marítimo 5 (por exemplo, conforme ilustrado nas Figuras 1 e 5 a 8) de acordo com algumas modalidades. Um volume interno pode ser formado dentro do recipiente 15, por exemplo, para reter água. Conforme ilustrado, o recipiente 15 pode ter pelo menos uma entrada de água 170 para permitir o ingresso de água para dentro do volume interno de recipiente 15. Quando o recipiente 15 é submerso em água, a água pode entrar no recipiente 15 por meio da entrada de água 170 para adicionar uma carga de massa variável 20 ao vibrador marítimo 5. A água pode sair do recipiente 15 conforme o mesmo é içado para fora da água. Dessa maneira, o recipiente 15 pode adicionar pouca massa ao vibrador marítimo 5 na superfície, mas pode adicionar massa ao vibrador marítimo 5 à profundidade com base na quantidade de água no recipiente 15. Deve ser compreendido que embora somente uma única entrada de água 170 seja mostrada na Figura 10, a configuração particular e a quantidade de entradas de água 170 no recipiente 15 podem ser variadas conforme desejado para uma aplicação particular. A quantidade e configuração de entradas de água 170 podem ser selecionadas, por exemplo, com base na taxa e quantidade desejadas de ingresso de água no (ou egresso a partir do) recipiente 15. Em algumas modalidades, os recipientes 15 podem ser dimensionados para reter a partir de aproximadamente 0,1 m3 a cerca de 4 m3 de água em volume e cerca de 1 m3 de água em algumas modalidades. [0067] A Figura 11 ilustra uma vista em corte transversal do recipiente 15 de acordo com certas modalidades. Conforme ilustrado, o vo- lume interno do recipiente 15 pode ser dividido entre uma pluralidade de compartimentos 175a a 175d. Os compartimentos 175a a 175d podem ser separados por paredes internas 180. As válvulas 185 podem ser localizadas nas paredes internas 180 que podem ser abertas ou fechadas para permitir que os compartimentos 175a a 175d se preencham de forma seletiva em profundidades diferentes abaixo do nível da água. Em algumas modalidades, as válvulas 185 podem ser operadas remotamente. Em conformidade, o recipiente 15 pode ser aperfeiçoado para fornecer uma carga de massa variável 20 ao vibrador marítimo 5 com base na profundidade, o que permite assim o aperfeiçoamento da frequência de ressonância em profundidades maiores. Por exemplo, se o vibrador marítimo 5 for rebocado a 40 metros, somente uma porção do recipiente 15 pode ser preenchida com água, ao passo que se o vibrador marítimo 5 for rebocado a 120 metros, a totalidade do recipiente 15 pode ser preenchida com água. [0068] A Figura 12 ilustra a fixação do recipiente 15 ao vibrador marítimo 5 de acordo com certas modalidades. A título de simplificação, o vibrador marítimo 5 é mostrado sem uma estrutura interna, tal como um acionador (por exemplo, o acionador 70 mostrado na Figura 4) ou outros componentes internos. Conforme ilustrado, o recipiente 15 pode ser fixado à placa de pistão externa 10 do vibrador marítimo 5. Pode ser desejável que o recipiente 15 seja fixado o mais próximo possível ao vibrador marítimo 5 sem contato (além dos pontos de fixação), o que pode impactar de forma indesejável o desempenho do vibrador marítimo 5. Em algumas modalidades, a superfície inferior 190 do recipiente 15 pode ser uma distância de cerca de 1 centímetro ou menos da placa de pistão 10. Deve ser compreendido que as modalidades podem incluir a fixação de múltiplos recipientes 15 a qualquer uma das placas de pistão 10. Conforme ilustrado, o recipiente 15 pode ser fixado ao vibrador marítimo 5 com o uso de uma ou mais ligações de pino 195. Na modalidade ilustrada, o recipiente 15 é fixado a um ou mais pontos ao longo da linha média da placa de pistão 10. Através da colocação do recipiente 15 na linha média da placa de pistão 10, a frequência de ressonância do vibrador marítimo 5 pode ser comutada de acordo com modalidades exemplificativas. O recipiente 15 é considerado estar fixado substancialmente na linha média se a fixação estiver a uma distância de não mais do que 20% do meio da largura da placa de pistão 10 entre uma aresta da placa de pistão 10. [0069] Na modalidade ilustrada, o recipiente 15 é adicionalmente acoplado à armação 200. O acoplamento do recipiente 15 à armação 200 pode impedir a inclinação do recipiente 15, por exemplo, conforme o vibrador marítimo 5 é rebocado pelo decorrer da água. Conforme ilustrado, a armação 200 pode circundar o vibrador marítimo 5. O recipiente 15 pode ser acoplado à armação 200 através de uma ou mais molas de conexão 205. Em algumas modalidades, as molas de conexão 205 podem se fixar aos elementos de aba 210 do recipiente 15. Por exemplo, as molas de conexão 205 podem incluir porções de gancho 215 que são presas em orifícios 220 dos elementos de aba 210. [0070] A Figura 13 ilustra uma técnica exemplificativa para adquirir dados sísmicos marítimos que podem ser usados com modalidades das presentes técnicas. Na modalidade ilustrada, um navio topográfico 225 se move pelo decorrer da superfície de um corpo de água 230, tal como um lago ou oceano. O navio topográfico 225 pode incluir nos próprios equipamentos mostrados de forma geral em 235 e chamados coletivamente no presente documento de "sistema de gravação". O sistema de gravação 235 pode incluir dispositivos (em que nenhum é mostrado separadamente) para detectar e formar uma gravação com índice temporal de sinais gerados por cada um dos sensores sísmicos 240 (explicado adicionalmente abaixo) e para atuar um vibrador marítimo 5 em momentos selecionados. O sistema de gravação 235 pode também incluir dispositivos (em que nenhum é mostrado separadamente) para determinar a posição geodética do navio topográfico 225 e dos vários sensores sísmicos 240. [0071] Conforme ilustrado, o navio topográfico 225 (ou um navio diferente) pode rebocar o vibrador marítimo 5 no corpo de água 230. O cabo fonte 245 pode acoplar o vibrador marítimo 5 ao navio topográfico 225. O vibrador marítimo 5 pode ser rebocado no corpo de água 230 a uma profundidade que varia de 0 metro a cerca de 300 metros, por exemplo. Embora somente um único vibrador marítimo 5 seja mostrado na Figura, contempla-se que modalidades podem incluir mais do que um vibrador marítimo 5 (ou outro tipo de fonte de som) rebocados pelo navio topográfico 225 ou por um navio diferente. Em algumas modalidades, uma ou mais matrizes de vibradores marítimos 5 podem ser usadas. Em momentos selecionados, o vibrador marítimo 5 pode ser acionado, por exemplo, pelo sistema de gravação 235 para gerar energia acústica. O navio topográfico 225 (ou um navio diferente) pode rebocar adicionalmente pelo menos um cabo sismográfico sensor 250 para detectar a energia acústica que originou no vibrador marítimo 5 após o mesmo ter interagido, por exemplo, com formações rochosas 255 abaixo do fundo da água 260. Conforme ilustrado, tanto o vibrador marítimo 5 quanto o cabo sismográfico sensor 250 podem ser rebocados para acima do fundo da água 260. O cabo sismográfico sensor 250 pode conter sensores sísmicos 240 no mesmo em localizações separadas. Em algumas modalidades, mais do que um cabo sismográfico sensor 250 pode ser rebocado pelo navio topográfico 225, que pode ser separado lateralmente, verticalmente, ou tanto lateralmente quanto verticalmente. Embora não mostrados, algumas realizações de topografia sísmica marítima têm os sensores sísmicos 240 localizados em cabos ou nós no fundo do oceano adicionalmente a, ou em vez de, um cabo sismográfico sensor 250. Os sensores sísmicos 240 podem ser de qualquer tipo de sensores sísmicos conhecido na técnica, incluindo hidrofones, geofones, sensores de velocidade de partículas, sensores de deslocamento de partículas, sensores de aceleração de partículas ou sensores de gradiente de pressão, por exemplo. A título de exemplo, os sensores sísmicos 240 podem gerar sinais de resposta, tais como sinais elétricos ou ópticos, em resposta à energia acústica detectada. Os sinais gerados pelos sensores sísmicos 240 podem ser comunicados ao sistema de gravação 235. A energia detectada pode ser usada para deduzir certas propriedades da rocha de subsuperfície, tais como estrutura, composição mineral e teor de fluido, o que dessa forma fornece informações úteis na recuperação de hidrocarbonetos. [0072] De acordo com uma modalidade da invenção, um produto de dados geofísicos pode ser produzido. O produto de dados geofísi-cos pode incluir dados geofísicos que são obtidos por um processo que inclui detectar a energia acústica que se origina do vibrador marítimo 5. O produto de dados geofísicos pode ser armazenado em um meio tangível não transitório legível por computador. O produto de dados geofísicos pode ser produzido em alto mar (isto é, por um equipamento ou navio) ou em terra firme (isto é, em uma instalação na terra) tanto dentro dos Estados Unidos quanto em outro país. Se o produto de dados geofísicos para produzido em alto mar ou em outro país, o mesmo pode ser importado para terra firme em uma instalação nos Estados Unidos. Quando em terra firme nos Estados Unidos, a análise geofísica, incluindo processamento adicional de dados, pode ser efetivada no produto de dados. [0073] As Figuras e a discussão antecedente não se destinam a incluir todos os recursos das presentes técnicas, a acomodar um comprador ou vendedor, ou a descrever o sistema, nem são tais Figuras e discussão limitantes, mas exemplificativas e incluídas no espírito das presentes técnicas.

Claims (27)

1. Vibrador marítimo caracterizado pelo fato de que compreende: um alojamento de contenção; uma placa de pistão; um acessório acoplado ao alojamento de contenção; um elemento de mola mecânica acoplado à placa de pistão e ao acessório; um acionador disposto no vibrador marítimo, em que o a-cionador está acoplado à placa de pistão e ao acessório; e um recipiente acoplado à placa de pistão, em que o recipiente está configurado para segurar uma carga de massa variável; em que o vibrador marítimo tem uma frequência de ressonância selecionável com base pelo menos em parte na carga de massa variável.

2. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 1, em que o vibrador marítimo é caracterizado pelo fato de que tem pelo menos uma frequência de ressonância de cerca de 10 Hz ou menor quando submerso em água a uma profundidade de cerca de 0 metro a cerca de 300 metros.

3. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acionador compreende um acionador eletrodinâmico.

4. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga de massa variável é composta por água e em que a carga de massa variável aumenta com a profundidade crescente do recipiente.

5. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recipiente compreende um ou mais orifícios para o ingresso de água quando o vibrador marítimo é colocado abaixo do nível da água.

6. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte do um ou mais orifícios compreende válvulas remotamente operadas.

7. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recipiente compreende uma pluralidade de compartimentos operáveis para preencher seletivamente a diferentes profundidades abaixo do nível da água.

8. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de mola mecânica compreende pelo menos um tipo de mola selecionado a partir do grupo que consiste em: uma mola em arco, uma mola helicoidal, uma mola plana e uma mola em lâmina.

9. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo elemento de mola mecânica disposto em um lado oposto do acionador do elemento de mola mecânica.

10. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a placa de pistão está acoplada ao alojamento de contenção por meio de uma vedação de borracha, em que placa de pistão cobre uma abertura em um primeiro lado do alojamento de contenção.

11. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 1, em que o vibrador marítimo é caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma mola de massa que tem pesos fixados à mesma, em que a mola de massa está acoplada ao acessório e à placa de pistão.

12. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma armação que circunda o recipiente e a placa de pistão, em que o recipiente está acoplado à armação por meio de uma ou mais molas de conexão.

13. Vibrador marítimo caracterizado pelo fato de que compreende: um alojamento de contenção; um acessório acoplado ao alojamento de contenção; uma primeira placa de pistão; um primeiro acionador acoplado ao acessório e à primeira placa de pistão, em que o primeiro acionador está configurado para mover a primeira placa de pistão para frente e para trás; um primeiro par de elementos de mola mecânica acoplado à primeira placa de pistão e ao acessório, em que o primeiro par de elementos de mola mecânica está posicionado em lados opostos do primeiro acionador entre si; um primeiro recipiente acoplado a uma superfície externa da primeira placa de pistão, em que o primeiro recipiente está configurado para segurar uma carga de massa variável; uma segunda placa de pistão; um segundo acionador acoplado ao acessório e à segunda placa de pistão, em que o segundo acionador está configurado para mover a segunda placa de pistão para frente e para trás; um segundo par de elementos de mola mecânica acoplado à segunda placa de pistão e ao acessório, em que o segundo par de elementos de mola mecânica está posicionado em lados opostos do segundo acionador entre si; e um segundo recipiente acoplado a uma superfície externa da segunda placa de pistão, em que o segundo recipiente está configurado para segurar uma carga de massa variável.

14. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro recipiente ou o segundo recipiente compreende um ou mais orifícios para o ingresso de água quando o vibrador marítimo é colocado abaixo do nível da água.

15. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro recipiente ou o segundo recipiente compreende um ou mais orifícios com válvulas remotamente operadas.

16. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro recipiente ou o segundo recipiente compreende uma pluralidade de compartimentos operáveis para preencher seletivamente a diferentes profundidades abaixo do nível da água.

17. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro par de elementos de mola mecânica ou o segundo par de elementos de mola mecânica é uma mola em arco.

18. Vibrador marítimo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma dentre a primeira placa de pistão ou a segunda placa de pistão está acoplada ao alojamento de contenção por meio de uma vedação de borracha.

19. Método caracterizado pelo fato de que compreende: rebocar um vibrador marítimo em um corpo de água em conjunto com uma pesquisa sísmica marinha; e disparar o vibrador marítimo para fazer com que uma ou mais placas de pistão no vibrador marítimo se movam para frente ou para trás, em que um ou mais elementos de mola mecânica exercem uma força de indução contra a uma ou mais placas de pistão, em que o um ou mais elementos de mola mecânica estão acoplados a uma ou mais placas de pistão e a um acessório no vibrador marítimo; e variar uma carga de massa na uma ou mais placas de pistão.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que variar a carga de massa compreende preencher um ou mais recipientes com água, em que o um ou mais recipientes estão acoplados a uma ou mais placas de pistão.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que variar a carga de massa adicionalmente compreende operar uma ou mais válvulas para ajustar a quantidade de água permitida no um ou mais recipientes.

22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que variar a carga de massa adicionalmente compreende operar uma ou mais válvulas para preencher seletivamente diferentes compartimentos no um ou mais recipientes.

23. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a carga de massa variável é variável com base na profundidade do vibrador marítimo em um corpo de água.

24. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o vibrador marítimo gera uma primeira frequência de ressonância dentro de uma faixa de frequência de cerca de 1 Hz e cerca de 10 Hz.

25. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: obter dados geofísicos; e processar os dados geofísicos para gerar um produto de dados geofísicos, em que o produto de dados geofísicos é obtido por meio de um processo que inclui detectar energia acústica proveniente do vibrador marítimo.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente gravar o produto de dados geofísicos em um meio legível em computador não volátil tangí- vel adequado para importação por via terrestre.

27. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente realizar análise geofísica terrestre no produto de dados geofísicos.