DE3203822A1

DE3203822A1 - Druckluftimpulserzeuger-anordnung zur verwendung bei seismischer exploration auf see

Info

Publication number: DE3203822A1
Application number: DE3203822A
Authority: DE
Inventors: William Harold Westport Conn. Ruehle
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1981-02-05
Filing date: 1982-02-04
Publication date: 1982-09-02
Also published as: US4382486A; NO157198C; GB2092750A; JPS57148280A; FR2499254B1; AU8017482A; AU545267B2; NO820254L; GB2092750B; FR2499254A1; NO157198B; CA1182900A

Description

WIEGAND NIEMANN KÖHLER GERNHARDT GLAESER

PATE NTANWAlTE

Eufopeon ΡοΙυπΙ Attorneys

MÖNCHEN Τ TEIEfON: CS9-55S* 76/7

DR. E. WItGANDf ■ \S · TELir.RAMME: KARPAlENt

(1932-1980, TElEXl !»2S068KARPD

DR. M. ICOHLEi'
DIPl.-ING. C. GERt)HARDT

H A AA B U RG
UIPL.-ING. J. GtAESER

D-8 000 MÜNCHEN 2

I)IPl. ING. W. NIIMANN HER2OG·WIl HElM-SIR. ιί

OF COUNSEL

44 127/82 12/RS . 4. Februar 1982

Mobil Oil Corporation. . New York, N.Y. (V.St.A.)·

Druckluftimpulserzeuger-Anordnung zur Verwendung bei seismischer Exploration auf See

copy

-y-9.

Die Erfindung betrifft Anlagen zum Erzeugen von seismischen Impulsen unter Wasser, und insbesondere Vorrichtungen zum Erzeugen von seismischen Impulsen, die eine abgestimmte Hochdruck-Druckluftimpulserzeuger-Anordnung aufweisen, die als Breitband-Hochenergiepunktquelle arbeitet.

Bei seismischer Exploration oder Erforschung unter Wasser werden Druckluftimpulserzeuger, üblicherweise als "Air Gun" bezeichnet, als Quelle zum Erzeugen von Impulsen gewöhnlich verwendet, in Verbindung mit einem Strang von Geofonempfänger, der hinter einem für seismische Erforschung verwendeten Schiff geschleppt wird. Die Quellen für seismische Impulse sind so ausgeführt, daß Hochdruckluft plötzlich freigegeben wird, die Energie in Richtung gegen den Meeresboden abstrahlt. Die hinter dem Schiff geschleppten Geofone stellen diese Energie fest, nachdem sie von Zwischenflächen zwischen Formationen:· des Meeresbodens reflektiert worden ,sind. Die Geofone stellen jedoch zusätzlich zu der auf diese Weise reflektierten Energie abgelenkte oder gebeugte Energie fest, die entlang des Meeresbodens getragen wird, bevor sie auf einen Weg in Richtung zu den Geofonen gelangt, sowie auch akustisches Geräusch und direkte Ankünfte von der Quelle seismischer Im-.pulse, die nicht an unterseeischen Formationen reflektiert worden sind, sondern direkt zu dem Strang von Geofonen ab-

25 gestrahlt wurden.

Bei der Verwirklichung von Impulsquellensystemen mit DrucK-4 luftimpulserzeugern ist einer der Hauptgesichtspunkte zu sehen in der Maximierung der gesamten abgestrahlten Energie, gemessen durch die Spitzendruckamplitude der Kennung der Quelle. Dies ist kritisch, wenn das vollständige seismische^ System bzw. die vollständige seismische Anlage betrachtet wird. Beim Analysieren der Spezifizierungen des- dynamischen"

BAD ORIGINAL

luM'i.-i chi«.·: doü f.r I :.in i ;;cln;n i>y:; Loinu muß il.lu ϋιΐιΊΙι· .)!:; ι·ίιι Block des Systems betrachtet werden. Der wirksame dynamische Bereich des Systems kann für die gesamten nicht durch die Quelle erzeugten Geräusche, wie beispielsweise Übertragungs-Verluste und Umgebungsgeräusch, vergrößert werden, indem einfach die Größe der Quelle vergrößert wird. Die maximale abgestrahlte Energie eines Systems oder einer Anlage mit Druckluftimpulserzeugern wird erhalten durch Verwendung kleiner Druckluftimpulserzeuger gleichen Volumens beim höchstzulässigen Druck. Das minimale Volumen wird bestimmt dadurch, daß das Impulsspektrum annehmbar ist. Wenn jedoch eine Anordnung mit Druckluftimpulserzeugern gleichen Volumens verwendet wird, ist eine Hauptkomponente des abgestrahlten Signales durch Blasenschwingungen gegeben. Obwohl solche

15 Schwingungen sowohl bei der Strukturkartie-

rung als auch bei der Detailkartierung unerwünscht sind, können sie in annehmbarer Weise unterdrückt werden durch Entfaltung mittels Überschwingspitzen (spiking deconvolution), und in der Theorie können sie durch Kennungsentfaltung (signature deconvolution) vollständig beseitigt werden. Es ist zu bemerken, daß die Arbeitsweise der Entfaltung in einem sehr geräuschfreien System wirksam ist. Jedoch kann die Leistung der Entfaltung "nicht erwartet werden bei einer seismischen Spur bei' Felderforschung oder Feldexploration in

25 einer geräuschvollen. Atmosphäre.

Anordnungen von Druckluftimpulserzeugern für seismische Erforschung auf See treffen daher auf beträchtliche Probleme hinsichtlich akustischen Geräusches, und oftmals ergibt sich durch akustisches Geräusch eine Verzerrung der aufgezeichneten seismischen Reflexionsdaten derart, daß Reflexionsvorfälle oder Reflexionen verdeckt werden. Wie oben erwähnt, stellen Blasenschwingungen eine
Hauptquelle akustischen Geräusches dar. Jedoch kann ihre Ein-

BAD ORIGINAL'

Wirkung durch "Abstimmung" ("tuning") einer Anordnung'aus Druckluftimpulserzeugern beseitigt werden. Unter "Abstimmung" einer Anordnung aus Druckluftimpulserzeugern ist zu verstehen das Kombinieren von Druckluftimpulserzeugern unterschiedlichen Volumens zu einer Anordnung derart, daß die einzelnen Luftvolumen keine Einwirkung (aufeinander) haben und die Gesamtabmessungen der Anordnung klein genug sind, um eine Punktquelle mit verminderten Blasenschwingungen darzustellen.

In der Veröffentlichung von Giles, B.F. und Johnston, R.C. "System Approach to Air Gun Design" aus Geophysical Prospecting, 24, 1973, 77-I0I, ist bekannt, daß die Schwingungsperiode einer Blase zum Druck des Druckluftimpulserzeugers, dem hydrostatischen Druck und dem Volumen der Kammer des Druckluftimpulserzeugers in Beziehung steht, entsprechend der nachfolgenden Gleichung

T= ₆ (1)

46,1 P>/6

worin

T = die Schwingungsperiode in Sekunden," " "

P= der Kammerdruck des Impulserzeugers in psia,

V„ = das Kammervolumen des Impulserzeugers in Kubik-

zoll, und P =
InL.

P = der hydrostatische Druck in psia

Diese Periodengleichung ist abgeleitet aus der Rayleigh-Willis-Gleichung (Willis, H.F. "Underwater Explosions, Time Interval Between Successive Explosions", British Admiralty Report WA 47-21, 1941) für eine schwingende Blase einer potentiellen Energie E

ΡΩΡΥ BAD ORIGINAL ^w

(di-35)⁵/⁶

worih .

d = die Tiefe bis zum Zentrum der Blase, und

C. = die örtliche Schallgeschwindigkeit ist.

Diese Gleichung sollte eine zusätzliche Konstante enthalten zur Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften der Druckluftimpulserzeuger verschiedener Gestaltung und Herstellung, jedoch ist sie dennoch nützlich für das Aufstellen des Verhältnisses

15 Τα V₀^ (2). ,

wenn der Druck des Impulserzeugers und die Tiefe konstant sind. Aus dieser Gleichung kann abgeleitet werden

²⁰ /

wodurch die Perioden zweier Druckluftimpulserzeuger unterschiedlicher Volumen miteinander in Beziehung gesetzt werden. Diese Gleichung ist besonders nützlich, weil sie die Berech-• nung der Grenzvplumen für eine abgestimmte Anordnung von Druckluftimpulserzeugern ermöglicht.

Die Impulsamplitude eines Druckluftimpulserzeugers gehorcht

einer Gleichung, die der Gleichung (2) der Schwingungsperio- -. de ähnlich ist und wie folgt ausgedrückt werden kann:

BAD ORIGINAL

A α V¹/³ (4) ,

wozu verwiesen wird auf Devlin, C. "Survey of Thermal Radiation and Viscous Damping of Pulsating Air Bu.bbles in Water", veröffentlicht in "Acoustical Society of America Journal" 31 (1959), 1654.

Auf diese Weise kann die relative Amplitude zweier Druckluftimpulserzeuger ausgedrückt werden als Io

Experimentelle Verifizierung der Gleichung (4) wurde ausgeführt von Giles and Johnston (s.. die genannte Veröffent lichung) . Die Periodengleichung wurde durch unzählige Ken nungsmessungen verifiziert, die von vielen Untersuchern ausgeführt wurden.

Das Verhältnis zwischen der Impulsamplitude und dem Druck des Druckluftimpulserzeugers wurde experimentell bestimmt zu · -

AaP (6) .

Daraus ergibt sich

^A] ^Pl

für einen Druckluftimpulserzeuger eines besonderen Volumens. Jedoch unterscheidet sich das Verhältnis zwischen A und P für unterschiedliche Druckluftimpulserzeuger als Folge der Volumenabhängigkeit, die sich aus den Gleichungen (4) und (5) ergibt.

COPY ]

ORIGINAL j

Giles und Johnston haben auch die gegenseitige Einwirkung zwischen Druckluftimpulserzeugern untersucht, und s.ie haben bonl. Hiirnt,, daß oin Abnlnnd ΠΊι* vo.1 1 :; Liiriti i ι\α |·,υ|;ιΜ)::ιΊ I 1 /.·,»> Einwirkung, d.h. derjenige Abstand klar vorhanden ist zwisehen zwei Druckluftimpulserzeugern kleinen Volumens derart, daß sie scheinbar die Wirkung eines einzigen Druckluftimpulserzeugers des gleichen äquivalenten Volumens haben. Experimentelle Daten zeigen, daß der Abstand für annehmbare gegenseitige Nichteinwirkung (Periodenverlängerung um weniger als lo%) gegeben ist durch

D α (PV)^1/3 (7) .

Wenn somit die Drücke gleich sind, gilt 15

Ar \l/3

(8)

Giles und Johnston haben weiter bestimmt oder festgestellt, daß der Abstand für gegenseitige Nichteinwirkung für einen Druckluftimpulserzeuger mit einem Volumen von 655 cm bei einem Druck- von-13 79o kPa (4o in^ bei 2ooo psia) 3 m beträgt. Der Abstand für vollständige gegenseitige Einwirkung für den gleichen Druckluftimpulserzeuger beträgt o,5 m. 25

Mit diesem experimentellen Wert und unter Verwendung der Gleichung (8) kann der Abstand für gegenseitige Nichteinwirkung -anderer Volumen von Druckluftimpulserzeugern abgeleitet werden. ·
3o

Wie oben gesagt, besteht die Arbeitsweise des Abstimmens einer Anordnung von Druckluftimpulserzeugern zum Erzeugen eines einfachen blasenlosen Quellenimpulses hoher Amplitude

, copy

SAD ORIGINAL

darin, Druckluftimpulserzeuger unterschiedlicher Volumen auszuwählen und sie in solchen Abständen anzuordnen, daß sich eine gegenseitige Einwirkung nicht ergibt. Die Volumenwahl wird so ausgeführt, daß konstruktive Störung zwischen den Blasenschwingungen nicht auftritt. Eine zusätzliche Beschränkung hinsichtlich der Wahl der Volumen besteht darin, daß es erwünscht ist, Unterdrückung von Blasen mit dem geringsten Gesamtvolumen an Druckluft zu erhalten, und zwar einfach aus Wirtschaftlichkeitsgründen.

Io

Eine Losung für die Volumenauswahl besteht darin, die erste Blasenschwingung der ausgewählten Druckluftimpulserzeuger zwischen der Periode des kleinsten Druckluftimpulserzeugers und einer Periode aufzuteilen oder zu verteilen, die etwas kleiner oder kürzer ist als das Zweifache des genannten Wertes derart, daß eine Auswahl vorbestimmt ist durch eine Reihe von Simulationen, welche anzeigen, daß das Verhältnis zwischen dem Volumen des größten und des kleinsten Druckluftimpulserzeugers kleiner als 8 sein sollte. Eine Geistzeit bei lo,67 m (35 Fuß) von o,ol4 see wird als die Zeitinkrementverkürzung der Periode für den größten Druckluftimpulserzeuger ausgewählt, und diese Wahl ist zutreffend für eine Anzahl von Volumen größer als 4, und sie ist unempfindlich gegenüber kleinen Änderungen der Tiefe der Quelle. Für Beispielszwecke wird genannt die Verwendung von Druckluftimpulserzeugern

eines Volumens von 2458 enr (I5o in·^), obwohl die Ergebnisse zeigen, daß das Volumen des Druckluftimpulserzeugers nicht relevant ist, vorausgesetzt, daß die Volumenverhältnisse beibehalten werden.

■χ.

Ein Druckluftimpulserzeuger eines Volumens von 2458 cm auf 9,14 m und eines Druckes von 13 79o kPa (I5o in^ auf 3o Fuß und 2ooo psi) hat eine Blasenperiode -von o,o83 see, bestimmt

BAD ORSGlMAL COPY

chi rc Vi Kompul.orni null 1 < I¹Un^ und yer.l Q". I ort. «luivli K:-.|>rri πκ·η l.i:. Untei* Verwendung der Gleichung (3) ist gefunden worden, daß das größte Volumen, welches verwendet werden kann, bestimmt ist durch ■
5

V₉ -, ,

ψ=- = -(2(0,0835-0,01A)^ / (ο,ο83Γ

V₂

Io \ ⁼ ^6fl '
woraus sich ergibt:

V₂ = 14 994 cm⁵ (915 in³).

Demgemäß bestimmen Druckluftimpulserzeuger, deren Volumen im Verhältnis von 1 : 6,1 liegen, den anzuwendenden Volumenbereich.

Zusätzliche Volumen können ausgewählt werden, um die erste Blasenschwihgung linear aufzuteilen zwischen T-, (T . ) und 2T-,-o,ol4 (T_mr>v) oder in Inkrementen von (o,o69)/(N-l) für N Volumen. Die Tabelle I gibt die Volumenverhältnisse an, welche die erste" Blasenperiode linear verteilen.

BAD ORIGINAL

TABELLE I

fo»o69N \

, (N-I)+η \Q,oöj/ I» Volumenverhältnisse von Druckluftimpulserzeugern

1, 2.83, 6.15

1, 2.08, 3.75, 6.15

1, 1.76, 2.83, 4.27, 6.15 1, 1.59, 2.36, 3.36, 4.61, 6.15 1, 1.47, 2.88, 2.83, 3.75, 4.84, 6.15 1, 1.4, 1.89, 2.49, 3.2, 4.04, 5.01, 6.15

I₇ 1.34, 1.76, 2.25, 2.83, 3.5, 4.27, 5.14, 6.15 V 1.3, 1.66, 2.08, 2.57, 3.12, 3.75, 4.46, 5.25, 6.15 1, 1.27, 1.59, 1.95, 2.36, 2.83, 3.36, 3.95, 4.61, 5.33, 6.15 1, 1.24, 1.52, 1.84, 2.21, 2.61, 3.07, 3.57, 4.12, 4.73, 5.4, 6.15 ■1, 1.22, 1.48, 1.76, 2.08, 2.44, 2.83, 3.27, 3.75, 4.27, 4.84, 5.46, 6.15

ι κ« • r * ·

K) CD CO OO NJ K)

Die Tabelle I wurde bei dreizehn Volumen abgeschlossen unter der Annahme, daß die Kapazität der verfügbaren Luftquelle 98 323 cnr bei 13 79o kPa (6ooo in^ bei 2ooo psi) bei einer Kreislaufzeit von 8 see beträgt, welche überschritten wird für Volumen, die verwirklicht sind durch die Summe· von Verhältnissen in der Reihe N = 13, multipliziert mit 2458 cm^ (15o in^), der minimalen Größe eines Druckluftimpulserzeugers.

Intuitiv sollte eine gute Auswahl für in gleichmäßigen Abständen liegenden Perioden das Geistintervall sein. Der Fall, in welchem N = 6 ist, ist der Fall für Periodentrennung bei einem Geistintervall von lo,67 m (35 Fuß).

Es erfolgte dann eine Simulierung einer abgestimmten Quelle unter Verwendung der Volumenverhältnisse gemäß Tabelle I. Die Tabelle II gibt die Ergebnisse der Komputersimulierung für alle Fälle gemäß Tabelle I wieder.

BAD ORIGINAL _COpY

TABELLE II

Gesamtvolumen ,3 /

cm-

■A

Verhältnis der Beseitigung der Blasenwirkung/Volumen

3	24417	(1490)	14.642	4.036	3.63
	31775	(1939)	20.858	3.859	5.41
	39214	(2393)	26.070	3.742	6.97
β	45769	(2854)	31.301	3.607	8.68
7	54258	(3311)	36.506	3.776	9.67
6	51796	(3771)	41.728	3.929	10.02
Q	£9334	(4231)	46.946	4.090	11.48
C		(4701)	52.172	4.261	12.24
	Ξ4508	(5157)	57.398	4.467	12.85
	31997	(5614)	62.598	4.711	13.29
-3	39584	(6077)	67.827	4.963	13.67

1.49 χ
1.70 x
1.78 x
1.86 x
1.78 x
1.72 χ
1.65 χ
1.59 x
1.52 x
1.45 χ
1.37 x

10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10

-4
-4
-4
-4
-4
-4
~4
-4
-4
-4
-4

(2.44 X (2.79 X (2.91 x (3.04 χ (2.92 χ (2.82 χ (2.71 χ (2.60 χ (2.49 χ ■(2.37*x (2.25 χ

10"³) 10~³) 10"³)

10

-3,

:o~³)

10~³) 10"³) 10~³) 10~³) 10"³) 10"³)

ι e t t

CJ hO CD OJ OO NJ K)

- γ-

In der Tabelle II ist P^ der anfängliche Iinpulsdruck, und Pg ist der Blasenirnpulsdruck.

Die fünfte Spalte in Tabelle II liefert ein Maß für die Blasenunterdrückung, definiert als das Verhältnis der Spitzenamplitude des Primärimpulses zu der Spitzenamplitude der maximal unterdrückten Blase.

Die sechste "Spalte in Tabelle II gibt· die relative Wirksamkeit jeder Anordnung mit dem Volumen N wieder, und diese wird nachstehend verglichen mit der Arbeitsweise, die gemäß der vorliegenden Erfindung für die Volumenauswahl angewendet wird. Dieses Maß schafft ein Mittel zum Wählen zwischen den Auswahlverfahren auf der Basis der Wirksamkeit einer Anordnung hinsichtlich des Erhaltene einer gegebenen Blasenunterdrückung. Es ist zu bemerken, daß für größte Wirksamkeit hinsichtlich der Verhinderung des Auftretens von Blasen oder der Verhinderung der Wirkung von Blasen bei gleichperiodischer Auswahl des Volumens von Druckluftimpulserzeugern bei sechs Volumen auftritt, wobei dieser Wert derjenige für Periodeninkremente ist, die gleich der Geistperiode sind.

Aus der Gleichung (4) ist deutlich, daß für eine festgelegte Luftkapazität eine Amplitude eines Impulses höheren Druckes erhalten wird durch Verteilen der Luftkapazität auf eine Anzahl von Volumen,anstatt daß die Luftkapazität in einem einzigen Druckluftimpulserzeuger großen Volumens verwendet wird. Demgemäß gilt
3o

V = I V₁, (9)

A₃ = K i (V₁)¹⁷³, · (10) ,

BAD

■ a

ic.

worin

A^ = die Amplitude für viele Volumen ist.

Außerdem gilt

worin

A_s = die Amplitude für ein einziges Volumen ist.

Daraus ergibt sich, daß

^Ad > V Io

Die Gleichungen (9) und (Io) bestimmen, daß für eine bestimmte festgelegte Luftkapazität eine gewünschte Blasenunterdrückung erzeugt werden sollte durch Verwendung einer großen Anzahl von Druckluftimpulserzeugern kleinen VoIumens und mit geringfügig unterschiedlichen Volumen, so daß die Blasenperiode verteilt ist über den Bereich T_min bis

T
max.

Ein solches Volumenauswahlverfahren erfordert das Wählen von Druckluftimpulserzeugern mit Blasenperioden, die an der Grenze ^_m^_n enger zusammen sind als an der Grenze T_max»

da die Simulationen zeigen, daß 1 < V₁ < 8

25 J

und daß V^ aperiodisch ist, was bedeutet, daß die Unterschiede zwischen aufeinanderfolgenden Werten von V^/V-, nahe 1 klein sind und sich vergrößern, wenn V^/V-^ sich V^/V-^ an-/5o nähert, wobei Vj.das größte Volumen und V₁ das kleinste Volumen ist.

COPY

EAD ORSGINAL

Eine Anordnung aus Druckluftimpulserzeugern, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, erfüllt solche Kriterien durch Auswahl von Volumenverhältnissen derart, daß konstruktive Störung zwischen Blasenschwingungen nicht auftritt·, und dadurch, daß die einzelnen Druckluftimpulserzeuger in der Anordnung gemäß der obengenannten Gleichung (8) in Abständen angeordnet werden.

Gemäß der vorliegenden Erfinduhg ist eine Anordnung mit Druckluftimpulserzeugern geschaffen, die geeignet ist für Anbringung an einem Seeschiff zur Verwendung von- seismischer Exploration auf See, und die Anordnung umfaßt eine Mehrzahl von DruckXuftimpulserzeugern unterschiedlicher Volumen, die entlang eines, oder mehrerer Schleppkabel, in Abständen angeordnet sind, wobei das Verhältnis des Volumens jedes Druckluftimpulserzeugers zu dem Volumen des kleinsten Druckluftimpulserzeugers gegeben ist durch die Gleichung

V = V rn ro

worin

N = die Gesamtanzahl an Druckluftimpulserzeugern,

η = 1,2 N-I,

V = das Verhältnis der Volumen zwischen dem n-ten und dem kleinsten Druckluftimpulserzeuger,

V_ro = das Verhältnis der Volumen zwischen dem größten und dem kleinsten Druckluftimpulserzeuger,

ι -^ρ ·

. K < (1 - W=T ) , und 3o ρ > o,76

ist.

COPfI

BAD ORIGINAL

- yr- te.

Die Volumen der einzelnen Druckluftimpulserzeuger werden aus diesen Verhältnissen und dem Gesaratvolumen aller Druckluftimpulserzeuger bestimmt, und der Abstand zwischen benachbarten Paaren von Druckluftimpulserzeugern ist gegeben durch

D^o

worin

D = der Abstand zwischen den Druckluftimpulserzeugern in Metern, und

V = das Volumen des größeren Druckluftimpulserzeugers

3 des Paares von Druckluftimpulserzeugern in cm

ist.

Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung von V₁^₁ für N=l4, K=I, V =6,15, und für verschiedene Werte von P. Die Funktion ermöglicht eine Berechnung von Volumenverhältnissen zwischen den Endpunkten 1 und V . Der Fall mit gleichen Periodeninkrementen ist als unterbrochene Linie dargestellt, und in diesem Fall beträgt der Wert von P angenähert o,75. Werte, die erhalten sind durch Verwendung bekannter Anordnungen von Druckluftimpulserzeugern sind ebenfalls in Fig. 1 dargestellt, wobei die entsprechenden"Kurven mit Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 bezeichnet sind. Weiterhin sind auch die Fälle dargestellt

für N=5 und N=7. ■ ·

Die Tabelle III ist eine Aufzählung von Volumenverhältnissen, die gemäß der Gleichung (11) berechnet worden sind. Komputersimulierung dieser Quellenanordnungen ist in der Tabelle IV summiert. In der Tabelle IV sind Anordnungsvolumen angegeben (unter der Annahme, daß das kleinste Volumen 2458 cm (15o in~^J bebrtigl) sowie ßliKjenurilerdrilekun^:jverhallriii;:3c; und die Wirksamkeiten der BIasonunterdrückung. Ein Vergleich der Werte

BAD ORIGINAL COPY

der Tabelle IV mit den Werten der Tabelle II zeigt, daß der VolumenverhältriLiiaüßorithmus der Gleichung (ll)-demjenigen von fil e.tchvertci lten Perioden überleben int, an nlnn /vr.r'lifrin Hl MMc-uuril "rdrUekunp. mil. f.nrlnr."·'¹'"! Ci'.'ninl luft volumen erzielt, wird.

H
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COPY .

BAD ORiGJNAL

TABELLE IV

03

■z, >

	Gesamtvolumen	(in³)	Έ	Ά	Τ")	B	Verhältnis	zu	25	1.	Verhältnis	Wirkung	der Beseitigung	ΙΟ"⁴ ,_Λ-4 '	(2.52 χ	:·:"³)
	(1) cm³'	(2082)			ir		von Primär-	Blasenimpuls (2)	90	2.	der		: von Blasen /	10 , _Λ-4	(3.41 κ	- ^-3..
N	34118	(2024Y -	19.	691		,748	impuis	5.	71	2.			10	'(3.67 χ	-j ; •t ~ "**■
	33167	(2375)	·' 24,	.423	3.	,538	6.	67	2.	Volumen \<Z)/\±)	10 ,~-4	(3.91 χ	-^ ;
4	38919	(2728)	29.	172	3.	.349	8.	,78 .	2.	54 χ	10 -4	(4.15 χ	-υ t
5.	44704	(3078)	33.	,936	3.	.180	10.	,72	2.	08 χ	10 * ,_Λ-4	(4.26 x	JL ο ; , .-3,
6	50439 '	(3436)	38.	,666	3,	.780	12.	,62	2	24 χ	10 ,„-4	(4.64 x	— j <
7	56306	(3796)	43,	.443	12	.951	14.	.38	2	,39 x	10 -4	(4.SC5 »	: ^L. ) 'Π ""Λ
8	62205	(4155)	48	.23l'	2	.738	17.	.49	2	,53 χ	10 * -4	(4.54 χ	iO ) -p-3, '
9	68088	(4509)	53	.003	2	.601	20,	.55	2	.61 χ	10, 7 -4	(4.22 x	-C )
10	73889	(4872)	57	.755	2	.819	20	.01	2	.83 x	10 ,_Λ-4	(4.C2 x	-υ ) ..-3,
11	79838	(5227)	62	.542	2	.043	20	.92	2	.99 χ	10	(3.66 x
12	85655	(5423)	• 67	.284	3	.203	21		.77 x
13	88867		72	.049	3	.444	20		.58 x
14				3		.45 χ
15				.36 x

O OD

ho

Die wirksamste Blasenunterdrückung unter Verwendung des Algorithmus der Gleichung (11) tritt für elf Volumen auf unter Verwendung von 68 088 cm (4155 in ) Luft. Ein Vergleich der Tabellen II und IV zeigt, daß die Wirksamkeit der Verhinderung der Wirkung

von Blasen verdoppelt ist gegenüber derjenigen von gleichen Perioden unter Anwendung des Voluraenau sw aiilv erfahrene des Algorithmus, wie er in der Gleichung (11) angegeben ist.

Die Blasenunterdrückung bei Anwendung des Periodenausdehnungsverfahrens gemäß der Gleichung (11) erhöht sich ganz dramatisch mit der Anzahl von unabhängigen Volumen bis zu einer Anzahl von elf Volumen, wonach die Erhöhung geringer wird. Dies ergibt sich als Folge konstruktiver Störung von Blasen von Volumen, die sich an dem Ende kurzer Perioden sehr gering unterscheiden (kleines Volumen).

Nachdem bestimmt worden war, daß das Volumenauswahlverfahren gemäß Gleichung (11) zu Ergebnissen führt, die besser sind als die Ergebnisse, die mit bekannten Anordnungen von Druck luftimpulserzeugern erhalten werden konnten, wurde eine Komputersimulierungsstudie von Anordnungen durchgeführt, bestimmt durch das Variieren der Parameter K, P, N und V .

Eine Prüfung der Ergebnisse der Simulierungsstudie zeigt, daß Anordnungen von elf bis achtzehn nicht gegenseitig einwirkenden Volumen ein Blasenfreiheitsverhältnis zwischen 2o : 1 und 27 : 3 orrnichen, und die Er^obn! ::.r,e zeigen, daß mit den Anordnungen eines Ge;iruiiLvolumeri.·: von yu j52J3 cm' (dooo in"¹) mit achtzehn Volumen bej K = ο,95, P - 1,4, V - 7,ο ein BIasenfreiheitsverhältnis von 27 .: 1 erhalten wird, welches nahe der Spitzenw.irksamkeit für alle untersuchten Anordnungen darstellt. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, daß ein Anstieg von V sehr weit über 7,ο schädlich ist.

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Die irn FnIl von V\ ■-- 6,15 und K - l,o für verschiedene Merle von P erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 2 dargestellt als eine~"graphir>ühe Darstellung der Wirksamkeit des Verhiriflorns der Wirkungen von Binsen (debubblin^;) in der relativen /υαρί i tude/cm^J/l über die An-.nhl U der Druckluftimpul:.;er:'.eu^er, und ;-.war für den FaIl (a), in welchem das kleinste Volumen 2450 cm·³ (15o in·^) beträft aus der Tabelle IV - und den Fall (b), in welchem das Gesamtvolumen normalisiert wurde auf 98 323 cnr (6ooo in-^).

Io

Nach der Bestimmung der geeignetsten Anzahl von Druckluftimpulserzeugern und ihrer relativen Volumen (Volumenver- j haitnisse)'~können die absoluten Volumen der Druckluftimpuls- ' erzeuger -bestimmt werden unter Bezugnahme auf die verfügbare !

Zufuhr an Druckluft, auf den Druck der Luft und die Kreislaufzei-tr-zunr-Wiederherstellen des Druckes. Aus den absoluten Volumen" können die Abstände der Druckluftimpulserzeuger in der Anordnung bestimmt werden.

"Um eine"· Punkt quelle zu schaffen unter Verwendung einer großen Anzahl von Druckluftimpulserzeugern kann es erwünscht sein, die Druckluftimpulserzeuger entlang zweier, dreier oder noch mehr Schleppkabeln anstelle entlang eines einzigen Schleppkabels anzuordnen. Da jedoch der Abstand zwischen benachbarten Druckluftimpulserzeugern von dem Volumen des größeren Druckluftimpulserzeugers abhängt, wird die kürzeste Kabellänge erhalten durch Anordnen der Druckluftimpulserzeuger entlang des Kabels in einer Folge mit zunehmendem Volumen. 'Wenn zwei oder mehr Schleppkabel ^! Verwendet werden, muß selbstverständlich der Abstand zwisehen benachbarten Kabeln wenigstens dem Abstand entsprechen, der"'für den größten Druckluftimpulserzeuger in diesen Kabeln erforderlich, ist. -

BAD ORiGINAL

Claims

Druckluftimpulserzeuger-Anordnung (air gun Anordnung) zur Verbindung mit einem Seeschiff zur Verwendung "bei seismischer Exploration auf See, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine Mehrzahl von Druckluftimpulserzeugern unterschiedlicher 5. Volumen aufweist, die entlang eines oder mehrerer Schleppkabel in Abständen angeordnet sind, das Verhältnis des Volumens jedes Druckluftimpulserzeugers zu dem Volumen des kleinsten Drucklufterzeugers gegeben ist durch die nachstehende Gleichung

V=V ^K rn ro

worin N = die Gesamtzahl der Druckluftimpulserzeuger,

15 η = 1, 2 N-I,

^Vrn ^{= das Vernäl}"t^nis zwischen den Volumen des n-ten

und des kleinsten Druckluftimpulserzeugers, das Verhältnis der Volumen zwischen dem gröJ und dem kleinsten Druckluftimpulserzeuger,

-P

, und

die Volumen der einzelnen Druckluftimpulserzeuger aus den genannten Verhältnissen und dem Gesamtvolumen aller Druckluftimpulserzeuger bestimmt sind, und daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Druckluftimpulserzeugern bestimmt ist durch die folgende Gleichung

worin D = der Abstand zwischen den Druckluftimpulserzeugern in Metern, und

V = das Volumen des größeren des Paares von Druckluftimpulserzeugern in cm ist.

ORIGINAL