DE1548453C3 - Funkenerzeuger als seismische Quelle - Google Patents

Description

•ίο

Die Erfindung betrifft einen Funkenerzeuger als seismische Quelle für kontinuierliche seeseismische Untersuchungen, mit einer Mittelelektrode in Form eines Leiters, der an eine erste Klemme einer elektrischen Impulsquelle angeschlossen ist, mit einem die Mittelelektrode umgebenden biegsamen zylindrischen Mantel aus Isoliermaterial, der einen größeren Querschnitt als die Mittelelektrode hat und dessen Wand mit öffnungen versehen ist, die das Innere des Mantels mit dem Wasser verbinden, und mit einer außerhalb des Mantels angebrachten und mit der zweiten Klemme der Impulsquelle verbundenen Umfangselektrodenanordnung.

Bei seeseismischen Untersuchungen werden im Wasser Druckwellen mit Hilfe eines untergetauchten Funkenerzeugers dieser Art erzeugt, der mit einem Schleppschiff verbunden ist, auf dem sich die elektrische Impulsquelle befindet.

Bei einem bekannten Funkenerzeuger dieser Art (AT 95 135) besteht die Umfangselektronenanordnung aus einer mit Masse verbundenen umhüllenden Abschirmung. Die in der Abschirmung vorgesehenen öffnungen sind dabei sämtlich in einer Linie angeordnet und die Mittelelektrode besteht aus einer Schallelektrode, die rückwärtig mit schallreflektierendem Material beschichtet ist, so daß es zu einer Verdoppelung der Schallemission auf der Vorderseite der Schallelektrode kommt. Dieser bekannte Funkenerzeuger stellt keine

■>'■>

sehr wirksame seismische Quelle dar, da er nur in einer Hauptstrahlungsrichtung abstrahlt und sich die abgestrahlte Schallwelle im wesentlichen kugelsymmetrisch ausbreitet. Ferner könnte ein solcher Funkenerzeuger nur schwierig als eine Beschallungsanordnung in Form eines in dem zu beschallenden Wasser liegenden Schlauches hergestellt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Funkenerzeugers der eingangs genannten Art, der trotz eines einfachen Aufbaues eine hochwirksame seismische Quelle darstellt.

Bei einem solchen Funkenerzeuger wird diese Aufgabe erfindungsgemäß aufgrund der Merkmale des Kennzeichens von Anspruch 1 gelöst.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die punktuell abzustrahlende seismische Energie — im Vergleich zum Stand der Technik — klein sein kann und daß die Möglichkeit besteht, den Funkenerzeuger, und zwar aufgrund seiner schlauchförmigen Gestalt, einfach aufzuwickeln, was die Bergung am zu verwendenden Schleppschiff vereinfacht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Funkenerzeugers,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch ein geringfügig abgeänderten Funkenerzeuger der in F i g. 1 dargestellten Art und

F i g. 2a einen Querschnitt durch den Funkenerzeuger nach der Linie A -A 'von Fig. 1.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform des Funkenerzeugers ist eine Mittelelektrode 1, die beispielsweise durch ein biegsames Kupferkabel gebildet ist, über ein weiteres leitendes Kabel 2 mit einer Klemme einer elektrischen Hochspannungs-Impulsquelle verbunden, die sich auf einem nicht dargestellten Schiff befindet. Die Verbindung zwischen der Elektrode 1 und dem Kabel 2 erfolgt mittels eines Befestigungsringes 3. Die Elektrode 1 ist über ihre wirksame Länge von einem zylindrischen Mantel 4 aus Isoliermaterial umgeben, dessen Durchmesser größer als derjenige der Elektrode 1 ist (beispielsweise zwischen 30 mm und 100 mm), und in den Öffnungen angebracht sind, deren Durchmesser beispielsweise in der Nähe von 0,5 mm liegt.

Die Elektrode 1 wird in dem Mantel 4 mit Hilfe von Zentrierzylindern 6 aus Isoliermaterial zentriert, deren Innendurchmesser an den Außendurchmesser der Elektrode 1 angepaßt ist, und deren Außendurchmesser an den Isolierdurchmesser des Mantels 4 angepaßt ist. Sie werden durch Klemmbuchsen 7 gehalten, die zu beiden Seiten der Zentrierzylinder 6 auf die Elektrode 1 aufgeklemmt sind. Die Enden der Elektrode 1 werden durch isolierende Pfropfen 8 zentriert, welche zugleich die Enden des Mantels 4 hermetisch verschließen. In dem einen Pfropfen 8 ist eine axiale Durchführung für den mit Isoliermaterial ummantelten Leiter 2 angebracht, und die Abdichtung rings um diesen Isoliermantel in der Nähe des Pfropfens 8 erfolgt mit Hilfe einer Stopfbuchse 9. Umfangselektroden 10, welche die Masse bilden, sind an der Außenseite des Mantels in dessen Längsrichtung angebracht. Ihre Enden werden dadurch gehalten, daß sie in Durchführungen eingreifen, die an ihren Durchmesser angepaßt und in dem Teil der Pfropfen 8 angebracht sind, der außerhalb des Mantels 4 liegt und einen größeren Durchmesser als dieser hat.

Die Elektroden 10 sind beispielsweise durch biegsame KLupferkabel gebildet, die mit der zweiten Klemme der elektrischen Impulsquelle über weitere leitende Kabel 11 verbunden sind. Die Elektroden 10 werden ferner an verschiedenen Stellen entlang des Mantels 4 mit Hilfe von Ringen 12 gehalten.

Die Länge der Anordnung kann zwischen 2 und 100 m betragen, je ,nach den durchzuführenden Untersuchungen.

Wenn der Funkenerzeuger arbeitet, schließt sich der elektrische Stromkreis zwischen der Elektrode 1 und den Elektroden 10 durch die Öffnungen 5 in dem Mantel und durch die umgebende Wassermenge hindurch. Die Funken springen aus den Öffnungen 5 und erzeugen dabei in der Wassermasse Druckwellen. ι ί

Die Montage eines solchen Funkenerzeugers ist besonders einfach und schnell. Es genügt dazu beispielsweise ein Kunststoffrohr üblicher Fertigung, in welches die Mittelelektrode 1 und deren Halterungen eingeführt werden. Die Umfangselektroden 10 können auf ebenso bequeme Weise angebracht und mit Hilfe der Pfropfen 8 und der Ringe 12 sehr einfach festgehalten werden.

Wenn der hier beschriebene Funkenerzeuger eingetaucht und mit einem fahrenden Schiff verbunden ist, ermöglicht er die kontinuierliche Untersuchung der geologischen Unterwasserschichten. Der Funkenerzeuger kann eine Länge von mehreren hundert Metern haben und auf eine Winde aufgewickelt werden.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen sind etwas verschieden, da gemäß F i g. 1 (und F i g. 2a) die Öffnungen 5 im Mantel in dem Zwischenraum zwischen zwei nebeneinanderliegenden Umfangselektroden 10 angeordnet sind, während nach der Ausführungsform von F i g. 2 diese Öffnungen in einer Ebene liegen, welche die Achse der Mittelelektrode 1 und die Achse einer Umfangselektrode 10 enthält.

Von den beiden dargestellten Ausführungsformen gewährleistet diejenige nach F i g. 1 eine günstigere Ausbreitung der Druckwelle.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Funkenerzeuger als seismische Quelle für kontinuierliche seeseismische Untersuchungen, mit einer Mittelelektrode in Form eines Leiters, der an eine erste Klemme einer elektrischen Impulsquelle angeschlossen ist, mit einem die Mittelelektrode umgebenden biegsamen zylindrischen Mantel aus Isoliermaterial, der einen größeren Querschnitt als die Mittelelektrode hat und dessen Wand mit öffnungen versehen ist, die das Innere des Mantels mit dem Wasser verbinden, und mit einer außerhalb des Mantels angebrachten und mit der zweiten Klemme der Impulsquelle verbundenen Umfangselektrodenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (4) in Form eines Zylinders eine Länge hat, die viel größer als seine größte Querabmessung ist, daß die Mittelelektrode (1) aus einem biegsamen elektrischen Kabel besteht, daß die Umfangselektrodenanordnung aus mehreren biegsamen elektrischen Kabeln (10) besteht, daß die Mittelelektrode und die Umfangselektroden die gleiche Länge wie der Mantel haben und daß die Umfangselektroden parallel zu der Mittelelektrode und in gleichen Abständen von derselben durch Ringe (12) festgehalten sind.

2. Funkenerzeuger als seismische Quelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (5) jeweils in dem Zwischenraum zwischen zwei nebeneinanderliegenden Umfangselektroden angeordnet sind (F i g. 1 und 2a).

3. Funkenerzeuger als seismische Quelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (5) in jeder Ebene liegen, welche die Achse der Mittelelektrode (1) und die Achse einer Umfangselektrode enthält (F i g. 2).