FR2583525A1 - PROCESS FOR PRODUCING SEISMIC PULSE IN A MASS OF WATER AND DEVICE FOR SEISMIC MARINE SOURCES - Google Patents

PROCESS FOR PRODUCING SEISMIC PULSE IN A MASS OF WATER AND DEVICE FOR SEISMIC MARINE SOURCES Download PDF

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE SOURCES SISMIQUES MARINES ET SON PROCEDE DE MISE EN OEUVRE. LE DISPOSITIF COMPORTE TROIS SOURCES OU PLUS1, 2, 3, 4 CONSTITUEES CHACUN D'UN CANON A AIR ET MONTEES DANS UN CHASSIS5 D'UNE MANIERE TELLE QUE LA DISTANCETHE INVENTION CONCERNS A MARINE SEISMIC SOURCE DEVICE AND ITS IMPLEMENTATION PROCESS. THE DEVICE CONTAINS THREE OR MORE SOURCES1, 2, 3, 4 EACH CONSISTING OF AN AIRGUN AND MOUNTED IN A CHASSIS5 IN A MANNER SUCH AS DISTANCE

Description

L'invention concerne d'une manière générale la prospection sismique. ElleThe invention relates generally to seismic prospecting. She

a trait en particulier à un dispositif de sources sismiques marines dans lequel les sources sismiques individuelles sont espacées les unes des autres d'une distance critique, et à  relates in particular to a marine seismic source device in which individual seismic sources are spaced apart from one another by a critical distance, and

un procédé de génération d'impulsions sismiques utili-  a method of generating seismic pulses

sant des sources sismiques marines espacées les unes  marine seismic sources spaced at

des autres d'une telle distance critique.  others of such a critical distance.

Dans l'exploration sismique marine, une ou plusieurs sources sismiques marines sont déployées dans une masse d'eau et déclenchées afin de libérer de l'énergie acoustique dans l'eau pour produire des impulsions soniques ou ondes de choc qui pénètrent  In marine seismic exploration, one or more marine seismic sources are deployed in a body of water and triggered to release acoustic energy into the water to produce sonic pulses or shock waves that penetrate

en se propageant dans les formations géologiques souter-  propagating in the underground geological formations

raines situées au-dessous du fond de la masse d'eau.  raines below the bottom of the body of water.

Ces impulsions se propagent à travers l'eau, pénètrent dans les formations géologiques situées au-dessous du fond et reviennent par réflexion sous forme d'ondes acoustiques. Un dispositif de géophones, hydrophones ou équipement analogue détecte les ondes acoustiques  These impulses propagate through the water, penetrate the geological formations below the bottom and return by reflection in the form of acoustic waves. A device of geophones, hydrophones or similar equipment detects acoustic waves

réfléchies et les convertit en signaux électroniques.  reflected and converts them into electronic signals.

Ces signaux électroniques sont enregistrés pour être ensuite analysés et interprétés. L'analyse des signaux enregistrés peut donner une indication de la structure  These electronic signals are recorded for analysis and interpretation. The analysis of the recorded signals can give an indication of the structure

des formations géologiques souterraines et d'une accumu-  underground geological formations and accumu-

lation de pétrole concomitante dans ces formations.  concomitant oil production in these formations.

Le terme "eau" tel qu'utilisé dans le présent mémoire entend englober l'eau des marais, la boue, l'eau des marécages et tout autre liquide contenant suffisamment d'eau pour permettre la mise en oeuvre des sources sismiques marines utilisées  The term "water" as used herein includes swamp water, mud, swamp water and any other liquid containing sufficient water to permit the use of the marine seismic sources used.

dans l'invention.in the invention.

Dans un procédé d'exploration sismique terrestre, une source sismique marine est placée dans un puits peu profond rempli d'eau ou de boue et utilisée  In a terrestrial seismic exploration, a marine seismic source is placed in a shallow well filled with water or mud and used

autrement pour des opérations habituelles de forage.  otherwise for normal drilling operations.

Des impulsions soniques réfléchies, produites par la source sous-marine, sont détectées par des géophones placés sur le sol. En variante, les géophones peuvent être disposés en fond de trou, dans un puits voisin. Dans une variante de cette technique, les impulsions soniques réfléchies peuvent être détectées par des hydrophones disposés dans un puits contenant de l'eau  Reflected sound pulses, produced by the underwater source, are detected by geophones placed on the ground. Alternatively, the geophones may be arranged downhole in a neighboring well. In a variant of this technique, reflected sonic pulses can be detected by hydrophones arranged in a well containing water.

ou de la boue.or mud.

Il existe un certain nombre de types de  There are a number of types of

sources sismiques marines classiques destinées à produi-  classical marine seismic sources intended to produce

re une impulsion sonique dans une masse d'eau. Par exemple, des explosifs tels que de la dynamite peuvent être utilisés pour introduire de fortes impulsions dans des formations souterraines. Une autre source sismique marine classique utilise la décharge d'un banc de condensateurs à travers une électrode placée au-dessous de la surface pour produire une bulle gazeuse  re a sonic impulse in a body of water. For example, explosives such as dynamite can be used to introduce strong pulses into subterranean formations. Another classic marine seismic source uses the discharge of a capacitor bank through an electrode placed below the surface to produce a gas bubble

implosive s'affaissant rapidement. Ce procédé de généra-  implosive sagging rapidly. This general process

tion d'impulsions soniques est couramment utilisé lors-  sonic pulses is commonly used when

qu'une réponse à haute résolution est souhaitée à  that a high-resolution response is desired at

partir de formations géologiques proches de la surface.  from geological formations close to the surface.

Des sources sismiques marines utilisant des gaz explosifs (tels que des mélanges de propane et d'air ou des mélanges de propane et d'oxygène) pour produire une impulsion sonique lors d'une mise  Marine seismic sources using explosive gases (such as mixtures of propane and air or mixtures of propane and oxygen) to produce a sonic pulse when

à feu ont rencontré un large succès. Les types princi-  with fire have met with a great success. The main types

paux de canons à gaz explosif comprennent (1) ceux qui fonctionnent par explosion d'un mélange gazeux en arrière d'une membrane flexible qui, elle-même, est en contact avec l'eau, et (2) ceux qui fonctionnent en permettant à la bulle de gaz produite par suite  Explosive gas cannon blades include (1) those that operate by blowing a gaseous mixture back from a flexible membrane that itself is in contact with water, and (2) those that function by allowing to the resulting gas bubble

de l'explosion du gaz de passer directement dans l'eau.  from the gas explosion to go directly into the water.

Un exemple du premier type de canon à gaz est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 658 149 et un exemple du second type de canon à gaz est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique  An example of the first type of gas cannon is described in U.S. Patent No. 3,658,149 and an example of the second type of gas cannon is described in US Pat.

N 4 193 472.No. 4,193,472.

Des sources d'énergie acoustique utilisant des gaz comprimés sous haute pression au lieu d'un mélange explosif ont également rencontré un grand succès dans l'industrie. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 3 653 460 et N 4 141 431 décrivent des formes de réalisation typiques de canons à gaz comprimé à orifice ouvert. Un canon à gaz comprimé classique pour l'exploration sismique marine comprend un corps qui contient une chambre conçue pour retenir une charge de gaz sous haute pression. La chambre est équipée d'une soupape qui est fermée pendant que  Sources of acoustic energy using compressed gases under high pressure instead of an explosive mixture have also been very successful in the industry. U.S. Patents Nos. 3,653,460 and 4,141,431 describe typical embodiments of open-ported compressed gas guns. A conventional compressed gas cannon for marine seismic exploration includes a body that contains a chamber designed to retain a high pressure gas charge. The chamber is equipped with a valve that is closed while

la pression est élevée à l'intérieur de la chambre.  the pressure is high inside the chamber.

Lorsque le canon est "mis à feu" ou déclenché, la soupape est rapidement ouverte. Ceci permet au gaz comprimé de sortir de la chambre en se détendant et de pénétrer, par des orifices d'échappement ménagés dans le corps dans le milieu ambiant pour engendrer  When the barrel is "fired" or fired, the valve is quickly opened. This allows the compressed gas to exit the chamber by relaxing and penetrate, through exhaust ports in the body into the environment to generate

une impulsion acoustique.an acoustic pulse.

Un canon à gaz comprimé particulier, le canon à air, est parvenu à une large utilisation comme  A particular compressed gas gun, the air gun, has achieved wide use as a

source d'énergie sismique marine. Le canon à air classi-  source of marine seismic energy. The classic air gun

que présente la configuration du canon à gaz comprimé décrite ci-dessus, mais dans lequel le gaz sous haute pression est de l'air. En général, l'air comprimé  that presents the configuration of the compressed gas gun described above, but in which the gas under high pressure is air. In general, compressed air

dans de tels canons est maintenu à des pressions compri-  in such guns is maintained at pressures

ses entre 14 et 42 MPa avant d'être libéré dans l'eau  its between 14 and 42 MPa before being released into the water

pour engendrer l'impulsion acoustique souhaitée.  to generate the desired acoustic pulse.

Des canons à air classiques comprennent  Classic air guns include

généralement un corps cylindrique présentant des orifi-  generally a cylindrical body presenting

ces d'échappement par lesquels le gaz comprimé est libéré lorsqu'une soupape du canon est ouverte. La configuration des orifices d'échappement de ces canons  these exhaust gases through which the compressed gas is released when a valve of the barrel is opened. The configuration of the exhaust ports of these guns

à air comprimé sous-marins peut varier. Dans une confi-  Underwater compressed air can vary. In a confi-

guration courante, quatre orifices d'échappement sont répartis symétriquement sur la périphérie du corps cylindrique du canon à gaz comprimé. Des canons à air "PARj", disponibles auprès de la firme Bolt Technology Inc., Norwalk, Connecticut, E.U.A., sont  current guration, four exhaust ports are symmetrically distributed on the periphery of the cylindrical body of the compressed gas gun. "PARj" airguns, available from Bolt Technology Inc., Norwalk, Connecticut, USA, are

des exemples de canons à air à quatre orifices d'échappe-  examples of air guns with four escape ports

ment répartis symétriquement. Dans une autre configura-  symmetrically distributed. In another configuration

tion, l'air comprimé est libéré en passant par un  tion, the compressed air is released through a

orifice d'échappement qui s'étend sur 360 à la périphé-  exhaust port that extends 360 to the periphery

rie du canon à gaz comprimé. Le canon à air à manchon extérieur, conçu par la firme Geophysical Services Inc., de Dallas, Texas, est un exemple de canon à  of the compressed gas gun. The outer sleeve air gun, designed by Geophysical Services Inc. of Dallas, Texas, is an example of

air présentant un tel orifice d'échappement de 360 .  air having such an exhaust port of 360.

Dans un canon à air à manchon extérieur, une soupape à va-et-vient, concentrique au corps du canon, coulisse le long de la surface extérieure du corps afin d'ouvrir  In an outer sleeve air gun, a reciprocating valve, concentric with the barrel body, slides along the outer surface of the body to open

et fermer l'orifice d'échappement de 360 .  and close the exhaust port 360.

Des dispositifs de deux sources sismiques  Devices of two seismic sources

marines ou plus ont longtemps été utilisés en explora-  or more have been used for a long time in

tion sismique marine. Par exemple, le brevet des Etats-  marine seismic For example, the United States Patent

Unis d'Amérique N 3 437 170 décrit une technique  United States of America N 3,437,170 discloses a technique

pour déclencher simultanément plusieurs sources sismi-  to trigger simultaneously several sismi-

ques marines d'un dispositif. Conformément à cette technique, le spectre de fréquence d'énergie du signal acoustique produit par les dispositifs est mis en forme par la génération, à chaque source d'une bulle, certaines de ces bulles se groupant par coalescence, contrairement à d'autres. Les bulles groupées par coalescence produisent chacune des composantes de fréquence, dans le spectre de fréquence d'énergie,  marine problems of a device. According to this technique, the energy frequency spectrum of the acoustic signal produced by the devices is shaped by the generation, at each source of a bubble, some of these bubbles grouping by coalescence, unlike others. The clustered bubbles produce each of the frequency components, in the energy frequency spectrum,

différentes de celles qui auraient été produites indivi-  different from those which would have been produced indivi-

duellement par ces bulles si elles n'étaient pas en-  dually by these bubbles if they were not

trées en coalescence. Le brevet précité ne décrit pas de procédé destiné à améliorer la suppression de la force des oscillations successives de l'une quelconque des bulles produites par rapport à la force de la composante initiale ou "primaire" du signal acoustique produit. En particulier, le brevet précité ne décrit ni ne suggère aucun écartement critique  in coalescence. The aforementioned patent does not disclose a method for improving the suppression of the force of successive oscillations of any of the bubbles produced with respect to the force of the initial or "primary" component of the acoustic signal produced. In particular, the aforementioned patent does not describe or suggest any critical spacing.

préféré des sources pour améliorer le rapport de l'am-  preferred sources to improve the relationship of the

plitude de la composante primaire du signal produit  of the primary component of the signal produced

à l'amplitude la plus forte des composantes d'oscilla-  at the highest amplitude of the oscilla-

tions sucessives concomitantes du signal. Ce rapport  concomitant sucessives of the signal. This report

d'amplitude est parfois appelé ci-après "rapport compo-  amplitude is sometimes referred to as "composite report"

sante primaire à composante de bulles".  primary health component of bubbles ".

Des dispositifs conçus pour supprimer les oscillations de bulles secondaires par rapport au signal primaire produit par les bulles ont été  Devices designed to suppress secondary bubble oscillations with respect to the primary signal produced by the bubbles have been

proposés. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Améri-  proposed. For example, the United States patent of

que N 4 382 486 décrit un dispositif de canons à air dans lequel les rapports des volumes des canons à air et des intervalles entre canons sont choisis  No. 4,382,486 discloses an airgun device in which the ratios of airgun volumes and gunslots are selected

de façon à réduire le bruit acoustique du aux oscilla-  in order to reduce the acoustic noise due to oscilla-

tions des bulles secondaires, tout en satisfaisant la contrainte selon laquelle les dimensions globales du dispositif sont suffisamment faibles pour que le dispositif constitue une "source ponctuelle". Ce brevet indique que les canons individuels du dispositif peuvent être suffisamment espacés les uns des autres pour que les bulles qu'ils produisent soient indépendantes et n'interagissent pas, et il indique également que le dispositif doit être "accordé" pour réduire le bruit acoustique dû aux oscillations des bulles, par le choix des rapports des volumes des canons à air  secondary bubbles while satisfying the constraint that the overall dimensions of the device are sufficiently small for the device to constitute a "point source". This patent indicates that the individual guns of the device may be sufficiently spaced from one another so that the bubbles they produce are independent and non-interacting, and it also indicates that the device must be "tuned" to reduce acoustic noise due to the oscillations of the bubbles, by the choice of the ratios of the volumes of the air guns

conformément à une équation spécifiée.  according to a specified equation.

Une autre conception du dispositif utilisant à la fois des canons à air simples et des groupes de canons à air de volume égal, chaque canon d'un groupe étant suffisamment rapproché des autres canons du groupe pour que les bulles qu'ils produisent entrent  Another design of the device using both single air guns and groups of air guns of equal volume, each gun of a group being sufficiently close to the other guns of the group for the bubbles they produce to enter.

en coalescence, a été proposé pour produire une impul-  in coalescence, has been proposed to produce an impulse

sion acoustique dont le rapport de la composante primai-  noise ratio including the ratio of the primary component

re à la composante des bulles dépasse celui du signal acoustique qui serait produit par le remplacement de chaque groupe par un canon à air simple de volume  re to the bubble component exceeds that of the acoustic signal that would be produced by the replacement of each group by a single volume air gun

égal à la somme des volumes des canons du groupe.  equal to the sum of the volumes of the guns of the group.

Cette combinaison de canons simples et de groupes de canons est indiquée comme étant nécessaire pour améliorer la réponse d'ensemble du dispositif. Pour  This combination of single guns and groups of guns is indicated as being necessary to improve the overall response of the device. For

une description d'un tel dispositif, on peut se reporter  a description of such a device, we can refer to

à B.F. Giles et collaborateurs, "System Approach to Air-Gun Array Design", Geophysical Prospecting, 21, pages 77-101 (1973), et W.R. Cotton, "The Application of External Sleeve Guns to Marine Source Arrays", présenté au 46ème congrès de l'Association européenne  to BF Giles et al., "System Approach to Air-Gun Array Design", Geophysical Prospecting, 21, pages 77-101 (1973), and WR Cotton, "The Application of External Sleeve Guns to Marine Source Arrays", presented in the 46th congress of the European Association

des géophysiciens d'exploration, Londres, Grande-  exploration geophysicists, London, Great Britain

Bretagne, 19-22 Juin 1984. Cependant, l'art antérieur ne décrit ni ne suggère, et il n'est pas connu jusqu'à présent, que si des sources conçues pour produire des bulles ayant des rayons maximaux sensiblement égaux sont espacées de la distance critique indiquée  Brittany, 19-22 June 1984. However, the prior art neither describes nor suggests, and it is not known until now, that if sources designed to produce bubbles having substantially equal maximum radii are spaced apart by the indicated critical distance

dans le présent mémoire, l'impulsion acoustique résul-  in this memo, the resulting acoustic pulse

tante aura un rapport étonnamment élevé de la composante primaire à la composante des bulles (s'élevant à 49:1 avec une largeur de bande d'enregistrement de 5-880 Hz dans des conditions décrites en détail cidessous) et sera particulièrement utile à l'exploration sismique lors d'un déploiement à de faibles profondeurs, telles  aunt will have a surprisingly high ratio of the primary component to the bubble component (rising to 49: 1 with a recording bandwidth of 5-880 Hz under the conditions described in detail below) and will be particularly useful for seismic exploration during a deployment at shallow depths, such as

que des profondeurs de moins de 3 mètres.  only depths of less than 3 meters.

Une autre conception de dispositif visant à réduire les oscillations de bulles secondaires est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique  Another device design for reducing secondary bubble oscillations is described in the United States Patent

N 2 771 961. Ce dispositif utilise deux charges explo-  N 2 771 961. This device uses two charges explo-

sives ayant une énergie potentielle relative spécifiée espacées d'une distance verticale suffisamment grande pour que les bulles produites par les explosions ne puissent pas entrer en coalescence. Il est indiqué dans le dernier brevet cité que la distance verticale préférée, D, des charges doit satisfaire l'équation (A1 + A2) <D <3/2 (A1 + A2), o A1 est égal au rayon maximal de la bulle provenant de l'explosion de la première charge et A2 est égal au rayon maximal de  sive having a specified relative potential energy spaced a vertical distance large enough that the bubbles produced by the explosions can not coalesce. It is stated in the last patent cited that the preferred vertical distance, D, of the charges must satisfy the equation (A1 + A2) <D <3/2 (A1 + A2), where A1 is equal to the maximum radius of the bubble from the explosion of the first charge and A2 is equal to the maximum radius of

la bulle provenant de l'explosion de la seconde charge.  the bubble from the explosion of the second charge.

Ce brevet indique que cette configuration de dispositif entraîne une dissipation d'énergie dans les oscillations des bulles secondaires en raison de l'interaction entre les deux bulles explosives. Un dispositif de charges explosives présentant l'intervalle vertical indiqué dans le brevet précité ne conviendrait pas à une utilisation dans des opérations d'exploration en eau peu profonde et ne produirait pas un signal acoustique convenant à des opérations d'exploration nécessitant un signal à bande large possédant une énergie importante dans la bande de fréquence approchant  This patent indicates that this device configuration causes energy dissipation in secondary bubble oscillations due to the interaction between the two explosive bubbles. An explosive charge device having the vertical gap indicated in the aforementioned patent would not be suitable for use in shallow water exploration operations and would not produce an acoustic signal suitable for exploration operations requiring a band signal. broad with significant energy in the near frequency band

250 Hz.250 Hz.

Le dispositif de sources marines selon l'invention comprend au moins trois sources sismiques marines conçues pour être placées dans une masse d'eau afin de produire, lorsqu'elles sont déclenchées, des bulles de gaz ayant sensiblement le même rayon maximal R. Chaque source est espacée de chacune des autres sources les plus proches d'une distance critique D choisie de façon que le rapport de la composante primaire à la composante des bulles (associé au signal produit par le dispositif) soit élevé au maximum. Dans toutes les formes de réalisation, D n'est pas inférieur à 1, 2 R et n'est pas supérieur à la quantité 2 R. On dit que les sources du dispositif de l'invention sont "interdépendantes" lorsqu'elles sont espacées de la distance critique. Dans une forme préférée de réalisation, le dispositif comprend quatre sources placées approximativement aux angles d'un carré dont les côtés ont une longueur approximative de 2 R. Dans une autre forme préférée de réalisation, le dispo- sitif comprend trois sources placées approximativement au sommet d'un triangle horizontal ayant deux c6tés de longueur égale approximativement à i R. Le procédé selon l'invention pour déclencher simultanément les sources du dispositif décrit est particulièrement avantageux lorsque les bulles sont produites à des profondeurs de sources inférieures  The marine source device according to the invention comprises at least three marine seismic sources designed to be placed in a body of water in order to produce, when they are triggered, gas bubbles having substantially the same maximum radius R. Each source is spaced from each of the other sources closest to a critical distance D chosen so that the ratio of the primary component to the component of the bubbles (associated with the signal produced by the device) is maximized. In all embodiments, D is not less than 1, 2 R and is not greater than the amount 2 R. The sources of the device of the invention are said to be "interdependent" when they are spaced apart. of the critical distance. In a preferred embodiment, the device comprises four sources placed approximately at the corners of a square whose sides have an approximate length of 2 R. In another preferred embodiment, the device comprises three sources placed approximately at the top. of a horizontal triangle having two sides of length approximately equal to i R. The method according to the invention for simultaneously triggering the sources of the device described is particularly advantageous when the bubbles are produced at lower source depths.

à environ 3 mètres.at about 3 meters.

L'invention sera décrite plus en détail  The invention will be described in more detail

en regard des dessins annexés à titre d'exemples nulle-  with reference to the accompanying drawings as examples

ment limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de sources sismiques marines selon l'invention, comprenant quatre canons à air maintenus à une distance critique souhaitée les uns des autres, et un châssis auquel les canons sont reliés; - la figure 2 est un graphique montrant la caractéristique de domaine de temps d'une impulsion acoustique produite à l'aide d'une forme préférée de réalisation de l'invention utilisant un dispositif de quatre canons à air ayant chacun un volume de 655 cm3 et travaillant à 14 MPa, afin de produire des bulles à une profondeur de 1,5 mètre dans une masse d'eau; - la figure 3 est un graphique montrant  FIG. 1 is a perspective view of a device of marine seismic sources according to the invention, comprising four air guns maintained at a desired critical distance from each other, and a frame to which the guns are related; FIG. 2 is a graph showing the time domain characteristic of an acoustic pulse produced using a preferred embodiment of the invention using a device of four air guns each having a volume of 655 cc. and working at 14 MPa, to produce bubbles at a depth of 1.5 meters in a body of water; FIG. 3 is a graph showing

la caractéristique de domaine de fréquence d'une impul-  the frequency domain characteristic of an impulse

sion acoustique résultant du fonctionnement du même dispositif utilisé pour produire l'impulsion dont la caractéristique est donnée à la figure 2; - la figure 4 est une vue simplifiée en  acoustic noise resulting from the operation of the same device used to produce the pulse whose characteristic is given in Figure 2; FIG. 4 is a simplified view in

perspective d'une autre forme de réalisation du disposi-  perspective of another form of implementation of the

tif selon l'invention qui comprend quatre groupes de quatre sources, chaque groupe de quatre sources étant du type montré sur la figure 1; et la figure 5 est une vue schématique montrant quatre bulles ayant chacune un rayon maximal  tif according to the invention which comprises four groups of four sources, each group of four sources being of the type shown in Figure 1; and FIG. 5 is a schematic view showing four bubbles each having a maximum radius

égal à R, chaque bulle ayant été produite par le déclen-  equal to R, each bubble having been produced by the triggering

chement de l'une des sources sismiques marines d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention comprenant quatre sources disposées aux sommets d'un carré de c6té D égal à D R. L'appareil selon l'invention comprend trois sources sismiques marines ou plus, conçues chacune pour produire une bulle de rayon maximal R lorsque  one of the marine seismic sources of an embodiment of the device according to the invention comprising four sources arranged at the vertices of a side square D equal to D R. The apparatus according to the invention comprises three seismic sources or more, each designed to produce a bubble of maximum radius R when

la source est déployée dans le dispositif selon l'inven-  the source is deployed in the device according to the invention.

tion et déclenchée dans une masse d'eau. Des canons à  triggered in a body of water. Cannons to

air disponibles dans le commerce, de volume sensible-  commercially available air, of

ment égal et chargés à une pression sensiblement égale, peuvent convenir à une utilisation dans une forme préférée de réalisation de l'invention. La forme de réalisation du dispositif selon l'invention, montrée sur la figure 1, comprend quatre de ces canons à air à volume sensiblement égal (identifiés en tant que canons à air 1, 2, 3 et 4). Chacun des canons à air présente un ou plusieurs orifices 10 d'échappement  Equally equal and loaded at substantially equal pressure, may be suitable for use in a preferred embodiment of the invention. The embodiment of the device according to the invention, shown in FIG. 1, comprises four of these air guns with a substantially equal volume (identified as air guns 1, 2, 3 and 4). Each of the air guns has one or more exhaust ports

permettant l'émission de gaz dans des directions s'éloi-  allowing the emission of gases in

gnant de l'axe longitudinal du canon. Des pattes 12 dépassent de chaque canon et sont à utiliser pour relier le canon à d'autres canons ou à une structure de support. Des chaines 8 ou des éléments analogues sont montés entre des paires de pattes 12 pour relier entre eux les canons 1-4. Des chaines 6 ou des éléments  of the longitudinal axis of the barrel. Legs 12 protrude from each barrel and are to be used to connect the barrel to other barrels or to a support structure. Chains 8 or similar elements are mounted between pairs of legs 12 to connect the guns 1-4. Channels 6 or elements

analogues sont montés entre les pattes 12 et 14, dépas-  analogues are mounted between the legs 12 and 14,

sant de la structure 5, pour relier les canons 1 à 4 à la structure 5. Cette dernière peut être reliée à une structure de support marine, telle qu'un navire, une barge, une bouée, un flotteur, un quai, une jetée ou un m6le afin que la structure 5 soit supportée dans une position souhaitée par rapport à la surface de l'eau. La structure 5, les chaînes 6 et 8 et les pattes 12 et 14 seront parfois appelées collectivement ci-après "unité de positionnement". Il apparaît que de nombreuses autres unités de positionnement peuvent être utilisés, en variante, pour maintenir les canons arrière du dispositif dans une position souhaitée les uns par rapport aux autres et par rapport à la  5 of the structure 5, to connect the guns 1 to 4 to the structure 5. The latter can be connected to a marine support structure, such as a ship, a barge, a buoy, a float, a dock, a jetty or a honeycomb so that the structure 5 is supported in a desired position relative to the surface of the water. The structure 5, the chains 6 and 8 and the legs 12 and 14 will sometimes be collectively referred to hereinafter as "positioning unit". It appears that many other positioning units can alternatively be used to hold the rear guns of the device in a desired position relative to each other and to the

surface de l'eau.surface of the water.

L'unité de positionnement doit être convena-  The positioning unit must be suitable

blement dimensionnée et orientée par rapport à la surface de l'eau afin que les sources du dispositif  dimensioned and oriented in relation to the surface of the water so that the sources of the device

produisent chacune une bulle de rayon maximal approxima-  each produce a bubble with an approximate maximum radius

tivement égale à R, dans l'eau, lorsque cette source est déclenchée, et afin que chaque source soit espacée de la distance critique D de chacune des plus proches autres sources du dispositif. La forme de réalisation de la figure 1 comprend avantageusement quatre sources disposées aux quatre angles d'un carré, chaque source  R, in the water, when this source is triggered, and so that each source is spaced from the critical distance D of each of the nearest other sources of the device. The embodiment of FIG. 1 advantageously comprises four sources arranged at the four corners of a square, each source

étant espacée des sources les plus proches de la distan-  spaced from the nearest sources of distance

ce critique D, D étant à peu près égal à la quantité R. Dans une forme de réalisation, le carré est orienté dans l'eau de façon à produire des bulles centrées initialement à une profondeur commune L dans l'eau. Il n'est pas essentiel que chaque bulle produite par une source du dispositif selon l'invention soit centrée initialement dans le même plan horizontal, (c'est-à-dire à une profondeur unique). Il entre plutôt dans le cadre de l'invention de pouvoir disposer les sources dans l'eau, lorsqu'elles sont déclenchées, de manière que la différence de profondeur entre les positions initiales des centres des bulles individuelles soit assez faible pour le rayon maximal de chaque bulle produite soit sensiblement le même. Ainsi, par exemple, il entre dans le cadre de l'invention de pouvoir utiliser un dispositif similaire à celui de la figure 1, dans lequel les axes longitudinaux des canons 1 et 2 (c'est-à- dire les axes sur lesquels les orifices 10 sont placés concentriquement) sont disposés à une profondeur différente de celle des axes longitudinaux des canons 3 et 4, pourvu que le rayon maximal de chaque bulle produite soit sensiblement le même. Dans un autre exemple, il entre dans le cadre de l'invention d'utiliser un dispositif similaire à celui de la figure 1, dans lequel les orifices 10 des canons 1, 2, 3 et 4 sont tous disposés sensiblement à la même profondeur lorsque les canons sont déclenchés, pourvu que le rayon maximal de chaque bulle produite  this criticism D, D being approximately equal to the quantity R. In one embodiment, the square is oriented in the water so as to produce bubbles initially centered at a common depth L in the water. It is not essential that each bubble produced by a source of the device according to the invention is initially centered in the same horizontal plane, (that is to say at a single depth). It is rather within the scope of the invention to be able to arrange the sources in the water, when they are triggered, so that the difference in depth between the initial positions of the centers of the individual bubbles is small enough for the maximum radius of each bubble produced is substantially the same. Thus, for example, it is within the scope of the invention to be able to use a device similar to that of FIG. 1, in which the longitudinal axes of the guns 1 and 2 (that is to say the axes on which the orifices 10 are placed concentrically) are arranged at a depth different from that of the longitudinal axes of the guns 3 and 4, provided that the maximum radius of each bubble produced is substantially the same. In another example, it is within the scope of the invention to use a device similar to that of FIG. 1, in which the orifices 10 of the barrels 1, 2, 3 and 4 are all arranged substantially at the same depth when the guns are fired, provided that the maximum radius of each bubble produced

soit sensiblement le même.be substantially the same.

Il est apparu que l'impulsion acoustique produite par le dispositif de sources selon l'invention, dans la forme de réalisation montrée sur la figure 1, n'est pratiquement pas affectée par une rotation d'un ou plusieurs canons du dispositif, pourvu qu'après la rotation, les canons soient disposés dans une nouvelle position telle que les distances entre les centres des bulles initialement produites par les  It has been found that the acoustic pulse produced by the source device according to the invention, in the embodiment shown in FIG. 1, is practically unaffected by a rotation of one or more guns of the device, provided that after the rotation, the guns are placed in a new position such that the distances between the centers of the bubbles initially produced by the

canons soient sensiblement les mêmes qu'avant la rota-  cannons are substantially the same as before the rota-

tion. Il convient de noter que l'amplitude du rayon maximal R dépend de divers paramètres comprenant la profondeur L à laquelle la bulle est initialement centrée, et les caractéristiques de la source sismique marine associée. Il est prévu de pouvoir utiliser dans l'appareil de l'invention des sources sismiques autres que des canons à air. Dans une forme préférée de réalisation dans laquelle des canons à air sont utilisés, l'amplitude du rayon R dépend, d'une manière bien connue dans la technique, du volume de la chambre à gaz et de la pression du gaz dans la chambre immédiatement avant le tir ou déclenchement du canon. Pour une explication portant sur la façon dont on peut estimer le rayon maximal R des bulles à partir de caractéristiques connues des canons à air, on peut se reporter, par exemple, à l'ouvrage "Seismic Energy Sources 1968 Handbook", préparé par les membres du personnel de United Geophysical Corporation et présenté au 38ème congrès annuel de la Society of Exploration  tion. It should be noted that the amplitude of the maximum radius R depends on various parameters including the depth L at which the bubble is initially centered, and the characteristics of the associated marine seismic source. It is intended to use in the apparatus of the invention seismic sources other than air guns. In a preferred embodiment in which air guns are used, the amplitude of the radius R depends, in a manner well known in the art, on the volume of the gas chamber and the gas pressure in the chamber immediately. before firing or firing the barrel. For an explanation of how the maximum radius R of bubbles can be estimated from known characteristics of air guns, reference can be made, for example, to the book "Seismic Energy Sources 1968 Handbook", prepared by United Geophysical Corporation Staff Presented at the 38th Annual Society of Exploration Conference

Geophysicists, Denver, Colorado, Octobre 1968.  Geophysicists, Denver, Colorado, October 1968.

Il est apparu que dans un dispositif comprenant quatre canons à air, du type à manchon extérieur et comportant une chambre à gaz comprimée d'un volume égal à 655 cm3 et chargée à 14 MPa, la configuration optimale du dispositif pour une mise en oeuvre à une profondeur de 1,5 m (c'est-àdire pour produire des bulles centrées initialement à une profondeur d'environ 1,5 m) dans de l'eau est de disposer les sources aux sommets d'un carré d'environ 57 cm de côté. Le tableau  It has been found that in a device comprising four outer sleeve-type air guns and having a compressed gas chamber with a volume equal to 655 cm 3 and loaded to 14 MPa, the optimum configuration of the device for implementation at a depth of 1.5 m (that is, to produce bubbles initially centered at a depth of about 1.5 m) in water is to arrange the sources at the vertices of a square of about 57 side cm. Table

suivant montre les rapports moyens estimés de la compo-  The following shows the estimated average ratios of the

sante primaire à la composante de bulles (associés à une largeur de bande d'enregistrement de 5-880 Hz) d'un tel dispositif, mis en oeuvre à des profondeurs  primary component to the bubble component (associated with a recording bandwidth of 5-880 Hz) of such a device, implemented at depths

de 6,4,5, 3 et 1,5 m, respectivement.  of 6.4.5, 3 and 1.5 m, respectively.

TABLEAUBOARD

Profondeur Canons déclen-Depth Cannons trigger

(m) chés 1,2,3 et 4 1,2 et 3 1 et 2 1 et 3 1  (m) 1,2,3 and 4 1,2 and 3 1 and 2 1 and 3 1

6 12 10 9 5 36 12 10 9 5 3

4,5 13 12 10 7 44.5 13 12 10 7 4

3 25 17 13 10 63 25 17 13 10 6

1,5 45 28 20 13 101.5 45 28 20 13 10

Le dispositif utilisé pour l'obtention des données du tableau précédent est du type montré sur la figure 1, un canon à manchon extérieur remplaçant  The device used to obtain the data of the preceding table is of the type shown in FIG. 1, a replacement outer sleeve barrel

chacun des canons à air à quatre orifices représentés.  each of the air cannons with four holes shown.

La colonne extrême gauche du tableau contient des données résultant du déclenchement simultané des quatre canons représentés du dispositif. La deuxième colonne à partir de la gauche contient des données résultant du déclenchement simultané uniquement des canons 1, 2 et 3 (comme identifié sur la figure 1). De façon similaire, les autres colonnes contiennent des données résultant du déclenchement simultané des seuls canons 1 et 2, 1 et 3 et 1. Le dispositif a été disposé dans l'eau sous une orientation telle que l'axe longitudinal de chaque canon soit vertical et que les orifices  The far left column of the table contains data resulting from the simultaneous triggering of the four represented guns of the device. The second column from the left contains data resulting from simultaneous triggering only guns 1, 2 and 3 (as identified in Figure 1). Similarly, the other columns contain data resulting from the simultaneous triggering of only guns 1 and 2, 1 and 3 and 1. The device has been placed in the water under an orientation such that the longitudinal axis of each gun is vertical and that the orifices

d'émission de gaz des canons soient disposés horizonta-  gas emission cannons are arranged horizontally

lement les uns par rapport aux autres à la profondeur  compared to each other at depth

désignée.designated.

La figure 2 montre les caractéristiques du domaine temporel d'une impulsion acoustique produite par le déclenchement simultané des canons du dispositif utilisé pour collecter des données du tableau précédent lorsque les orifices d'émission de gaz des canons  FIG. 2 shows the time domain characteristics of an acoustic pulse produced by the simultaneous triggering of the guns of the device used to collect data from the preceding table when the gas emission orifices of the guns

sont disposés à une profondeur de 1,5 m. L'axe horizon-  are arranged at a depth of 1.5 m. The horizontal axis

tal montre le temps écoulé à partir du déclenchement ou tir (en millisecondes), un tir ou déclenchement  it shows the elapsed time from the trigger or shot (in milliseconds), a shot or trigger

étant effectué à t = 100 ms. La courbe montre la pres-  being performed at t = 100 ms. The curve shows the pressure

sion du signal acoustique en fonction du temps, reçue à-un détecteur placé 183 mètres au-dessous du dispositif des sources, cette pression étant normalisée à une pression équivalente telle que mesurée à une distance d'un mètre, d'une manière couramment utilisée dans l'industrie. La figure 3 montre les caractéristiques du domaine de fréquence d'une impulsion acoustique produite de la même manière, à l'aide du même dispositif, que l'était l'impulsion dont les caractéristiques  the acoustic signal as a function of time, received at a detector placed 183 meters below the source device, this pressure being normalized to an equivalent pressure as measured at a distance of one meter, in a manner commonly used in industry. FIG. 3 shows the characteristics of the frequency domain of an acoustic pulse produced in the same way, using the same device, as was the pulse whose characteristics

du domaine temporel sont montrées sur la figure 2.  time domain are shown in Figure 2.

Il est particulièrement intéressant de noter la grande et régulière largeur de bande indiquée par le spectre d'amplitude montré. Il est apparu préférable de déployer  It is particularly interesting to note the large and regular bandwidth indicated by the amplitude spectrum shown. It seemed better to deploy

et déclencher les canons à air du dispositif de l'inven-  and trigger the air guns of the device of the invention

tion à des profondeurs de 3 m ou moins pour obtenir une résolution temporelle très supérieure à celle pouvant être obtenue avec des dispositifs de canons à air classiques. A des profondeurs aussi faibles, la raie fant6me apparaît à une fréquence qui n'est pas inférieure à 250 Hz, et un enregistrement d'une milliseconde constitue la norme minimale acceptable  at depths of 3 m or less to achieve a much higher temporal resolution than can be achieved with conventional airgun devices. At such low depths, the ghost line appears at a frequency of not less than 250 Hz, and a one millisecond record is the minimum acceptable standard.

pour une utilisation optimale du dispositif de sources.  for optimal use of the source device.

La figure 5 montre schématiquement quatre bulles superposées les unes aux autres, chacune ayant été produite par le déclenchement de l'une des sources  FIG. 5 schematically shows four bubbles superimposed on each other, each having been produced by the triggering of one of the sources

d'une forme de réalisation du dispositif selon l'inven-  of an embodiment of the device according to the invention.

tion. Chaque bulle est représentée au moment o elle s'est expansée à son rayon maximal R. Les sources du dispositif de la figure 5 sont disposées aux quatre sommets d'un carré dont la longueur du côté est égale à 2 R. Du fait que les zones occupées par les bulles se chevauchent, il apparaît que si les quatre sources du dispositif sont déclenchées à peu près simultanément,  tion. Each bubble is represented at the moment when it has expanded to its maximum radius R. The sources of the device of FIG. 5 are arranged at the four vertices of a square whose side length is equal to 2 R. Since the areas occupied by the bubbles overlap, it appears that if the four sources of the device are triggered almost simultaneously,

les quatre bulles résultantes interagissent notablement.  the four resulting bubbles interact significantly.

Les dispositifs comprenant plus ou moins de quatre sources sismiques marines entrent également dans le cadre de l'invention. Par exemple, dans l'une des formes préférées de réalisation, trois sources sont utilisées, chacune pouvant produire une bulle d'un rayon maximal R dans de l'eau. Dans cette autre forme avantageuse de réalisation, les trois sources sont maintenues par une unité de positionnement de façon que chacune produise, lorsqu'elle est déclenchée, une bulle d'un rayon maximal R, et les sources sont disposées approximativement aux sommets d'un triangle ayant deux côtés de longueur Ai R. Il entre également dans le cadre de l'invention de pouvoir disposer trois sources de façon que les bulles qu'elles produisent,  Devices comprising more or less four marine seismic sources are also within the scope of the invention. For example, in one of the preferred embodiments, three sources are used, each of which can produce a bubble of maximum radius R in water. In this other advantageous embodiment, the three sources are held by a positioning unit so that each generates, when it is triggered, a bubble of maximum radius R, and the sources are arranged approximately at the vertices of a triangle having two sides of length Ai R. It is also within the scope of the invention to have three sources so that the bubbles they produce,

lorsqu'elles sont déclenchées, aient des centres initia-  when they are triggered, have start-up centers

lement positionnés approximativement aux sommets d'un triangle dont au moins deux des côtés ont une longueur  positioned approximately at the vertices of a triangle of which at least two of the sides are of a length

D comprise dans l'intervalle 1,2R <D <2R.  D in the range 1.2R <D <2R.

On peut réaliser une forme avantageuse du dispositif à trois sources en retirant un canon  An advantageous form of the three-source device can be achieved by removing a barrel

du dispositif de la figure 1 et en déclenchant simulta-  the device of Figure 1 and simultaneously triggering

nément trois autres canons. Il entre également dans le cadre de l'invention que seulement trois des quatre canons du dispositif de la figure 1 puissent Etre déclenchés simultanément, le quatrième canon n'étant pas déclenché. Une meilleure suppression des impulsions secondaires est obtenue si l'on maintient l'intervalle avantageux entre canons indiqué ci-dessus. Par exemple, les données de la deuxième colonne du tableau montrent qu'une impulsion ayant un rapport de la composante primaire à la composante de bulles égal à 28:1 peut être obtenue avec la forme de réalisation à trois  three other guns. It is also within the scope of the invention that only three of the four guns of the device of FIG. 1 can be triggered simultaneously, the fourth gun not being fired. Better suppression of the secondary pulses is achieved by maintaining the advantageous range between guns indicated above. For example, the data in the second column of the table shows that a pulse having a ratio of the primary component to the bubble component of 28: 1 can be obtained with the three-dimensional embodiment.

canons de l'invention.canons of the invention.

Il entre également dans le cadre de l'inven-  It is also part of the inven-

tion d'utiliser des dispositifs possédant plus de  to use devices with more than

quatre sources, les sources du dispositif étant posi-  four sources, the sources of the device being posi-

tionnées de façon à produire des bulles de volumes égaux (avec un rayon maximal R) et chaque source du dispositif étant séparée des sources les plus proches de la distance critique indiquée ici. Dans une forme de réalisation, six sources sont placées en deux rangées parallèles de trois sources chacune, la distance entre chaque source et les sources les plus proches étant d'environ < R. La distance critique optimale, dans chaque forme de réalisation, dépend des caractéristiques  to produce bubbles of equal volumes (with a maximum radius R) and each source of the device being separated from sources closest to the critical distance indicated here. In one embodiment, six sources are placed in two parallel rows of three sources each, the distance between each source and the nearest sources being approximately <R. The optimal critical distance in each embodiment depends on characteristics

particulières des sources et du type d'unité de posi-  particular sources and the type of unity of posi-

tionnement utilisé pour positionner les sources comme souhaité. Enfonctionnement, il est avantageux que, pour un dispositif donné, les intervalles ou espacements critiques optimaux entre sources soient déterminés expérimentalement par l'exécution de plusieurs mesures  used to position the sources as desired. In the case of a given device, it is advantageous if the optimum critical intervals or spacings between sources are determined experimentally by the execution of several measurements.

séquentielles avec des intervalles entre sources diffé-  sequences with different time intervals between

rents, choisis dans la plage comprise entre 1,2R et 2R, inclus. Un rapport maximal de la composante primaire à la composante des bulles pour une largeur  rents, selected in the range between 1.2R and 2R, inclusive. A maximum ratio of the primary component to the bubble component for a width

de bande d'enregistrement donnée est obtenu à l'espace-  given recording tape is obtained at the space-

ment critique optimal.optimal criticism.

Il entre également dans le cadre de l'inven-  It is also part of the inven-

tion d'utiliser des dispositifs comprenant deux "groupes"  to use devices comprising two "groups"

de sources ou plus, chaque groupe formant, par lui-  from sources or more, each group forming, by

même, un dispositif conforme à l'invention. Par exemple, la forme de réalisation montrée sur la figure 4 comprend quatre groupes de sources, chacun du type à quatre sources montré sur la figure 1. Le premier groupe  same, a device according to the invention. For example, the embodiment shown in Fig. 4 comprises four source groups, each of the four-source type shown in Fig. 1. The first group

de sources comprend des sources 111, 112, 113 et 114.  sources includes sources 111, 112, 113, and 114.

Les trois autres groupes de sources comprennent, respec-  The other three source groups include, respectively,

- tivement, des sources 115-118, 119-122 et 123-126.  - Sources 115-118, 119-122 and 123-126.

Les sources sont placées dans une position souhaitée par rapport à un châssis 110 au moyen de chaînes 130 ou d'éléments analogues, et les sources de chaque groupe sont placées comme souhaité les unes par rapport aux  The sources are placed in a desired position with respect to a frame 110 by means of chains 130 or the like, and the sources of each group are placed as desired with respect to each other.

autres à l'aide de chaines 131 ou d'éléments analogues.  others using chains 131 or similar elements.

Dans une variante de la forme de réalisation de la figure 4, le dispositif comprend des canons à air d'un volume approximativement égal, chargés à une pression approximativement égale, et il est orienté dans l'eau de façon que les sources produisent des bulles centrées initialement à des profondeurs situées dans une plage suffisamment étroite pour que le rayon maximal des bulles produites par les sources  In a variation of the embodiment of FIG. 4, the device comprises air guns of approximately equal volume, charged to approximately equal pressure, and is oriented in the water so that the sources produce bubbles. initially centered at depths within a range sufficiently narrow that the maximum radius of the bubbles produced by the sources

individuelles du dispositif soit sensiblement le même.  individual devices is substantially the same.

Dans une autre variante, chaque groupe de sources du dispositif comprend des canons à air d'un volume  In another variant, each group of sources of the device comprises air guns of a volume

approximativement égal, chargés à une pression approxi-  approximately equal, charged to approximately

mativement égale (le volume et la pression des canons à air pouvant différer d'un groupe à l'autre, ou pouvant être les mêmes pour tous les groupes du dispositif), et les groupes sont maintenus en position par une unité de positionnement dimensionnée différemment de l'unité montrée sur la figure 4 afin que les bulles produites par les sources d'un premier groupe soient produites à une profondeur moyenne différente de celle des bulles produites par les sources d'un deuxième  Equally equal (the volume and pressure of the air guns may differ from one group to another, or may be the same for all groups of the device), and the groups are held in position by a positioning unit sized differently. of the unit shown in Figure 4 so that the bubbles produced by the sources of a first group are produced at an average depth different from that of the bubbles produced by the sources of a second group.

groupe. Dans cette dernière variante, les bulles produi-  group. In this last variant, the bubbles produced

tes par les sources du premier groupe peuvent avoir un rayon maximal différent de celui des bulles produites par les sources du deuxième groupe, ou bien peuvent avoir le même rayon maximal que les bulles produites par les sources du deuxième groupe. Il entre également dans le cadre de l'invention de permettre à chaque  by the sources of the first group may have a maximum radius different from that of the bubbles produced by the sources of the second group, or may have the same maximum radius as the bubbles produced by the sources of the second group. It is also within the scope of the invention to allow each

groupe de comprendre les sources de divers types diffé-  group to understand the sources of various different types

rents (tels que, par exemple, des canons à air de volumes différents), pourvu que les sources de chaque groupe produisent toutes, lorsqu'elles sont déclenchées des bulles d'un rayon maximal sensiblement identique (ce rayon maximal pouvant différer d'un groupe à l'autre) et que les sources de chaque groupe soient séparées de la distance critique associée à ce rayon maximal de bulle. Des éléments 160 de châssis, reliant les groupes individuels de sources, ont avantageusement une longueur assez courte pour que le dispositif possède les caractéristiques d'une source ponctuelle. Pour certaines applications, les longueurs des éléments 160 de châssis peuvent être choisies de manière que  (such as, for example, air guns of different volumes), provided that the sources of each group all produce, when they are triggered bubbles of a substantially identical maximum radius (this maximum radius may differ from one group to another) and that the sources of each group are separated from the critical distance associated with this maximum bubble radius. Frame members 160, connecting the individual groups of sources, preferably have a length short enough for the device to have the characteristics of a point source. For some applications, the lengths of frame members 160 may be chosen so that

les groupes de sources soient principalement indépendants.  source groups are mainly independent.

Le rayon maximal de bulles associé aux groupes de sources peut être identique ou bien, en  The maximum bubble radius associated with the source groups can be identical or, in

variante, il peut différer d'un groupe à l'autre.  alternatively, it may differ from one group to another.

Dans une forme de réalisation, on utilise des groupes de canons à air, chaque groupe comprenant des canons à air d'un volume commun, les rapports des volumes des groupes étant déterminés conformément à toute technique connue pour accorder des dispositifs de  In one embodiment, groups of air guns are used, each group comprising air guns of a common volume, the ratios of the volumes of the groups being determined according to any known technique for tuning guns.

canons à air.air guns.

Dans le fonctionnement de l'une quelconque des formes de réalisation des dispositifs décrites ici, une impulsion acoustique, dont les oscillations des bulles sont supprimées par rapport à l'amplitude de la composante primaire de cette impulsion, est produite dans l'eau par le déclenchement des sources interdépendantes du dispositif, sensiblement en même temps, afin d'élever au maximum l'amplitude de l'énergie descendante dans l'impulsion primaire. Par exemple  In the operation of any of the embodiments of the devices described herein, an acoustic pulse, whose bubble oscillations are suppressed with respect to the magnitude of the primary component of this pulse, is produced in the water by the triggering the interdependent sources of the device, substantially at the same time, in order to maximize the amplitude of the downward energy in the primary pulse. for example

dans une forme de réalisation du dispositif de l'inven-  in one embodiment of the device of the invention

tion possédant trois groupes de sources disposés chacun à une profondeur différente, mais telle que tous les groupes produisent, lorsqu'ils sont déclenchés, des bulles centrées à des profondeurs comprises dans un intervalle de 3 mètres, les sources sont avantageusement déclenchées à des instants choisis dans une période d'une durée d'environ deux millisecondes. Dans cet  having three groups of sources each arranged at a different depth, but such that all the groups produce, when triggered, bubbles centered at depths within a range of 3 meters, the sources are advantageously triggered at chosen times in a period of about two milliseconds. In this

exemple, o les trois groupes sont disposés pour produi-  example, where the three groups are arranged to produce

re respectivement des bulles centrées à une profondeur L, (L - 1,5 m) et (L + 1 5 m), les groupes sont avantageu- sement déclenchés séquentiellement à intervalles d'une milliseconde.  respectively centered at a depth L, (L - 1.5 m) and (L + 1 5 m), the groups are advantageously triggered sequentially at one millisecond intervals.

Il va de soi que de nombreuses modifica-  It goes without saying that many changes

tions peuvent être apportées au procédé et au dispositif  can be made to the process and the device

décrits et représentés sans sortir du cadre de l'inven-  described and represented without departing from the scope

tion.tion.

Claims (16)

REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'une impulsion sismique dans une masse d'eau, comprenant les étapes qui consistent: (a) à disposer dans l'eau un groupe d'au moins trois sources sismiques marines (1, 2, 3, 4) conçues chacune pour produire dans l'eau une bulle de gaz ayant un rayon maximal sensiblement égal à la quantité  A method of producing a seismic pulse in a body of water, comprising the steps of: (a) disposing in water a group of at least three marine seismic sources (1, 2, 3, 4 ) each designed to produce in the water a gas bubble having a maximum radius substantially equal to the quantity R, les sources étant disposées à des profon-  R, the sources being disposed to deep deurs telles que chacune d'elles produise lorsqu'elle est déclenchée, une bulle de rayon maximal R, et les sources étant disposées de manière que chaque source soit séparée de chacune des sources qui en sont les plus proches, dans le groupe, par une distance critique D telle que 1,2R < D 42R, D étant choisi de façon à  such that each of them produces, when triggered, a bubble of maximum radius R, and the sources being arranged so that each source is separated from each of the sources which are closest thereto, in the group, by a critical distance D such that 1,2R <D 42R, D being chosen so as to élever sensiblement au maximum la suppres-  substantially increase the maximum sion des oscillations successives du signal acoustique résultant du déclenchement  successive oscillations of the acoustic signal resulting from the des sources par rapport à leur impul-  sources in relation to their impulse sion primaire; et (b) à déclencher les sources sensiblement en même temps pour produire une impulsion  primary education; and (b) triggering the sources substantially at the same time to produce a pulse sismique dans l'eau.seismic in the water. 2. Procédé selon la revendication 1, carac-  2. The process according to claim 1, wherein térisé en ce que les sources sont des canons à air ayant des volumes de chambre sensiblement égaux, qui  characterized in that the sources are air guns having substantially equal chamber volumes, which sont mis en oeuvre sensiblement à la même pression.  are operated substantially at the same pressure. 3. Procédé selon l'une des revendications  3. Method according to one of the claims 1 et 2, caractérisé en ce que le groupe de sources comprend quatre sources disposées de façon que les quatre bulles qu'ils produisent aient des centres situés initialement approximativement aux quatre sommets  1 and 2, characterized in that the source group comprises four sources arranged so that the four bubbles they produce have centers initially located approximately at the four vertices d'un carré.of a square. 4. Procédé selon la revendication 3, carac-  4. The process according to claim 3, wherein térisé en ce que la distance D est approximativement égale à la quantité 'f/ R.  characterized in that the distance D is approximately equal to the quantity f / R. 5. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le groupe de sources comprend trois sources disposées de façon que les trois bulles qu'elles5. Method according to claim 1, characterized in that the source group comprises three sources arranged so that the three bubbles they produisent aient des centres situés initialement ap-  produce centers initially located proximativement aux trois sommets d'un triangle dont au moins deux côtés ont une longueur égale '2 R.  proximally to the three vertices of a triangle of which at least two sides have a length equal to 2 R. 6. Procédé de production d'une impulsion sismique dans une masse d'eau, comprenant les étapes qui consistent: (a) à disposer dans l'eau un premier groupeA method of producing a seismic pulse in a body of water, comprising the steps of: (a) disposing in the water a first group d'au moins trois sources marines (111-  at least three marine sources (111- 114) conçues chacune pour produire dans l'eau une bulle de gaz ayant un rayon maximal sensiblement égal à la quantité R, les sources du premier groupe étant disposées à des profondeurs telles que chacune d'elles produise, lorsqu'elle est déclenchée, une bulle de gaz d'un rayon maximal R, et les sources étant disposées de façon que chaque source du premier groupe soit séparée de chacune des sources qui en sont les plus proches, dans le premier groupe, par une distance critique D telle que 1,2R,D 42R, D étant choisi de façon à élever sensiblement au maximum la suppression des oscillations successives de l'impulsion acoustique résultant du déclenchement du premier  114) each designed to produce in water a gas bubble having a maximum radius substantially equal to the quantity R, the sources of the first group being disposed at depths such that each of them, when triggered, produces a a gas bubble with a maximum radius R, and the sources being arranged so that each source of the first group is separated from each of the sources which are closest thereto, in the first group, by a critical distance D such that 1, 2R, D 42R, D being chosen so as to raise substantially as much as possible the suppression of the successive oscillations of the acoustic pulse resulting from the triggering of the first groupe de sources par rapport à leur impul-  group of sources in relation to their impulse sion primaire; (b) à disposer dans l'eau un second groupe d'au moins trois sources sismiques marines (115-118) conçues chacune pour produire dans l'eau une bulle de gaz ayant un rayon maximal sensiblement égal à la quantité S, les sources du second groupe étant disposées à des profondeurs telles que  primary education; (b) disposing in the water a second group of at least three marine seismic sources (115-118) each designed to produce in the water a gas bubble having a maximum radius substantially equal to the amount S, the sources of the second group being arranged at such depths that chacune produise, lorsqu'elle est déclen-  each produces when it is triggered chée, une bulle de gaz d'un rayon maximal S, les sources étant disposées de façon que chaque source du second groupe soit séparée de chacune des sources qui en sont les plus proches, dans le second groupe, par une distance critique E telle que 1,2S t4 E 1,2S, E étant choisi de façon à  a gas bubble with a maximum radius S, the sources being arranged so that each source of the second group is separated from each of the sources which are closest thereto, in the second group, by a critical distance E such that 1,2S t4 E 1,2S, E being chosen so as to élever sensiblement au maximum la suppres-  substantially increase the maximum sion'des oscillations successives de l'im-  successive oscillations of the pulsion acoustique, résultant du déclenche-  acoustic drive, resulting from the ment du second groupe de sources,par rapport à leur impulsion primaire; et (c) à déclencher les sources des deux groupes sensiblement en même temps pour  the second group of sources with respect to their primary impulse; and (c) triggering the sources of both groups at substantially the same time to produire une impulsion sismique dans l'eau.  produce a seismic pulse in the water. 7. Procédé selon la revendication 6, carac-  7. The method of claim 6, wherein térisé en ce que chaque source du premier groupe est un canon à air ayant sensiblement le même volume de chambre que les autres sources du premier groupe, et chaque source du second groupe est un canon à air ayant sensiblement le même volume de chambre que les  characterized in that each source of the first group is an air gun having substantially the same chamber volume as the other sources of the first group, and each source of the second group is an air gun having substantially the same chamber volume as the autres sources du second groupe.other sources of the second group. 8. Procédé selon la revendication 6, carac-  8. The method of claim 6, wherein térisé en ce que le rayon maximal R est sensiblement égal au rayon maximal S.  characterized in that the maximum radius R is substantially equal to the maximum radius S. 9. Procédé selon l'une des revendications  9. Method according to one of the claims 1 et 6, caractérisé en ce que les sources sismiques marines sont disposées dans l'eau à une profondeur ne dépassant pas environ 3 mètres au-dessous de la  1 and 6, characterized in that the marine seismic sources are disposed in the water at a depth not exceeding about 3 meters below the surface de l'eau.surface of the water. 10. Dispositif de sources sismiques marines, caractérisé en ce qu'il comporte un premier groupe d'au moins trois sources sismiques marines (1, 2, 3, 4) capables, chacune, de produire dans l'eau une bulle de gaz ayant un rayon maximal sensiblement égal à R, et une première unité de positionnement (5, 6, 8, 12, 14) conçue pour positionner le premier groupe de sources dans l'eau afin que chaque source du premier groupe produise, lorsqu'elle est déclenchée, une bulle de rayon maximal R à une profondeur L dans l'eau, et que chaque source du premier groupe soit espacée de chacune des sources qui en sont les plus proches dans le premier groupe, par une distance critique D telle que 1,2R zD É 2R, D étant -choisi de façon à élever sensiblement au maximum la suppression des oscillations successives de l'impulsion acoustique résultant du déclenchement sensiblement - simultané  10. Apparatus of marine seismic sources, characterized in that it comprises a first group of at least three marine seismic sources (1, 2, 3, 4) each capable of producing in water a gas bubble having a maximum radius substantially equal to R, and a first positioning unit (5, 6, 8, 12, 14) adapted to position the first group of sources in the water so that each source of the first group produces, when it is triggered, a bubble of maximum radius R at a depth L in the water, and that each source of the first group is spaced from each of the sources which are closest to it in the first group, by a critical distance D such that 1, 2R zD É 2R, D being chosen so as to raise substantially as much as possible the suppression of the successive oscillations of the acoustic pulse resulting from the substantially simultaneous triggering des sources du premier groupe par rapport à leur impul-  sources of the first group in relation to their impulse sion primaire.primary education. 11. Dispositif selon la revendication , caractérisé en ce que le premier groupe comprend  Device according to the claim, characterized in that the first group comprises quatre sources sismiques marines et en ce que la distan-  four marine seismic sources and that the distance ce D est sensiblement égale à VT R.  this D is substantially equal to VT R. 12. Dispositif selon la revendication , caractérisé en ce que le premier groupe comprend trois sources sismiques marines et en ce que les sources sont disposées approximativement au sommet d'un triangle dont au moins deux côtés ont une longueur égale àDevice according to claim 1, characterized in that the first group comprises three marine seismic sources and in that the sources are arranged approximately at the apex of a triangle of which at least two sides have a length equal to %/2 R.% / 2 R. 13. Dispositif selon la revendication , caractérisé en ce qu'il comporte également un second groupe d'au moins trois sources sismiques marines (115-118) capables chacune de produire dans l'eau une bulle de gaz ayant un rayon maximal sensiblement égal à S, et une seconde unité de positionnement (110, , 131) conçue pour positionner les sources du second groupe de manière que chaque source du second groupe produise, lorsqu'elle est déclenchée, une bulle de rayon maximal S à une profondeur M dans l'eau, et que chaque source du second groupe soit espacée de chacune des sources qui en sont les plus proches, dans le second groupe, par une distance critique telle que 1,2S <E <2S, E étant choisie de manière à élever sensiblement au maximum la suppression des oscillations successives de l'impulsion acoustique résultant du déclenchement sensiblement simultané des sources dans  13. Device according to the claim, characterized in that it also comprises a second group of at least three marine seismic sources (115-118) each capable of producing in water a gas bubble having a maximum radius substantially equal to S, and a second positioning unit (110, 131) adapted to position the sources of the second group so that each source of the second group produces, when triggered, a bubble of maximum radius S at a depth M in the water, and that each source of the second group is spaced from each of the nearest sources, in the second group, by a critical distance such that 1.2S <E <2S, E being chosen so as to raise substantially at most the suppression of the successive oscillations of the acoustic pulse resulting from the substantially simultaneous triggering of the sources in le second groupe par rapport à leur impulsion primaire.  the second group with respect to their primary impulse. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les bulles produites par les sources du premier groupe sont principalement indépendantes des bulles produites par les sources  14. Device according to claim 13, characterized in that the bubbles produced by the sources of the first group are mainly independent of the bubbles produced by the sources du second groupe.of the second group. 15. Dispositif selon la revendication  15. Device according to the claim 13, caractérisé en ce que le rayon maximal R est sensi-  13, characterized in that the maximum radius R is sensi- blement égal au rayon maximal S.  the maximum radius S. 16. Dispositif selon la revendication16. Device according to the claim 13, caractérisé en ce que le rayon maximal R est sensi-  13, characterized in that the maximum radius R is sensi- blement différent du rayon maximal S.  different from the maximum radius S.
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