FR2667951A1 - Procede d'excitation d'un signal seismique et source pneumatique pour sa realisation. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'excitation d'un signal séismique par au moins une seule source pneumatique consistant en l'échappement, de la chambre de travail de chaque source pneumatique, de plusieurs portions consécutives de gaz comprimé dans un milieu liquide accompagné de la formation d'une cavité gazeuse produisant un signal séismique. Selon l'invention, la chambre de travail (2) est ouverte, pour l'éjection de chaque portion de gaz comprimé, par un déplacement oscillant d'un cylindre de verrouillage (3) de la source pneumatique (1) respective pendant une période inférieure à 1,5 fois la durée de la phase de compression du signal séismique produit par l'éjection de la portion initiale, l'échappement ne s'effectuant que d'une seule chambre de travail (2) de la source pneumatique (1) respective. L'invention s'applique notamment à la prospection séismique.

Description

La présente invention concerne des moyens pour la prospection séismique, et, plus précisément, des procédés d'excitation d'un signal séismique ainsi que les sources pneumatiques pour sa réalisation.

On connut un procédé pour l'augmentation de l'énergie dans le domaine des hautes fréquences au moyen d'un générateur pneumatique qui comporte une série de chambres pneumatiques disposées en ligne et placées dans un corps commun présentant des lumières d'échappement, chaque chambre étant commandée par une soupape électropneumatique distincte. Le déclenchement simultané des chambres pneumatiques a pour résultat la production d'une bulle sommaire de gaz dont la forme est proche de celle du cylindre, ce qui amplifie l'impulsion de pression initiale et permet de réduire la pulsation de la bulle de gaz et, par conséquent, d'augmenter la fréquence du signal d'émission sommaire.Les pistons des chambres pneumatiques constituant une source linéaire assemblée ne sont pas liés mutuellement et se séplacent d'une façon autonome en ouvrant les lumières d'échappement des chambres lors du déclenchement des soupapes électropneumatiques respectives (US, A, 3804194).

Le générateur pneumatique représente alors un ensemble de sources pneumatiques distinctes qui sont réunies du point de vue construction par un corps commun, ce qui nécessite l'approvisionnement en air comprimé de chacune de ces sources et l'utilisation de câbles électriques pour commander chaque source. De ce fait, le fonctionnement d'un tel générateur est rendu moins fiable et son utilisation devient plus compliquée.

On connaît un procédé d'excitation d'une impulsion élastique représentant un signal séismique au moyen d'une source pneumatique, ce procédé comprenant l'échappement d'un gaz comprimé dans une cavité gazeuse préalablement formée, la pression du gaz à l'intérieur de la cavité étant proche de la pression hydrostatique. L'échappement se produit par plusieurs portions consécutives de gaz comprimé (de l'air, par exemple) dans un milieu liquide (dans l'eau, par exemple) ; le volume de la cavité préalablement formée est choisi entre 1/3 et 2 volumes de la chambre de travail de la source. La cavité gazeuse est conçue sous la forme d'un disque ou d'un torride. Cette cavité est prévue dans les lumières d'échappement de la chambre de travail de la source pneumatique (SU, A, 894637).

Le procédé connu ne permet d'accroître le rendement acoustique de la source pneumatique que dans le domaine des basses fréquences par l'augmentation considérable de la surface d'émission représentée par la cavité gazeuse formée au préalable. Pourtant, la croissance de l'énergie acoustique dans la bande des hautes fréquences est faible ; de ce fait, ce procédé ne permet pas d'améliorer les caractéristiques de la source dans le domaine de la production d'un signal sur bande large.

On connalt une source pneumatique séismique qui comporte une soupape pneumatique à excitation sélective, un corps, une saillie annulaire, une chambre de travail à air comprimé, des canaux d'amenée de l'air comprimé et des canaux de communication ainsi qu'une chambre de commande (EP, A, 0127338). Lors du fonctionnement de cette source, on réalise une ouverture unique de la chambre de travail pendant une période dépassant considérablement la durée de la phase de compression du signal à élaborer ; on assiste alors à la production d'un signal dont la partie principale de l'énergie se trouve dans la bande des basses fréquences (0 à 60 Hz), les pulsations secondaires étant assez importantes par rapport à l'impulsion initiale (la valeur du rapport est supérieure à 1/3).

Une autre source pneumatique de signaux séismiques connue comporte un corps présentant une saillie annulaire, un cylindre de verrouillage présentant des ceintures annulaires extérieure et intérieure, se déplaçant par rapport au corps et coopérant, par sa ceinture annulaire extérieure, avec la surface intérieure de la saillie annulaire du corps, une tige fixe par rapport au corps, munie de trois pistons et disposée à l'intérieur d'un cylindre de verrouillage pour former avec lui une chambre de travail entre les premier et deuxième pistons, et une chambre de commande prévue entre les deuxième et troisième pistons à l'intérieur de laquelle se trouve la ceinture annulaire intérieure du cylindre de verrouillage, un gradin annulaire de freinage et une gorge étant prévus sur la tige (SU, A, 915037).

Cette source pneumatique présente une grande puissance d'émission dans le domaine des basses fréquences, ce qui limite son utilisation pour la méthode à haut pouvoir discriminateur de prospection séismique dans la mer.

La présente invention a pour but de résoudre le problème ci-dessus, permettant de créer un procédé d'excitation d'un signal séismique et une source pneumatique pour sa réalisation, qui permettraient d'augmenter l'intensité du signal séismique dans le domaine des hautes fréquences en permettant simultanément l'augmentation du rapport signal/bruit en créant à cette fin des conditions particulières pour la formation d'une cavité gazeuse produisant un signal séismique.

La solution du problème réside dans le fait que, dans le procédé d'excitation d'un signal séismique par au moins une source pneumatique comprenant l'échappement, de la chambre de travail de chaque source pneumatique, de plusieurs portions consécutives d'air comprimé dans un milieu liquide, accompagné de la formation d'une cavité gazeuse produisant un signal séismique, selon l'invention, la chambre de travail est ouverte, pour l'éjection de chaque portion de gaz comprimé, par un déplacement oscillant du cylindre de verrouillage de la source pneumatique respective pendant une période inférieure à 1,5 fois la durée de la phase de compression du signal séismique produit par éjection de la portion initiale, l'échappement ne s'éffectuant que d'une seule chambre de travail de la source pneumatique respective.

Afin d'obtenir la période requise d'ouverture de la chambre de travail, il est utile de provoquer la décélération du cylindre de verrouillage à partir du moment de l'ouverture de la chambre de travail respective.

Le volume de chaque portion établie peut être inférieur à 1/10 du volume de la chambre de travail.

La solution du problème réside également dans le fait que, dans la source pneumatique d'excitation d'un signal séismique comportant un corps avec saillie annulaire, un cylindre de verrouillage présentant des ceintures annulaires extérieure et intérieure, se déplaçant par rapport au corps et la ceinture annulaire extérieure coopérant avec la surface intérieure de la saillie annulaire du corps, une tige fixe par rapport au corps, munie de trois pistons et disposée à l'intérieur d'un cylindre de verrouillage et formant avec lui une chambre de travail entre les premier et deuxième pistons et une chambre de commande prévue entre les deuxième et troisième pistons, à l'intérieur de laquelle se trouve la ceinture annulaire intérieure du cylindre de verrouillage, un gradin annulaire de freinage et une gorge annulaire prévue sur la tige, selon l'invention, la hauteur de la saillie annulaire du corps représente 0,95 à 1,05 fois la hauteur de la gorge annulaire de la tige, le rapport de la surface de la ceintre annulaire extérieure du cylindre de verrouillage à la surface de la ceinture annulaire intérieure étant de 1,45 à 1,55 et le rapport de la hauteur de la saillie annulaire du corps à la hauteur du gradin annulaire de freinage de la tige étant de 1,45 à 1,55.

Une telle conception de la source permet d'augmenter le rendement séismique par l'augmentation de l'intensité du signal dans le domaine des hautes fréquences et d'accroître le rapport signal/bruit.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels
- la figure 1 montre un schéma conventionnel de production d'un signal séismique, selon l'invention
- la figure 2 montre le même schéma, selon l'invention, avec une autre variante de la disposition du signal de verrouillage
- la figure 3 montre le même schéma, selon l'invention, avec la chambre de travail fermée
- la figure 4 représente les fonctions dans le temps de la pression de l'air comprimé dans la chambre de travail et du déplacement du cylindre de verrouillage
- la figure 5 montre une vue en coupe longitudinale partielle d'une source pneumatique, selon l'invention
- la figure 6 représente une vue en coupe longitudinale partielle de la même source pneumatique, selon l'invention, où le cylindre de verrouillage est en position supérieure
- la figure 7 représente un signal séismique excité par une source pneumatique ; et
- la figure 8 montre un spectre d'amplitude d'un signal séismique excité, selon l'invention.

Le procédé d'excitation d'un signal séismique par au moins une seule source pneumatique est le suivant. Le procédé est examiné en prenant comme exemple une source pneumatique 1 (voir figure 1) qui comporte une chambre de travail 2 et un cylindre de verrouillage 3. Un gaz comprimé, par exemple de l'air, provenant de la chambre 2, est projeté dans un milieu liquide, par exemple de l'eau 4, sous la forme d'un échappement comprenant plusieurs portions consécutives d'air comprimé. La source 1 comporte, dans la zone d'échappement, un corps fixe 5 qui présente une saillie annulaire 6 dont l'extrémité supérieure forme, dans la zone d'échappement, un palier 7 perpendiculaire à l'axe géométrique de la source 1.

L'échappement produit une cavité gazeuse 8 (voir figure 2) élaborant un signal séismique. La surface de la cavité 8 est représentée par la limite 9 de séparation des milieux liquides et gazeux, les flèches 10 indiquant les vecteurs des vitesses des tronçons respectifs de la limite 9.

A l'ouverture initiale de la source pneumatique 1, le déplacement de la cavité 8 contenant de l'air comprimé et ayant une pression intérieure égale à la pression régnant dans la chambre de travail, un rayon rO égal au diamètre extérieur de la source 1 et une hauteur h égale à la hauteur de la fente 11 qui s'ouvre (voir figure 1), commence comme le mouvement d'une cavité cylindrique. La fente 11 se forme entre le palier 7 de la saillie annulaire 6 et le cylindre de verrouillage 3.

A la phase initiale de l'échappement, le palier 7 interdit le cheminement de l'air en sens axial comme cela est indiqué par les flèches 12. Après mise en mouvement de liteau, la superficie de la cavité 8 commence à augmenter.

Au fur et à mesure de son mouvement, la cavité 8 quitte les limites de la chambre de travail 2 et commence à se dilater non seulement en sens radial (r0), mais acquiert des composantes de la vitesse de marche de la surface. Si la haute pression qui régne dans la cavité 8 est maintenue assez longtemps, la source pneumatique 1 étant ouverte pendant un temps supérieur à 1,5 fois la phase de compression du signal à produire, au bout d'un certain temps, il y a égalisation des vitesses de marche de la surface de la cavité 8 dans les différents sens, ce qui a pour résultat un mouvement de la surface de la cavité 8 proche d'un mouvement sphérique symétrique. L'émission du signal élastique s'effectue alors comme dans les sources connues dans la bande des basses fréquences.

On propose de réaliser, dans le procédé selon l'invention, au moment de la phase initiale de l'échappement du gaz comprimé de la source pneumatique 1, une fermeture rapide de la fente 11 afin de séparer brusquement la cavité 8 et la chambre de travail 2 de la source 1 (voir figure 1) ce qui correspond au début de l'arrêt de l'amenée de l'air provenant de la chambre de travail 2 et attaquant la cavité 8 formée au moment où est atteinte la valeur maximale du signal séismique à émettre; il faut remarquer que la durée d'ouverture de la source 1 sera inférieure à 1,5 fois la phase de compression du signal produit à l'échappement de la portion initiale de gaz. Afin d'y parvenir, la décélération du cylindre de verrouillage débute à partir du moment de l'ouverture de la chambre de travail.

La pression régnant dans la cavité 8 pendant la phase de sa création baisse alors brusquement étant donné l'absence de "pompage" en provenance de la chambre de travail 2 ; de ce fait, l'égalisation des vitesses de marche de la limite 9 en différents sens, comme cela a lieu dans le premier cas, ne parvient pas à se réaliser et la cavité 8 se dilate préférentiellement en sens radial.

De plus, les nouveaux tronçons de surface entraînées en mouvement auront une accélération de plus en plus petite, malgré la faible valeur du rayon de la cavité (voir figure 2). Etant donné le fait que la surexpansion de la cavité 8 due à la petite quantité d'air à l'intérieur de celle-ci s'effectue très vite dans cette situation, la décélération de la limite 9 de la cavité gazeuse 8 commence en conditions illégales qui ne sont pas appropriées pour les mouvements radial et axial. En outre, étant donné que la cavité 8 a une courbure différente dans les sens axial et radial, la limite 9 de la cavité 8 qui se déplace en sens axial est décélérée de manière plus intense que la limite qui se déplace en sens radial.De ce fait, comme on peut le voir à la figure 3, l'échappement des tronçons de la limite 9 de la cavité 8 qui sont disposés le plus près de la source 1 et dont la vitesse (R ) est dirigée vers l'intérieur de la cavité 8 commence au moment où la limite 9 éloignée de la source est toujours à une vitesse positive (R+). Pour un mouvement identique de la limite 9 de la cavité 8, la vitesse de la variation du volume de la cavité 8 diminue considérablement ce qui provoque une variation moins importante de la pression à l'intérieur de la cavité 8 et en conséquence une plus petite amplitude de la pulsation secondaire à l'échappement de la cavité gazeuse 8.La diminution de l'amplitude de la pulsation est également favorisée par le "pompage" d'une portion d'air dans la cavité 8 aux ouvertures réitératives de la source 1, la valeur de ces portions étant d'au moins 10 fois inférieure à la quantité totale d'air comprimé dans la chambre de travail 2.

La valeur des volumes des portions de gaz qui sont éjectées et dont la forme est proche de celle d'un disque torride est choisie de façon que le début de la phase de surexpansion de la première portion de gaz dans la première cavité gazeuse soit proche, dans le temps, du moment de l'éjection de la deuxième portion de gaz.

L'éjection de la deuxième portion de gaz, aussi bien que des portions ultérieures, n'arrete pas le processus de surexpansion de la première portion d'air comprimé, étant donné la grande vitesse de marche (30 à 60 m/s) de la paroi de la cavité 8 dans le liquide ; toutefois, cette éjection freinera le début du processus d'échappement inverse de la première cavité 8.De ce fait, la vitesse de la variation (de l'augmentation) de la pression à l'intérieur de la première cavité gazeuse 8 diminue considérablement ce qui provoque non seulement un affaiblissement de l'amplitude de la pulsation secondaire mais également son retard dans le temps, c'est-à-dire la transition des caractéristiques acoustiques de la pulsation dans le domaine des basses fréquences infra-acoustiques, en en diminuant considérablement le rôle étant donné le fait que les brouillages (bruits) dans le domaine des hautes fréquences prédominent dans l'impulsion d'émission initiale.

L'échappement de plusieurs portions consécutive de l'air comprimé s effectue à partir d'une seule chambre de travail 2 de la source pneumatique 1, ce qui garantit une lente chute de pression de l'air comprimé dans la chambre de travail 2 pendant ltéchappement, comme cela est montré à la figure 4 qui représente la fonction dans le temps 13 de cette pression, et prépare la source 1 (voir figures 1 à 3) au cycle ultérieur d'excitation. Dans ce cas, la valeur requise des portions et la durée de leur éjection sont obtenues par le déplacement oscillant du cylindre de verrouillage 3 ; la fonction dans le temps 14 de ce mouvement est également représentée à la figure 4.

La source pneumatique d'excitation d'un signal séismique conformément au procédé selon la présente invention comporte un corps 5, que l'on peut voir à la figure 5, qui présente une saillie annulaire 6, un cylindre de verrouillage 3 qui présente une ceinture annulaire extérieure 15 et une ceinture annulaire intérieure 16. Le cylindre 3 est apte à se déplacer par rapport au corps 5 et il coopère par sa ceinture 15 avec la surface intérieure de la saillie annulaire 6.

Une tige 17, fixe par rapport au corps 3 et présentant trois pistons 18, 19 et 20, est disposée à l'intérieur du cylindre 3. Les pistons 18, 19, la tige 17 et le cylindre 3 forment une chambre de travail 2, les pistons 19, 20, la tige 17 et le cylindre 3 formant une chambre de commande 21. La tige 17 présente un gradin annulaire de freinage 22 et une gorge annulaire 23. La chmabre 21 renferme une ceinture annulaire 16 du cylindre 3.

A l'intérieur de la tige 17 sont pratiqués des canaux parmi lesquels le canal 24 sert à amener l'air et communique, par l'intermédiaire du canal 25 avec la chambre 21, et le canal 26 met les chambres 2 et 21 en communication.

La source présente également une soupape électropneumatique 27 qui communique avec le canal 24 par l'intermédiaire d'un canal 28.

La tige 17 est étanchéifiée au moyen de joints 29, 30 et 31.

Afin de réaliser le procédé lors de la phase initiale de l'ouverture de la chambre de travail 2, la source pneumatique est rendue apte à produire, par l'intermédiaire du cylindre de verrouillage 3, un processus oscillatoire assurant l'ouverture et la fermeture périodiques de la chambre de travail 2. La fréquence des oscillations du cylindre 3 correspond à la fréquence supérieure dans le spectre du signal acoustique émis par la source 1.Le processus oscillatoire dans la source 1 est caractérisé par des éléments distinctifs comme l'interrelation des dimensions des pièces et des ensembles dans la structure de la source pneumatique, à savoir
- le rapport entre les surfaces des pièces du cylindre de verrouillage 3 et les ceintures annulaires extérieure 15 et intérieure 16
- le rapport de la valeur de l'accélération du cylindre 3 avant le début de l'ouverture de la fente 11 avec les valeurs des tronçons de mouvement sans et avec décélération du cylindre 3.

A cette fin, le rapport de la hauteur de la saillie annulaire 6 du corps 5 et de la hauteur de la gorge annulaire 23 de la tige 17 est de 0,95 à 1,05, le rapport de la surface de la ceinture annulaire extérieure 15 du cylindre de verrouillage 3 à la surface de sa ceinture annulaire intérieure 16 est de 1,45 à 1,55 et le rapport de la hauteur de la saillie annulaire 6 du corps 5 à la hauteur du gradin annulaire de freinage 22 de la tige 17 est de 1,45 à 1,55.

Un rapport entre les hauteurs de la saillie annulaire 6 et de la gorge annulaire 23 qui est plus petit que celui mentionné provoque une décélération prématurée du cylindre 3 ce qui a pour résultat une perte injustifiée de l'amplitude du signal à produire. Si ce rapport est supérieur à celui indiqué ci-dessus, le temps d'éjection de chaque portion sera supérieur à celui nécessité par le procédé donné d'excitation ce qui a pour résultat une transition d'une partie prédominante de l'énergie à produire dans le domaine des basses fréquences et une apparition d'impulsions secondaires importantes (diminution du rapport signal/bruit).

Le même résultat est obtenu si le rapport entre les hauteurs de la saillie annulaire 6 du corps et du gradin annulaire de freinage 22 est inférieur à 1,45. Si ce rapport est supérieur à celui prescrit, la source 1 peut subir des charges importantes de choc ce qui a pour résultat une perturbation de son fonctionnement ; le même résultat est obtenu lors du dépassement du rapport de la surface de la ceinture annulaire extérieure 15 du cylindre 3 à la surface de sa ceinture annulaire intérieure 16. Si le rapport entre ces surfaces est inférieur à celui indiqué ci-dessus, la vitesse d'ouverture de la source 1 est faible ce qui a pour résultat la production d'un signal à basse fréquence et la diminution de l'énergie émise.

Le fonctionnement de la source pneumatique sera indiqué ci-après.

L'air comprimé provenant d'une source de surpression (non représentée) attaque, via les canaux 24, 25 et 28, la cavité de la soupape pneumatique 27, la chambre de commande 26 et la chambre de travail 2. Etant donné que le diamètre du piston 20 est supérieur à celui du piston 19, le cylindre 3, à l'amenée de la première portion d'air, se déplace vers le bas et occupe une position initiale étanchéifiant la chambre de travail 2 suivant le joint 29.

Une fois la chambre 2 remplie d'air comprimé, une impulsion électrique actionne la soupape électropneumatique 27, débloquant le canal 32. De ce fait, le gaz comprimé exerce une action sur l'extrémité du cylindre 3 qui, tout en déplaçant à grande vitesse, ouvre la chambre de travail 2 (voir figure 6) et une portion du gaz est projetée dans le milieu ambiant ; alors, se produit une impulsion élastique initiale.

Les joints-labyrinthes 29 à 31 ayant la forme de gorges annulaires de section triangulaire sont conçus de façon que, lors du déplacement du courant d'air par la fente annulaire entre les surfaces du cylindre 3 et du gradin de freinage 22 vers le bas, la résistance au courant dirigé vers le haut augmente. Cela est obtenu par la forme triangulaire de la section des gorges annulaires, dans lesquelles les angles aigus du triangle rectangle sont dirigés dans le sens de la basse tension, si la résistance des joints-labyrinthes 29 à 31 est maximale. Le cylindre 3 est brusquement décéléré au moment de la compression de l'air dans un volume fermé qui est formé à ce moment-là par la ceinture annulaire intérieure 16 du cylindre de verrouillage 3 et par le gradin annulaire de freinage 22 et se déplace librement vers le bas à une grande vitesse.

Le joint-labyrinthe 29 prévu sur la saillie annulaire 6 est orienté de façon à éviter des fuites d'air avant l'ouverture de la chambre de travail 2 et dans les pauses entre les éjections de l'air comprimé ; le jointlabyrinthe 29 augmente alors l'efficacité de l'accélération lors de la course directe du cylindre 3 et l'efficacité de décélération lors de sa course inverse. Il faut remarquer que les angles aigus de la section triangulaire des gorges du joint-labyrinthe 29 sont dirigés dans le sens du milieu du liquide.

De ce fait, au moment de l'ouverture de la chambre de travail 2, le cylindre 3 se déplace librement et à grande vitesse jusqu'au moment du contact de la surface de la ceinture annulaire intérieure 16 avec la surface de gradin de freinage 22 où le cylindre 3 est brusquement décéléré.

Grâce à la brusque décélération et à la haute pression qui règne dans le volume fermé, le cylindre 3 s'arrête immédiatement après l'ouverture et retourne à sa position initiale à une grande vitesse. La rigidité du frein dans la partie supérieure est réglée en choisissant le rapport des hauteurs de la saillie annulaire 6, du gradin annulaire de freinage 22 et de la gorge annulaire 23 et également en choisissant le rapport des surfaces de la ceinture annulaire extérieure 15 et de la ceinture annulaire intérieure 16 du cylindre de verrouillage 3 dans les limites indiquées ci-dessus et, en outre, en choisissant la quantité et les dimensions des rainures sur la surface extérieure du gradin annulaire de freinage 22, c'est-à-dire que la rigidité du frein est choisie de sorte que la rentrée du cylindre 3 à sa position initiale se réalise au cours d'une période proche de la durée de la phase de compression du signal produit par la première portion d'air comprimé qui a été éjectée. A la rentrée du cylindre 3 à sa position initiale à grande vitesse, c'est le joint-labyrinthe 29 prévu sur la saillie annulaire 6 qui se met en jeu ; de ce fait, le cylindre 3 ne ferme pas la chambre de travail 2 suivant le joint 29, mais reste "suspendu" dans une position proche de sa position initiale et grâce à la coupure d'une partie de l'air comprimé dans la chambre de travail 2, il est rejeté vers le haut en éjectant la deuxième portion de l'air comprimé.

La rigidité du frein formé par la saillie annulaire 6 du corps 5 et la ceinture annulaire extérieure 15 du cylindre de verrouillage 3 et réglé par le choix des hauteurs et des surfaces que l'on indiquées ci-dessus dans les limites respectives ainsi que par la résistance du jointlabyrinthe sur la surface interne de la saillie annulaire 6, est fonction, à son tour, de la quantité et des dimensions des gorges annulaires prévues sur le joint 29 et est choisie de sorte que les intervalles de temps entre les ouvertures soient égaux à (1-1,5) la durée de la phase de compression du signal séismique à produire.

Les oscillations ci-dessus mentionnées du cylindre 3 s'effectuent trois ou quatre fois ; ensuite, lorsque la pression de l'air comprimé dans la chambre 2 baisse jusqu'à une valeur minimale prescrite, le cylindre 3 occupe sa position initiale. Le cycle se termine alors et le dispositif est prêt à recommencer à fonctionner.

La figure 7 montre l'un des exemples éventuels du signal séismique excité par une source pneumatique à la suite de la réalisation du procédé selon la présente invention, ce signal étant enregistré dans une zone éloignée par rapport à la source et à la surface réfléchissante.

La figure 8 représente un specte des amplitudes de ce signal, ce spectre s'exprimant en décibels par rapport à la valeur maximale.

Le procédé et la source pneumatique proposés selon l'invention permettent d'augmenter considérablement le pouvoir discriminateur de la méthode séismique sur mer sans diminuer la profondeur des explorations, en accroissant I'efficacité des travaux de prospection séismique aux recherches de pétrole et de gaz.

L'invention est utilisable pour l'exécution d'une prospection géophysique séismique en mer, ainsi que pour la réalisation des méthodes à fort pouvoir discriminateur dans la large gamme des profondeurs à explorer.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'excitation d'un signal séismique par au moins une source pneumatique, du type comprenant l'échappement, de la chambre de travail de chaque source pneumatique, de plusieurs portions consécutives de gaz comprimé dans un milieu liquide, accompagné de la formation d'une cavité gazeuse produisant un signal séismique, caractérisé en ce que la chambre de travail (2) est ouverte, pour l'éjection de chaque portion de gaz comprimé, par un déplacement oscillant d'un cylindre de verrouillage (3) de la source pneumatique respective (1) pendant une période inférieure à 1,5 fois la durée de la phase de compression du signal séismique produit par l'éjection de la portion initiale, l'échappement ne s'effectuant que d'une seule chambre de travail (2) de la source pneumatique (1) respective.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'afin d'obtenir la période requise d'ouverture de la chambre de travail (2), la décélération du cylindre de verrouillage (3) est effectuée à partir du moment de l'ouverture de la chambre de travail (2) respective.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volume de chaque portion établie est inférieur à 1/10 du volume de la chambre de travail (2).

4. Source pneumatique d'excitation d'un signal séismique, du type comportant un corps avec une saillie annulaire, un cylindre de verrouillage présentant des ceintures annulaires extérieure et intérieure, se déplaçant par rapport au corps et coopérant par sa ceinture annulaire extérieure avec la surface intérieure de la saillie annulaire du corps, une tige fixe par rapport au corps, munie de trois pistons et disposée à l'intérieur du cylindre de verrouillage en formant avec lui une chambre de travail entre les premier et deuxième pistons et une chambre de commande entre les deuxième et troisième pistons, à l'intérieur de laquelle se trouve la ceinture annulaire intérieure du cylindre de verrouillage, un gradin annulaire de freinage et une gorge annulaire prévus sur la tige, caractérisée en ce que la hauteur de la saillie annulaire (6) du corps (5) représente 0,95 à 1,05 fois la hauteur de la gorge annulaire (23) de la tige (17), le rapport de la surface de la ceinture annulaire extérieure (15) du cylindre de verrouillage (3) à la surface de la ceinture annulaire intérieure (16) du cylindre de verrouillage (3) étant de 1,45 à 1,55, et le rapport de la hauteur de la saillie annulaire (6) du corps (5) à la hauteur du gradin annulaire de freinage (22) de la tige (17) étant de 1,45 à 1,55.