FR2586301A1 - Systeme de formation de leves sismiques et dispositif de commande de tir pour canons a air sismiques - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE COMMANDE DE TIR DE PLUSIEURS SOURCES SISMIQUES MARINES GROUPEES EN SOUS-ENSEMBLES REMORQUES PAR UN NAVIRE. CHAQUE DISPOSITIF COMPREND UN CIRCUIT 30 DE TIR COMPORTANT UN CONDENSATEUR 32 D'EMMAGASINAGE CONCU POUR APPLIQUER UN COURANT DE TIR A UNE BOBINE 24 DE DECLENCHEMENT D'UNE SOURCE EN REPONSE A LA RECEPTION D'UN SIGNAL DE DECLENCHEMENT DE FAIBLE PUISSANCE TRANSMIS PAR UN OMBILICAL 20 QUI ETABLIT UNE LIAISON ENTRE LES CIRCUITS 30 ET UNE UNITE DE COMMANDE EMBARQUEE A BORD DU NAVIRE. UN CONDUCTEUR 22 DE SIGNAUX DE DECLENCHEMENT EST ASSOCIE A CHAQUE SOURCE DANS L'OMBILICAL 20 QUI RENFERME EGALEMENT UN CONDUCTEUR DE CHARGE AUQUEL LES CONDENSATEURS D'EMMAGASINAGE DE CHAQUE CIRCUIT 30 DE TIR SONT CONNECTES EN PARALLELE, ET UN CONDUCTEUR DE MASSE. DOMAINE D'APPLICATION: PROSPECTION SISMIQUE MARINE.

Description

-1 - L'invention concerne d'une manière générale

un procédé et un appareil pour la commande de sources sis-

miques utilisés en exploration géophysique. L'invention

concerne plus particulièrement un appareil destiné à mini-

miser le passage du signal du circuit de commande de tir vers le circuit de détection de tir dans un système de

commande de canonsà air sismiques.

L'exploration sismique est l'une des techni-

ques les plus puissantes pour l'investigation de la confi-

guration des couches rocheuses s'étendant au-dessous de la surface du sol. Le produit final typique d'un levé sismique est une carte, appelée "coupe-profondeur sismique", qui

peut être utilisée pour déterminer l'épaisseur et l'orien-

tation des diverses couches situées au-dessous de la partie de la surface du sol à partir de laquelle le levé a été réalisé. En mettant en corrélation la coupe-profondeur sismique avec d'autres informations géologiques, telles que des données concernant les affleurements en surface de

diverses couches, les carottages de sondages, les diagra-

phies de puits et des coupes sismiques précédentes, on

peut développer une information étonnamment détaillée con-

cernant, sur plusieurs kilomètres, la partie située le plus

à l'extérieur de la croûte terrestre. L'utilisation prin-

cipale de l'exploration sismique réside dans la recherche de structures souterraines favorables à la présence de

réserves de pétrole et de gaz.

L'exploration sismique est généralement

effectuée par déclenchement d'une série d'impulsions sis-

miques à la surface du sol et détection, en plusieurs points

de la surface, des signaux résultants réfléchis et rétrac-

tés par les formations sous-jacentes. Cette réflexion et cette réfraction se produisent aux surfaces o existe une variation de l'impédance acoustique de la terre, le plus

couramment à l'interface entre des couches différentes.

Lorsque l'on effectue une exploration sismique - 2 -

en mer, en terrainsmarécageux ou dans d'autres zones recou-

vertes d'eau, les impulsions sismiques sont produites par une source placée en suspension dans l'eau. Les sources sismiques marines les plus couramment utilisées sont des canons à air. Le canon à air fonctionne par brusque intro- duction, dans l'eau, à un instant souhaité, d'une charge d'air fortement comprimée. L'air comprimé se détend très rapidement, accélérant l'eau environnante pour établir une

impulsion acoustique qui s'éloigne radialement de la source.

Les canons à air et les hydrophones utilisés pour détecter la réflexion et la réfraction de l'impulsion acoustique à partir des couches souterraines-sont remorqués par un navire d'arpentage suivant le trajet du levé sysmique souhaité. Un dispositif de commande et d'enregistrement placé à bord du navire d'arpentage commande les canons à

air et enregistre les données obtenues par les hydrophones.

Les systèmes de canonsà air marins les plus modernes utilisent un dispositif de canons à air qui sont déclenchés simultanément ou presque simultanément pour

donner une impulsion acoustique composite ayant des carac-

téristiques supérieures à celles obtenues à l'aide d'un

seul canon à air. L'utilisation d'un dispositif convenable-

ment choisi et positionné de canons à air donne une plus grande amplitude aux impulsions, une bande de fréquence des

impulsions plus plate et plus large, provoque une diminution de l'in-

terférence due aux bulles, et elle permet la génération d'impulsions directionnelles pour le transfert d'une plus grande fraction de l'énergie acoustique dans les couches

souterraines s'étendant le long du trajet de la recherche.

L'un des problèmes les plus importants ren-

contrés dans l'utilisation d'un dispositif formé de plu-

sieurs canons à air est l'obtention d'une synchronisation

convenable des instants de tir des canons à air individuels.

Il est essentiel que l'impulsion acoustique émise par chaque canon à air apparaisse à l'instant approprié par rapport - 3 - aux impulsions produites par les autres canons-à air. Dans la plupart des types de formation de levés sismiquesmarins, le déclenchement des sources est commandé pour donner une addition en phase des impulsions provenant de tous les canons à air. Si une interférence destructrice des impul- sions acoustiques individuelles apparaît par suite d'un tir mal synchronisé, les données obtenues à partir du levé sont moins bonnes. L'obtention d'une synchronisation appropriée de l'amorce des impulsions acoustiques individuelles est compliquée parle fait qu'il existe, pour tous les canons à

air, un temps de retard, appelé le "retard de tir", à par-

tir de l'application du signal de commande de tir et jus-

qu'à ce que l'impulsion acoustique soit amorcée dans l'eau.

Il est donc nécessaire d'appliquer le signal de commande de

tir suffisamment à l'avance pour tenir compte de ce retard.

Une autre complication est due au fait que l'amplitude du retard varie d'un canon à l'autre. Même dans le cas d'un

canon particulier, le retard peut varier avec le temps.

Pour permettre une synchronisation de tir convenable, il est nécessaire de détecter l'instant de tir

pour chaque coup produit par chaque canon. Ceci est généra-

lement réalisé par détection de la réponse d'un transducteur piézoélectrique de pression monté dans la bobine de tir du canon à air. Le système de commande et d'enregistrement embarqués à bord du navire reçoit le signal de détection de tir de chaque canon à air par l'intermédiaire d'un câble ombilical reliant les canons à air au navire et il met à

jour le temps de retard correspondant à chaque canon à air.

Le temps des signaux de commande de tir pour les canons à air de chaque dispositif est ajusté pour tenir compte des mises à jour des temps de retard des canons à air, afin de

maintenir une synchronisation optimale.

Dans certains levés sysmiques marins, des difficultés apparaissent périodiquement pour maintenir une synchronisation de tir appropriéepar suite d'une dégradation - 4 - du signal de détection de tir. On a découvert que ceci est le résultat d'une interférence due à des transitoires

de tensions se superposant au signal de détection de tir.

Ces transitoires sont dus en grande partie au fait que le conducteur transmettant le signal de détection de tir reçoit de la diaphonie des signaux de commande de tir, de

- -courantsrelativeme[ -Ieves, appliqués D 'autres conduc-

teurs passant dans l'ombilical. Il serait souhaitable de supprimer ou de minimiser cette diaphonie. Il serait en

outre souhaitable d'éviter d'avoir à utiliser des conduc-

teurs de diamètre relativement grand pour la transmission du signal de commande de tir du navire d'arpentage sismique

au dispositif de canons à air.

L'invention concerne un dispositif perfectionné de commande de tir pour canons à air et autres sources

acoustiques utilisés en exploration sismique. Une forme pré-

férée de réalisation de l'invention est utilisée pour la commande d'un sous-ensemble ou sous-dispositif de sources

acoustiques marines comprenant plusieurs canons à air indi-

viduels. Un circuit de décharge capacitive est associé à chaque canon à air. Le circuit de décharge de chaque canon à air du sous-ensemble est commandé et alimenté au moyen de conducteurs électriques passant dans un ombilical s'étendant

entre le sous-ensemble et un navire d'arpentage sismique.

Le circuit de décharge comprend un condensateur d'emmagasi-

nage qui est chargé par une alimentation à tension constante.

Un signal de déclenchement à basse tension et basse intensité est utilisé pour fermer un circuit de décharge, permettant la décharge des condensateurs d'emmagasinage à travers la bobine du canon à air correspondant et provoquant ainsi le

tir de ce dernier.

L'invention substitue un signal de déclenchement

à faible puissance à l'impulsion de tir, de puissance rela-

tivement élevée, transmise à la bobine des systèmes de tir de canons à air de l'art antérieur. Ceci diminue notablement -5-

l'amplitude de la diaphonie induite sur le conducteur de -

détection de tir passant dans l'ombilical. De plus, l'uti-

lisation d'un signal de basse puissance permet de réduire notablement le diamètre des conducteurs de tir passant dans l'ombilical. Il en résulte un ombilical plus léger et

un accroissement de la distance maximale pouvant être éta-

blie en pratique entre le navire et le sous-ensemble.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une illustration schématique d'un navire remorquant la flûte constituée de sources et d'hydrophones et utilisée dans la formation d'un leve sismique marin typique; la figure 2 est un schéma du circuit de tir par décharge capacitive selon l'invention;

la figure 3 est la trace d'un oscilloscope mon-

trant la diaphonie affectant le signal de détection de tir dans un essai d'un circuit de détection de tir de l'art antérieur; et

la figure 4 est une trace d'oscilloscope corres-

pondant à celle de la figure 3, mais montrant le niveau beaucoup plus bas de diaphonie superposé au signal de détection de tir dans un essai du circuit de détection de

tir selon l'invention.

La figure 2 représente une forme préférée de

réalisation du système de commande de tir de sources sis-

miques selon l'invention. Comme décrit plus en détail ci-

après, la forme préférée de réalisation de l'invention est particulièrement bien adaptée à une utilisation dans la commande du tir de sous-ensemblesde canons à air dans la formation de leves sismiques marins. Cependant, il est

évident à l'homme de l'art que l'invention peut être utili-

sée avec d'autres types de sources sismiques réparties mises en oeuvre dans la formation de leves sismiques en - 6 -

mer ou à terre. L'application de la commande de sous-ensem-

blesde canons à air utilisés dans la formation de leve sismiques marins, telle que décrite ci-après, n'est donnée

qu'à titre illustratif et non limitatif.

: La figure 1 représente un système typique 10 d'exploration sismique marine comprenant une flûte 12 d'hydrophones et plusieurs sources sismiques f4 remorquées par un navire 16. Dans la forme préférée de réalisation, les sources sismiques 14 sont des canons à air positionnés et déclenchés dans des sous-ensembles groupés 18 comprenant généralement de 4 à 20 canons à air. Un sous-ensemble ou

sous-dispositif de canons à air déclenche suivant une sé-

quence commandée permet la génération d'une onde acoustique

composite dont les caractéristiques d'amplitude, de fréquen-

ce et de direction sont optimisées pour les profondeurs d'eau et les conditions géologiques prévues pour le levé sismique. Chaque sousensemble 18 est relié au navire 16

par un ombilical 20. Chaque ombilical 20 comprend une con-

duite d'alimentation en air (non représentée), plusieurs conducteurs 22 pour le tir et la surveillance des canons à air 14, et un câble ou autre élément de traction (non représenté) destiné à supporter la charge exercée par le sous-ensemble 18 lorsqu'il est remorqué dans l'eau. Un ombilical typique a une longueur comprise entre 50 et 300 mètres et il comprend de 16 à 80 conducteurs 22 pour le tir et le contrôle des divers canons à air qu'il supporte. Des

paravanes 23 sont prévus pour maintenir chaque sous-ensem-

ble 18 à une distance latérale prédéterminée du sillage du navire. Dans la forme préférée de réalisation, les canons à air sont du type PAR fabriqués par la firme Bolt Technology Corporation, Norwalk, Connecticut. Cependant, la présente invention peut également être appliquée aux autres types de canons à air et elle peut également être

utilisée avec d'autres types de sources sismiques, compre-

- 7 - nant des canons à gaz, des canons à eau et des exploseurs

à manchon. Les canons à air comprennent une bobine élec-

trique 24 pour la commande de la libération de l'air sous haute pression qui sert à induire l'impulsion acoustique dans l'eau environnante. Les canons à air sont généralement équipés d'un capteur 26 de tir qui produit un signal de détection de tir à basse tension à l'instant du tir du

canon à air 14. Ce capteur 26 de tir est le plus communé-

ment un transducteur piézoélectrique de pression monté à proximité immédiate de la bobine 24 et en communication de pression avec la chambre du piston de déclenchement du canon à air 14. Le transducteur piézoélectrique de pression est concu pour produire le signal de détection de tir en réponse à l'impulsion de pression transitoire qui apparaît dans la chambre du piston de déclenchement à l'instant o la chambre de tir du canon à air commence à s'évacuer vers l'eau environnante. En variante, le capteur de tir 26 peut être un hydrophone situé à proximité immédiate du canon à air 14 afin de détecter l'amorce de l'impulsion acoustique

résultant du tir du canon à air.

Un dispositif central 28 de commande des canons est embarqué sur le navire 16 et est destiné à appliquer le signal de commande de tir à chaque canon à air 14, à

l'instant approprié. Le dispositif 28 de commande des ca-

nons reçoit les signaux de sortie du capteur de tir 26 associé à chaque canon à air 14 et calcule le retard de tir de chaque canon à air 14. Ayant calculé le retard de tir de chaque canon à air 14, le dispositif 28de commande établit l'instant auquel il doit appliquer le signal de commande de tir à chaque canon à air 14 du sous-ensemble 18 pour donner un tir synchronisé de tous les canons à air 14 de ce sous-ensemble 18. Etant donné que le retard de tir d'un canon à air individuel peut varier aveb le temps, le dispositif 28 de commande des canons met à jour le retard

de tir de chaque canon à air après chaque coup.

- 8 - Le signal de commande de tir et le signal de détection de tir sont transmis par des conducteurs 22 passant dans un long ombilical commun 20. Il est important de minimiser le degré auquel les signaux de commande de tir, de courant relativement élevé, induisent des transitoires de tension sur les conducteurs de détection de tir dans

l'ombilical 20. Dans certains cas, ces transitoires peu-

vent être interprétés comme étant des indications de tir par le dispositif 28 de commande. Ce dernier calcule, en conséquence, des valeurs erronées de retard de tir. Une

atténuation de ces transitoires est réalisée, dans la pré-

sente invention, par l'incorporation, dans le système 10 d'exploration sismique, d'un circuit 30 de tir à décharge capacitive pour chaque canon à air 14, comme illustré sur la figure 2. Le circuit 30 de tir par décharge capacitive

est positionné à proximité du canon à air 14, avantageuse-

ment dans le corps 31 de la bobine. Ceci minimise la lon-

gueur du conducteur transmettant l'impulsion de tir à la bobine 24 et donc minimise le degré auquel des transitoires sont induits par l'impulsion de tir sur les conducteurs transmettant les signaux de détection de tir pour chaque

canon à air.

Le circuit 30 de tir par décharge capacitive comprend un condensateur 32 d'emmagasinage dont la charge d'entretien est fournie par un signal de charge de basse

intensité, d'une tension de 30 volts, provenant du dispo-

sitif 28 de commande des canons. Le circuit 30 de tir com-

prend un redresseur commandé au silicium 34 monté dans une boucle de décharge avec la bobine 24 du canon à air, le condensateur 32 d'emmagasinage et une résistance 56 de protection. Pour exciter la bobine 24 et déclencher le canon à air 14, une impulsion TTL de 100 mnA, 8 volts, milli-secondes, constituant "le signal de déclenchement", est appliquée à la gâchette du redresseur 34. Il en résulte la fermeture de la boucle de décharge, ce qui permet au - 9 - condensateur 32 d'emmagasinage de se décharger à travers la bobine 24 du canon à air et de déclencher ainsi le canon à air 14. Le condensateur 32 d'emmagasinage et d'autres composants de la boucle de décharge sont dimensionnés pour fournir suffisamment d'énergie pour exciter la bobine 24.

En général, celle-ci exige une énergie minimale de 5 watts-

seconde. Lors du tir, le signal de déclenchement est sup-

primé. La réponse inductive de la bobine 24 au courant de tir polarise en sens inverse le redresseur 34, ce qui

provoque son blocage. Ceci permet au condensateur 32 d'em-

magasinage de commencer à se charger pour le coup suivant, presque immédiatement après le tir du canon à air 14. La résistance 56 de protection sert à limiter le débit de décharge du condensateur 32 d'emmagasinage dans le cas

o l'entrée et la sortie de la bobine 24 sont en court-

circuit. Plus particulièrement, le circuit 30 de tir à décharge capacitive comprend une entrée 36 de charge, une entrée 38 de déclenchement et une masse 40. L'entrée 36 de charge est maintenue à 30 volts. Une résistance 42 de limitation de courant et une diode tampon 44 sont montées en série avec l'entrée de charge 36 et le condensateur 32 d'emmagasinage. La résistance 42 de limitation de courant doit être dimensionnée pour permettre au condensateur 32 d'emmagasinage d'atteindre sa pleine charge en une période de temps légèrement inférieure à la plus courte période du cycle de tir prévue pour le canon à air 14. La diode tampon 44 établit une protection contre la décharge du condensateur 32 d'emmagasinage en cas de mise à la masse de l'entrée de charge 36. Une résistance 46 de fuite est prévue entre la borne positive du condensateur 32 d'emmagasinage et la

masse afin de permettre une décharge progressive du conden-

sateur 32 après la suppression du signal de 30 volts de

l'entrée de charge 36 à la fin du tir des sources.

L'entrée de déclenchement 38 comporte un filtre

- 10 -

RCL 48 destiné à éliminer pratiquement toute diaphonie

supérieure à 10 kHz pouvant être induite dans le conduc-

teur de déclenchement correspondant, dans l'ombilical, à

partir d'autres conducteurs passant dans l'ombilical 20.

Une résistance 50 de limitation de courant est placée en

série dans le circuit d'entrée de la gâchette du redres-

seur commandé au silicium 34. La tension appliquée à l'en-

trée de la gâchette est maintenue au-dessous d'une valeur prédéterminée, avantageusement d'environ 6-7 volts, par

une diode de Zener 52. Pour assurer un fonctionnement conve-

nable du redresseur commandé au silicium 34, il est impor-

tant d'éviter les boucles de masse entre l'entrée de dé-

clenchement 38 et l'entrée de masse 40. En conséquence, la masse pour le conducteur du signal de déclenchement du dispositif central 28 de commande des canons embarqué

sur le navire 16 doit être reliée à la masse 40 du cir-

cuit 30 de tir par l'intermédiaire de la masse de l'ombili-

cal. Les valeurs préférées pour les composants du circuit 30 de tir illustré sur la figure 2 sont les suivantes: Composant - Numéro de Valeur référence Condensateur d'emmagasinage 32 1000 gF, 200 V Redresseur commandé au silicium 34 600 V, 2N4444 Résistance de limitation de courant 42 5,1x103 Q, 5 wattsE Diode tampon Résistance de fuite Inductance du filtre Résistance du filtre Condensateur du filtre Résistance de limitation de courant Diode de Zener Diode Résistance 48a 48b 48c

3 A, 200 V, IN5625

3x1069

220 IH

1x10O3 Q, 0,5 watt 0,001 iF, 200 V

500 Q, 0,5 watt -

6,8 V

3 A. 200 V, 1N4999

Q, 5 watts

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Dans les dispositifs de tir de canons à air existants, le dispositif de commande des canons applique

une tension continue de tir de 150 à 300 volts au conduc-

teur de tir passant dans l'ombilical. Le courant transporté dans ce conducteur peut atteindre, en crête,une valeur de

ampères lorsque la bobine effectue le tir. Dans la pré-

sente invention, les courants passant dans l'ombilical et

chargeant le conducteur et le signal de déclenchement pas-

sant également dans l'ombilical atteignent, en crête, des valeurs notablement plus basses, généralement inférieures à environ 100 mA, en raison des tensions appliquées qui sont plus faibles et des résistances 42 et 50 de limitation

de courant.

On a procédé à un essai pour comparer la dia-

phonie induite dans un conducteur transmettant le signal de détection de tir lors du tir d'un canon à air utilisant le circuit 30 de décharge capacitive selon l'invention à la diaphonie résultant de l'utilisation du signal de grande

puissance des dispositifs de tir des canons à air existants.

Dans cet essai, un canon à air PAR 1500 ct, équipé d'une électrovalve d'instant zéro de Bolt, modèle SV-1200-511, a été commandé par l'intermédiaire d'un ombilical de 300 mètres portant des conducteurs de commande et de contrôle d'un diamètre de 2,05 mm. Les figures 3 et 4 représentent le signal reçu du conducteur de détection de tir par le dispositif de commande des canons durant la séquence de tir des canons utilisant, respectivement, le signal de tir à grande puissance de l'art antérieur et le circuit 30 à

décharge capacitive selon l'invention. Dans l'essai repré-

senté par la figure 3, un signal d'une tension continue de volts a été appliqué au conducteur de tir pour exciter ]a bobine. Dans l'essai représenté par la figure 4, le

circuit 30 de tir selon l'invention a été utilisé, l!ombi-

lical transmettant un signal de charge d'une tension conti-

nue de 30 volts et un signal de déclenchement de 9 volts.

- 12 -

Le signal de détection de tir reçu par le dis-

positif de commande des canons est indiqué par la référence numérique 64 sur la figure 3 et par la référence numérique sur la figure 4. Hormis seulement un décalage négatif de courant continu sur la figure 3, comme décrit ci-dessous,

les deux signaux 64 et 70 de détection de tir sont sensi-

blement identiques. Des transitoires, induits par le signal

appliqué pour le déclenchement du canon à air, sont super-

posés aux signaux 64 et 70 de détection de tir. On notera

que, sur les deux figures 3 et 4, il existe deux transi-

toires. Le premier apparaît à la suite du déclenchement du signal de tir et le second à la suite de l'arrêt du signal de tir. Les transitoires de tir 60 et 62 induits

sur le conducteur de détection de tir dans l'essai représen-

té par la figure 3 avaient chacun une valeur d'environ 5 volts, crête à crête, tandis que les transitoires 66 et 68 apparaissant avec le circuit 30 de tir à décharge capacitive

avaient chacun une valeur d'environ 100 mV, crête à crête.

Ceci correspond à une réduction de 34dB de la diaphonie à la sortie de détection de tir du dispositif 28 de commande des canons grâce à l'utilisation du circuit 30 de tir à décharge capacitive selon l'invention. La réduction relative

de diaphonie varie évidemment avec l'énergie demandée d'ex-

citation de la bobine, le nombre de canons du sous-ensemble, la longueur et la configuration de l'ombilical et plusieurs

autres facteurs.

En plus de réduire notablement la diaphonie captée

par le conducteur de détection de tir, la présente inven-

tion permet également une diminution notable du diamètre

desconducteurs de tir passant dans l'ombilical. Les conduc-

teurs de tir des canons à air existants sont généralement

constitués de fil de cuivre de 2,30 mm de diamètre. Cepen-

dant, avec le circuit 30 de tir à décharge selon l'inven-

tion, les conducteurs de tir n'étant parcourus que par un signal de déclenchement de très faible puissance, il est

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possible d'utiliser des conducteurs de signaux de déclen-

chement d'un diamètre de 0,64 mm. Les entrées de charge et de masse pour chaque canon à air 14 du sous-ensemble 18 peuvent être connectées en série à un seul conducteur de charge et à un seul conducteur de masse passant dans l'om- bilical 20. Ces conducteurs peuvent avoir un diamètre de 1,29 mm. La réduction globale du diamètre des câbles passant dans l'ombilical allège ce dernier, le rend moins coûteux et lui donne un diamètre inférieur à celui des ombilicaux demandés dans les dispositifs de commande de canons à air de l'art antérieur. La diminution du poids et du diamètre de l'ombilical facilite l'établissement d'un profil linéaire large en permettant à un paravane de dimension donnée d'éloigner l'ombilical à une plus grande distance du sillage

du navire.

Un autre avantage de la présente invention est qu'elle permet de déployer les sources 14 beaucoup plus loin du dispositif central 28 de commande de canons qu'on ne peut

le faire avec les systèmes existants. La résistance électri-

que des conducteurs de tir d'un diamètre de 2,30 mm dans un ombilical de 300 mètres est généralement de 24 à 30 ohms,

tandis que la résistance d'une bobine de canon à air classi-

que est de 6 ohms; l'application d'une tension de 300 V aux conducteurs de tir ne donne donc qu'environ 60 V aux bornes de la bobine. Dans des systèmes o le courant de tir

doit parcourir toute la longueur de l'ombilical, une lon-

gueur ombilicale supérieure à environ 300 mètres crée des difficultés à maintenir la tension de tir minimalenécessaire

aux bornes de la bobine. L'application de tensiornsplus éle-

véeset l'utilisation de conducteurs de plus grand diamètre sont des solutions qui posent des problèmes, car, dans le premier cas, il en résulte des difficultés à maintenir une isolation satisfaisante, tandis que dans le second cas, il en résulte des problèmes physiques posés par la dimension, le poids et la raideur de l'ombilical. Ces problèmes sont

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évités, dans la présente invention, par l'utilisation de signaux de déclenchement et de charge à basse tension et

faible courant, qui sont relativement insensibles à la lon-

gueur de l'ombilical.

un autre avantage de l'utilisation du circuit 30 de tir à décharge selon l'invention est qu'il élimine le décalage négatif de courant continu du signal de détection de tir, propre aux capteurs de tir du type Bolt. Il semble que ce décalage négatif de courant continu soit le résultat de la charge du cristal piézoélectrique du capteur de tir 26, qui possède une capacité qui lui est

propre, par le transitoire 60 d'excitation de la bobine.

Cette charge s'atténue avec une faible constante de temps

RC, ainsi qu'on peut l'observer sur la figure 3. L'utilisa-

tion du circuit 30 de tir à décharge capacitive selon l'in-

vention entraîne une forte diminution du transitoire 66 d'excitation de la bobine, n'entratnant pratiquement aucun

décalage de courant continu comme montré sur la figure 4.

Il va de soi que de nombreuses modifica-

tions peuvent être apportées au système décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

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Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Système pour former des leveés sismiques,

caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs sources sismi-

ques (14) conçues chacune pour effectuer un tir en réponse à la réception d'un signal électrique de commande de tir, un capteur (26) de tir placé à proximité de chaque source et conçu pour générer un signal électrique de détection de tir en réponse au tir de la source sismique correspondante, un circuit (30) de tir associé à chaque source sismique et placé à proximité de cette source et conçu pour appliquer

un signal de commande de tir à la source sismique corres-

pondante en réponse à la réception d'un signal électrique de déclenchement, une unité (28) de commande conçue pour recevoir les signaux de détection de tir afin de calculer

un instant de tir approprié pour chacune des sources sismi-

ques, et d'appliquer un signal électrique de déclenchement à chaque circuit de tir pour provoquer le tir de la source sismique correspondante à l'instant approprié, l'unité de commande étant placée à distance des sources sismiques, et

un ombilical (20) s'étendant entre l'unité centralede com-

mande des sources sismiques et plusieurs sources sismiques

et circuitsde tir, cet ombilical étant conçu pour trans-

mettre des signaux de déclenchement de l'unité de commande

aux circuits de tir et pour transmettre des signaux de dé-

tection de tir des capteurs de tir à l'unité de commande.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque circuit de tir est un circuit à décharge comprenant un condensateur (32) d'emmagasinage conçu pour

se décharger à la réception du signal de déclenchement.

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des circuits à décharge capacitive comporte une entrée (36) de charge et en ce que l'ombilical comporte

au moins un conducteur pour la charge d'entretien du conden-

sateur d'emmagasinage de chaque circuit à décharge capaci-

tive.

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4. Système selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que les sources sismiques sont groupées en sous-

ensembles(18), l'entrée de charge de tous les circuits de décharge associés à chaque sous-ensemble étant connectée en parallèle à un seul conducteur de charge d'entretien

situé dans ledit ombilical.

5. Système selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que les sources sismiques sont conçues chacune pour effectuer un tir de façon répétée pendant la formation d'un leve sismique, chaque tir étant réalisé en réponse à la réception d'un signal électrique de commande de tir, et en ce que chaque circuit de tir comprend un condensateur (32) d'emmagasinage conçu pour se décharger afin d'établir le signal de commande de tir en réponse à la réception dudit signal de déclenchement, chaque circuit à décharge capacitive

comportant une entrée (36) de charge et l'ombilical compor-

tant au moins un conducteur destiné à charger le condensa-

teur d'emmagasinage de chaque circuit de tir.

6. Système selon la revendication 5, caracté-

risé en ce que les entrées de charge d'au moins certaines des sources, sismiques sont connectées en parallèle à un seul

conducteur de charge de condensateur situé dans ledit ombi-

lical.

7. Système selon la revendication 5, caracté-

risé en ce que les sources sismiques sont des canons à air

comprenant chacun une bobine (24) de tir connectée électri-

quement au circuit de tir afin-que la décharge du condensa-

teur établisse une tension aux bornes de la bobine, l'ombili-

cal comprenant plusieurs conducteurs (22) de signaux de dé-

clenchement correspondant chacun à l'un des canor à air.

8. Dispositif de commande de tir pour un sous-ensemble (18) de canons à air sismiques marins destiné

à être remorqué par un navire (16), le sous-ensemble compre-

nant plusieurs canons à air (14) ayant chacun une bobine de tir (24), chaque canon à air étant conçu pour effectuer

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un tir en réponse à la réception, par la bobine de tir,

d'une impulsion électrique de commande de tir, le disposi-

tif de commande de tir étant caractérisé en ce qu'il com-

porte au moins un circuit (30) de tir conçu pour appliquer une impulsion de commande de tir à la bobine de tir d'au moins l'un, correspondantdes canons à air en réponse à la réception, par le circuit de tir, d'un signal électrique de déclenchement, une unité (28) de commande conçue pour appliquer un signal électrique de déclenchement au circuit de tir et positionnée sur le navire, et un ombilical (20) s'étendant entre l'unité de commande et le circuit de tir et conçu pour transmettre des signaux de déclenchement de

l'unité de commande au circuit de tir.

9. Dispositif selon la revendication 8, carac-

térisé en ce que chaque canon à air du sous-ensemble com-

porte un circuit de tir (30), l'ombilical comportant plu-

sieurs conducteurs (22) de signaux de déclenchement corres-

pondants chacun à l'un des circuits de tir.

10. Dispositif selon la revendication 9, carac-

térisé en ce que chaque circuit de tir comprend un conden-

sateur (32) d'emmagasinage, ainsi qu'un élément (34) des-

tiné à fermer une boucle de circuit comprenant la bobine de tir d'un canon à air et le condensateur d'emmagasinage, en réponse à la réception du signal de déclenchement, de façon que le condensateur d'emmagasinage se décharge à travers la bobine de tir du canon à air, provoquant ainsi

le tir dudit canon à air, la décharge du condensateur ser-

vant d'impulsion de commande de tir.

11. Dispositif selon la revendication 10, ca-

ractérisé en ce que l'ombilical comprend un conducteur de

charge conçu pour être maintenu à une tension de charge prédéter-

minée, les condensateurs d'emmagasinage de tous les circuits

de tir étant connectés en parallèle au conducteur de charge.

12. Dispositif selon l'une des revendications

10 et 11, caractérisé en ce que l'élément destiné à fermer

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une boucle comprend un redresseur commandé au silicium (34) dont l'entrée de gâchette est connectée à l'un, correspondant, des conducteurs de signaux de déclenchement de façon à recevoir

les signaux de déclenchement transmis par ce conducteur.

13. Système de formation de levés sismiques marins, caractérisé en ce qu'il comprend un navire (16), au moins un sous-ensemble (18) de sources sismiques (14) destinées à être remorquées par le navire, chacune des sources

du sous-ensemble étant conçue pour effectuer un tir plu-

sieurs fois durant la formation d'un levé sismique, chaque

tir de chaque source étant réalisé en réponse à la récep-

tion, par la source, d'un signal électrique de commande de tir, le système comprenant également un circuit (30) de tir à décharge capacitive associé à chacune des sources et adjacent à cette source, chaque circuit de tir comportant un condensateur d'emmagasinage (32), lesdits circuits de

tir étant conçus pour décharger le condensateur d'emmaga-

sinage à travers le canon à air correspondant en réponse

à la réception, par le circuit de tir, d'un signal élec-

trique de déclenchement, la décharge du condensateur d'emmagasinage établissant ledit signal électrique de commande de tir, le système comportant également une unité

(28) de commande située sur le navire et conçue pour géné-

rer les signaux de déclenchement, et un ombilical électri-

que (20) s'étendant entre l'unité de commande et le sous-

ensemble de sources sismiques, cet ombilical comprenant plusieurs conducteurs (22) de signaux de déclenchement

correspondant chacun à l'un des circuits de tir, l'ombi-

lical comprenant également un conducteur de charge auquel les condensateurs d'emmagasinage de tous les circuits de

tir sont connectés en parallèle.

14. Système selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que chaque source sismique comprend une bobine (24) de tir conçue pour recevoir la décharge du condensateur d'emmagasinage correspondant, ladite bobine servant à

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provoquer le tir de la source sismique lorsque cette bobine

reçoit ledit signal de commande de tir.

15. Système selon la revendication 14, carac-

térisé en ce que chaque circuit de tir comprend un redres-

seur commandé au silicium (34) qui forme, avec le conden-

sateur d'emmagasinage et la bobine de tir, une boucle de circuit, l'entrée de gâchette du redresseur recevant le signal de l'un, correspondant, desdits conducteurs de signaux

-de déclenchement passant dans l'ombilical.

16. Dispositif de commande de tir pour plu-

sieurs sources sismiques marines (14) conçues pour être remorquées par un navire (16), chaque source étant destinée à effectuer un tir en réponse à la réception d'une impulsion électrique de commande de tir, le dispositif de commande de

tir étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un cir-

cuit (30) de tir à décharge capacitive comprenant un conden-

sateur d'emmagasinage (32) destiné à se décharger pour appli-

quer ladite impulsion de commande de tir à au moins l!une,

correspondante, des sources sismiques en réponse à la récep-

tion, par ce circuit de tir, d'un signal électrique de déclenchement, le dispositif comportant également un capteur (26) de tir placé à proximité de chaque source sismique et conçu pour produire un signal électrique de détection de tir en réponse au tir de la source sismique correspondante, une

unité (28) de commande conçue pour appliquer un signal élec-

trique de déclenchement au circuit de tir et pour recevoir lesdits signaux de détection de tir, cette unité de commande étant placée sur le navire, et un ombilical (20) s'étendant entre l'unité de commande et le circuit de tir et conçu pour transmettre des signaux de déclenchement de l'unité

de commande au circuit de tir et pour transmettre les si-

gnaux de détection de tir des capteurs de tir à l'unité de commande.

17. Dispositif selon la revendication 16,

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caractérisé en ce que chacune des sources sismiques comporte un circuit (30) de tir à décharge capacitive, l'ombilical

comportant plusieurs conducteurs (22) de signaux de déclen-

chement correspondant chacun à l'un des circuits de tir.

18. Dispositif selon la revendication 17, carac- térisé en ce que chaque source sismique comprend une bobine de tir (24) et est conçue pour effectuer un tir en réponse à l'application d'une tension prédéterminée aux bornes de ladite bobine de tir, le condensateur d'emmagasinage et la bobine de tir étant disposés dans une boucle de circuit comportant un élément (34) destiné à fermer cette boucle

en réponse à la réception dudit signal électrique de déclen-

chement.

19. Dispositif selon la revendication 18, caracté-

risé en ce que l'ombilical comprend un conducteur de charge

en communication électrique avec au moins l'un des conden-

sateurs d'emmagasinage.

20. Dispositif selon la revendication 19, caracté-

risé en ce que les condensateurs d'emmagasinage de plusieurs

circuits de tir sont connectés en parallèle à un seul conduc-

teur de charge passant dans l'ombilical.

21. Dispositif selon la revendication 18, caracté-

risé en ce que chaque circuit de tir et la bobine de tir correspondant à ce circuit sont disposés dans un boîtier

commun (31) fixé à l'une, correspondante, desdites sources.

22. Dispositif selon la revendication 19, caracté-

risé en ce qu'il est configuré de manière que le conducteur de charge et les conducteurs de signaux de déclenchement soient parcourus par un courant maximal de moins d'environ

100 mA.

23. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 17, 21 et 22, caractérisé en ce que les sources

sismiques sont des canons à air (14).