NO174686B - Fremgansmaate for aa redusere en trykkpuls fra en implosjon i en vannmasse, samt en marin akustisk kilde - Google Patents

Abstract

Denne "nye metode reduserer i vesentlig grad den trykkpuls som frembringes ved en første radiell bevegelse i en vannmasse, ved endring av den radielle bevegelse til aksiell bevegelse. Forandringen fra radiell bevegelse til aksiell bevegelse besørges ved å generere en annen radiell bevegelse i motsatt fase i vannmassen.Fremgangsmåten kan benyttes til i vesentlig grad å redusere den trykkpuls som frembringes ved implosjon av en vannmasse, ved å generere en eksplosjon i vannmassen. Den kan også i vesentlig grad redusere den trykkpuls som genereres ved en eksplosjon i en vannmasse, ved å frembringe en implosjon i vannmassen. Fremgangsmåten kan videre brukes til i en vannmasse å generere et impulsaktig akustisk signal ved i rekkefølge å generere en første eksplosjon og en annen eksplosjon i vannmassen.Et tilhørende apparat (10) omfatter et signalkammer (14) som inneholder en første ladning (Va) av gass (Gl).En normalt lukket ventil (12) holder signalkammeret (14). lukket og har en utløpsåpning (16) til vannet. Et annet kammer (14') inneholder en annen ladning (Vb) av komprimert gass (G2). En annen hurtigvirkende ventil (12') holder normalt det annet kammer (14') lukket og har et utløp (16') til vannet. Et styreorgan (20, 20") åpner på eksplosjonsaktig måte den første ventil (12) slik at det frembringes et impulslignende akustisk signal (PQ) og en første bobble (1). Styreorganet åpner derefter den annen ventil (12'). og utløser derved den annen ladning (Vb) fra det annet kammer (14') til vannet, mens den første boble (1) er nær sitt maksimale volum.

Description

Denne oppfinnelse angår generelt en fremgangsmåte og en anordning for periodisk å frembringe skarpe pulsaktige akustiske signaler under vann, og er spesielt rettet mot slike akustiske kilder som momentant frembringer en gassboble i tilstrekkelig dybde under vannoverflaten til at boblen tillates å ekspandere og kontrahere.

Visse seismiske kilder, f.eks. slike som er basert på eksplosiver, luftkanoner, gasseksploderingsanordninger etc, avfyres dypt i vannet for å frembringe en gassboble eller et hulrom som bevirker at vannet opptar oscillerende energi som genererer akustiske trykkbølger. Hver slik bølge eller bølge-gruppe består av en ønsket "primær" akustisk P0, som er særlig nyttig for de fleste seismiske undersøkelser. Pulsen P0 efterfølges av en oscillerende rekke av uønskede "sekundære" akustiske pulser (av og til betegnet "boble") med avtagende amplitude. I denne beskrivelse vil ordene 11 boble" og "hulrom" bli brukt om hverandre.

F.eks. vil en meget benyttet seismisk kilde betegnet som "luftkanon" på eksplosiv måte frigjøre en gassboble med høyt trykk i vannet, hvilket frembringer den ønskede primære puls med en maksimal amplitude PQ. Efter at den frigjorte høytrykks-gassboble på pulsaktig måte går ut i det omgivende vann, fortsetter den å ekspandere mens vannet først akselere-rer utad og senere retarderer inntil hulrommet oppnår en maksimal diameter og kommer til hvile, og på dette tidspunkt er trykket i hulrommet meget lavere enn det omgivende hydrostatiske trykk.

Når den ekspanderende boble oppnår sin maksimale diameter er det praktisk talt vakuum inne i boblen, og den kinetiske energi av det omgivende vann er lik 0, men det har en maksimal oscillerende potensiell energi som - hvis den ikke undertrykkes - vil omvandles til kinetisk energi og tilbake til potensiell energi o.s.v., hvilket kan ha en varighet på flere sykluser som hver har en oscillasjons-tidsperiode lik T.

Ved tidspunktet T/2 har vannet maksimal potensiell energi og er rede til å styrte innover og implodere gassen i boblen. Efter en fullstendig syklus, d.v.s. på tidspunktet T er boblen igjen komprimert til en forholdsvis liten diameter med høyt trykk. Det omgivende vann vil da bli brått stoppet, hvilket resulterer i en første positiv akustisk sekundær puls P2 som hovedsakelig avhenger av den maksimale kinetiske energi i det innadstrømmende vann. Jo lavere kinetisk energi som vannet opptar, desto mindre vil P2 være.

Følgelig oppstår problemet med den sekundære puls når det omgivende vann for første gang kraftig komprimerer boblen igjen til en minste diameter eller et minimums-volum.

Vannets kinetiske energi er da igjen lik 0. Dets potensielle energi er i hovedsaken opptatt i den gjenkomprimerte gass inne i boblen, og er klar til å forårsake ny eksplosjon av boblen på oscillerende måte. Slik vil oscillerende energi lagret i vannet avstedkomme flere suksessive sekundære pulser med avtagende amplitude inntil en del av oscillasjonsenergien blir forbrukt ved naturlige prosesser, så som turbulens, og den gjenværende del forbrukes til å frembringe de uønskede sekundære pulser.

Antallet av slike boble-eksplosjoner (ekspansjoner) og - implosjoner (kontraksjoner) kan variere, men i det typiske tilfelle kan det ventes 4-6 betydelige sekundære pulser efter hver puls P0 som genereres av den seismiske kilde.

Følgelig vil en vesentlig andel av den akustiske energi som frigjøres av den seismiske kilde gå tapt. Dette skjer fordi bare en del av den energi som inneholdes i den frigjorte gass utnyttes til å frembringe den ønskede primære seismiske puls Pq, mens den øvrige og vesentlige del av energien blir omdannet til skadelige sekundære seismiske pulser som må undertrykkes.

Ved seismiske undersøkelser virker både de primære og de sekundære akustiske pulser som distinkte akustiske forstyrrelser som forplanter seg i alle retninger i vannet, trenger inn i undergrunnen, treffer en eller flere bergformasjoner eller reflektorer, og vender så tilbake til vannmassen.

De primære og sekundære pulser avstedkommer reflekterte seismiske bølgegrupper eller -tog. Da de sekundære pulser og deres reflekterte bølger opptrer på tidspunkter hvor de reflekterte primære bølger også returnerer fra undergrunns-reflektorer, vil det imidlertid være klart at de sekundære pulser og deres reflekterte bølger interfererer med de reflekterte primære bølger.

Fordi de reflekterte sekundære bølger og de reflekterte primære bølger har en lignende form, er det hittil ikke funnet noen praktisk metode til å skjelne mellom disse.

Den tidligere kjente teknikk har ikke funnet noen praktisk eller økonomisk løsning til å ta hånd om problemet med bobler eller de sekundære pulser, når det anvendes en enkelt seismisk kilde av eksplosjonstypen. Slike sekundære pulser blir nå dempet ved å bruke store grupper (arrays) av luftkanoner av forskjellige størrelser. Alle luftkanonene i i gruppen avfyres samtidig slik at pulsene P0 er i fase og dermed adderes. De fleste sekundære pulser er ikke i fase og ved addisjon vil de derfor utbalansere hverandre.

Forholdet P2/ po mellom sekundære og primære pulser er den målestokk som alle marin-seismiske kilder måles med når det gjelder bobleundertrykkelse. En "ideell" kilde ansees å være en kilde som har et forhold ^ 2^ 0 = 0 for et frekvensområde fra 0 - 125 Hz. I hvilken grad en spesiell seismisk kilde nærmer seg den ideelle seismiske kilde, kan lett måles ved å måte forholdet P2/Pq-

En ideell seismisk kilde frembringer en enkelt, kort og skarp akustisk impuls som har tilstrekkelig energi, og avgir ingen sekundære pulser. Skarpe impulser er nødvendige for å forbedre definisjonen av seismiske refleksjoner, fordi oppløs-ningsevnen er omvendt proporsjonal med tidsutstrekningen eller -bredden av impulsen: jo større bredden av impulsen er, desto mindre ønskelig er den.

Ved avfyring nær vannoverflaten er en dynamittladning en god tilnærmelse til den ideelle seismiske kilde, fordi de bobler som er resultatet av hver eksplosjon får direkte utløp til atmosfæren, og følgelig blir det ingen bobleimplosjoner.

Hvis de ikke avfyres nær vannoverflaten vil eksplosive seismiske kilder frembringe uønskede sekundære pulser, hvis det ikke benyttes en eller annen form for implosjonsunder-trykkelse.

I de siste femogtyve år eller mer har det vært gjort mange forsøk på å dempe de oscillerende sekundære pulser og/eller redusere deres skadelige virkninger.

En tidligere mekanisk teknikk går ut på å hindre at de sekundære pulser forplanter seg vertikalt nedad mot sjøbunnen, ved i det vesentlige å omslutte gassboblekilden med en beholder eller et bur som har perforeringer, slik at den ekspanderende gassboble vil måtte utføre arbeide for å presse vann gjennom perforeringene. Det arbeidet som utføres av den ekspanderende gassboble forbruker dennes indre energi. De resulterende sekundære pulser vil ha reduserte amplituder. Denne teknikk ble benyttet i en seismisk kilde som er kjent under varemerket FLEXOTIR.

En iboende og alvorlig begrensning ved denne teknikk er at de ønskede primære pulser også blir redusert i styrke fordi de kan forplante seg fritt bare gjennom de tilgjengelige perforeringer. Videre vil det perforerte bur være utsatt for rask ødeleggelse på grunn av de store påkjenninger som dette får når store trykkforskjeller virker over burets vegger.

Teknikker som er basert på injisering av luft i den ekspanderende boble for å forme de sekundære pulser, har medført skuffende resultater og de fleste av disse er oppgitt.

F.eks. kan det henvises til US Patent 3 371 740 hvor injisering av luft under ekspansjonen av hulrommet kan øke størrelsen av hulrommet uten å redusere mengden av kinetisk energi som lagres i vannet. Det injiserte atmosfæriske trykk er for lavt og resulterer i et forhold P2/<p>o SOItl nærmer se<3 4 0%, hvilket er langt over den akseptable norm på 10%.

Ifølge US Patent 3 454 127 startes luftinjeksjonen for tidlig under ekspansjonen av boblen og med en strømnings-hastighet som er subsonisk og følgelig er dette ikke tilstrekkelig til å etablere hydrostatisk trykk inne i hulrommet innenfor det fornødne tidsintervall.

Fra US Patent 3 601 216 er kjent en anordning for å redusere sekundære trykkpulser etter en eksplosjon i en vannmasse. Den sekundære eksplosjonen skjer inne i den første boblen hovedsakelig i tidspunktet når denne er i ferd med å implodere. Apparatet omfatter bare en utgangs-kanal til vannet. Det endelige trykk som etableres inne i boblen, er ikke hydrostatisk. I US Patent 3 653 460 beskrives en seismisk kilde med to kammere inneholdende komprimert gass, og det inngår styreinnretninger som medførerer at gassen blir frigitt til vannmassen. Det fremgår imidlertid av spalte 5, linjene 1 - 30 i patentet at det luftvolum som trenges for å bringe forholdet P2/<p>o ned t^-1 14%, er 6,4 ganger det volum som er nødvendig for generering av hovedpulsen. Fra US Patent nr. 2 771 961 er også kjent en metode for å redusere sekundære trykkpulser etter en eksplosjon i en vannmasse. Oppstillingen har her to kilder som er plassert i en avstand fra hverandre.

I denne fremgangsmåten skjer detonasjonen av kildene samtidig.

Som følge av at de kjente bobleundertrykkelses-teknikker er ineffektive eller upraktiske, har seismikkindustrien vært tvunget til å anvende en "avstemt" gruppe av seismiske kilder. Typisk er disse kilder luftkanoner med tydelig forskjellige størrelser.

Når alle luftkanoner i en avstemt gruppe som anvender luftkanoner av forskjellige størrelser, avfyres samtidig vil teoretisk amplituden av den resulterende primære puls fra kildegruppen, være lik summen av amplitudene av de individuelle primære pulser som genereres av de individuelle akustiske kilder i gruppen, mens amplitudene av de sekundære pulser vil bli redusert fordi (1) de ikke er i fase, (2) de opptrer på forskjellige tidspunkter, (3) de har vilkårlige frekvenser.

Ikke desto mindre har den nåværende status av teknikken til undertrykkelse av boblepulser vært oppnådd med slike "avstemte 11 luftkanongrupper som nå er i utstrakt bruk.

De gjennomsnittlige karakteristikker for en slik avstemt luftkanongruppe er: Utgang: 1 bar-meter pr. 1 liter luft ved 138 bar (fra spiss til spiss i området 0 - 125 Hz) og

forholdet P2/Pq er omkring 1/10 eller 10%.

Derfor må hvilken som helst kilde som genererer boblepulser oppnå omrking det samme forhold P2/P0 P a 10^ eller mindre regnet fra spiss til spiss 0 - 125 Hz for å være konkurransedyktig i den seismiske industri.

Selv om denne gruppeteknikk nå er standard på dette område har den fremdeles alvorlige ulemper fordi den bare utgjør en sammenstilling av individuelle kilder, hvor hver kilde mangler den ønskede smale skarpe akustiske puls. Det er også meget kostbart å bygge en slik kildegruppe fordi den forlanger et stort antall luftkanoner med ulike størrelser, samt tunge og kostbare luftkompressorer for å levere det volum av luft med trykk 2000 psi som forbrukes av det store antall luftkanoner.

Generelt sett har de kjente bobleundertrykkelses-anordninger følgende ulemper betraktet enkeltvis eller i kombinasjon: de er omfangsrike og uhåndterlige, de krever stort hjelpe- eller understøttelsesmaskineri og plass for dette, de krever meget store kompressorer og meget energi for drift av disse, de er kostbare å vedlikeholde og de krever et svært utvalg av kostbare reservedeler for å holde de forskjellige dimensjoner av seismiske kilder som nå benyttes til å danne kiIdégrupper i operativ stand.

Det er følgelig et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en praktisk, økonomisk og fullt effektiv fremgangsmåte for total bobleundertrykkelse.

Det er et annet formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en seismisk kilde som er boblefri, som har et i det vesentlige flatt effektspektrum over et forholdsvis bredt frekvensområde, som produserer en enkelt skarp akustisk impuls efterfulgt av neglisjerbare sekundære pulser, som har en effektiv bobleundertrykkelsesanordning, som er effektiv med hensyn på energi, som egner seg til lett å kunne inkorporere eksisterende marin-seismiske energikilder og metoder å bruke disse på, uten å ha uheldig påvirkning på brukbarheten av slike kjente kilder og metoder, som er enkel i konstruksjon, kompakt i bruk og forholdsvis billig i fremstilling og vedlikehold, og hvor det luftvolum som kreves for å hindre implosjonen er redusert til en liten brøkdel av det som generelt var antatt nødvendig for å oppnå tilstrekkelig bobleundertrykkelse, d.v.s. for å oppnå et forhold P2/<p>o = 10% eller mindre.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen defineres nøyaktig i det vedføyde patentkrav 1.

Den nye fremgangsmåte reduserer i vesentlig grad den trykkpuls som genereres ved en første radiell bevegelse av en vannmasse, ved å forandre den radielle bevegelse til aksiell bevegelse. Forandringen fra radiell bevegelse til aksiell bevegelse frembringes ved å generere en annen radiell bevegelse med motsatt fase i vannmassen.

Fremgangsmåten kan brukes til i vesentlig grad å redusere den trykkpuls som genereres ved implosjon av en vannmasse, ved å frembringe en eksplosjon i vannmassen omtrent på den tid da implosjonen startet. Den kan også i vesentlig grad redusere den trykkpuls som frembringes av en eksplosjon i en vannmasse, ved å avstedkomme en implosjon av vannmassen omtrent på det tidspunkt da eksplosjonen startet. Fremgangsmåten kan videre benyttes til å generere et impulsaktig akustisk signal i en vannmasse ved i rekkefølge å generere en første eksplosjon og en annen eksplosjon i vannmassen. Den annen eksplosjon må genereres på et tidspunkt da vannmassen begynner å implodere i det hulrom som er resultatet av den første eksplosjonen, eller når hulrommet har sitt maksimale volum.

Den nye marine akustiske kilde ifølge oppfinnelsen defineres nøyaktig i de vedføyde patentkrav 2 og 3.

Den nye marine akustiske kilde for generering av impulsaktige akustiske signaler i en vannmasse omfatter et signalkammer som inneholder en første ladning av en sterkt komprimert gass. En normalt lukket første hurtigvirkende ventilanordning holder normalt signalkammeret lukket og har en utløpsåpning til vannet. Et annet kammer inneholder en annen ladning av sterkt komprimert gass. En normalt lukket annen hurtigvirkende ventil holder normalt det annet kammer lukket og har et utløp til vannet. En styreanordning åpner på eksplosjonsartet måte den første ventil slik at den første ladning frigjøres til vannet og derved genrerer et impulsaktig akustisk signal og en første boble. Styreanordningen åpner derefter den annen ventil for derved å frigjøre den annen ladning fra det annet kammer gjennom utløpet og inn i vannet, mens den første boble er nær sitt maksimale volum.

Oppfinnelsen skal beskrives ytterligere i tilknytning til tegningene hvor: Fig. 1 illustrerer en oscillerende boble i en vannmasse, Fig. 2 er en trykk/tid-signatur i tilknytning til figur 1, Fig. 3 viser oppførselen av en boble 1 når den påvirkes av

en boble 2 i henhold til denne oppfinnelse,

Fig. 4 er en trykk/tid-signatur svarende til den på figur

3, Fig. 5 - 10 er snitt gjennom en utførelse til illustrasjon av denne oppfinnelse, idet seks operasjonsfaser av denne er vist,

Fig. 5A er et snitt efter linjen 5A - 5A på figur 5,

Fig. 11 - 18 er en rekke diagrammer for sammenligning av virkelig trykk som funksjon av tid og effekt som funksjon av frekvens, oppnådd uten oppfinnelsen og med oppfinnelsen, Fig. 11 og 12 er trykk/tid-kurver henholdsvis effektspektrum/frekvenskurver for en signalgenerator 10' som arbeider alene, Fig. 13 og 14 er trykk/tid-kurver henholdsvis effektspektrum/frekvenskurver for en signalgenerator 10' som arbeider sammen med en generator 10'', Fig. 15 illustrerer suksessive eksplosjoner med innbyrdes avstand på 10 sekunder og generert bare med generatoren 10', Fig. 16 viser suksessive trykksignaturer oppnådd ved de

suksessive eksplosjoner som vist på figur 15,

Fig. 17 viser suksessive dobbelteksplosjoner også med innbyrdes avstand på 10 sekunder, men generert med generatorene 10' og 10'' ifølge fremgangsmåten i henhold til denne oppfinnelse, og Fig. 18 viser suksessive trykksignaturer oppnådd ved de suksessive dobbelteksplosjoner som er vist på figur 17.

Konvensjonelle metoder ved operasjon av marin-seismiske eller akustiske generatorer av eksplosjonstypen innebærer frembringelse av en første eksplosjon som i en dybde D i en vannmasse på et tidspunkt t0 (figurene 1, 15) utløser en første boble 1 med en gass Gl, et trykk Pa og et volum Va. Trykket inne i boblen 1 varierer i forhold til det hydrostatiske trykk når boblen 1 gjennomløper sykliske implosjoner (kontraksjoner) og eksplosjoner (ekspansjoner) ved en oscillasjonsperiode T.

Trykksignaturen (figurene 2, 16) oppviser en ønsket trykkimpuls P0 såvel som uønskede positive (P2, P4, ...) sekundære trykkimpulser med avtagende amplitude.

Det har vært foreslått at hvis trykket i en boble 1 ble hevet ved injisering av gass forut for det tidspunkt da boblen 1 oppnår sin maksimale diameter ved tiden T/2, så ville amplituden av de sekundære trykkpulser som er resultatet av de påfølgende implosjoner og eksplosjoner av boblen 1, bli redusert i vesentlig grad sammenlignet med amplitudene av de sekundære pulser som ville bli frembrakt uten slik gassinjeksjon. I forbindelse med denne oppfinnelse er det funnet at denne antagelse er helt ufullstendig og unøyaktig.

Det er nå overraskende funnet i forbindelse med denne oppfinnelse hvorfor den tidligere kjente teknikk ikke har vært i stand til å tilfredsstille det lenge eksisterende behov for en enkelt eksplosjonsaktig marinseismisk-akustisk generator som er i det vesentlige boblefri, d.v.s. som er karakterisert ved et forhold P2/<p>o mellom sekundære og primære impulser på omkring 10% eller mindre (figur 4).

I og med denne oppfinnelse er det overraskende funnet teoretisk og eksperimentelt at den sekundære trykkpuls som genereres ved implosjon øker meget hurtig ved det tidlige trinn av hulrommets sammenklapning.

Hvis man f.eks ønsker å holde forholdet ^ 2^ 0 mellom sekundære og primære pulser innenfor 10%, må det ikke tillates at radien av hulrommet reduseres med mer enn 1 %, eller

volumet av hulrommet avtar med mer enn omkring 3 %.

I den samtidige og beslektede patentsøknad 86.0446 er det beskrevet en bobleinjeksjonsmetode som krever injeksjon av et volum Vb av gass G2 i en boble 1. I en utførelse var det optimale forhold for Vb/Va på 2,15 og forholdet P2/<p>o var nær

lik null. Det nevnte forhold Vb/Va = 2,15 er allerede mer enn 100 % forbedring i forhold til kjent teknikk.

Nå er det i forbindelse med foreliggende oppfinnelse funnet at det er mulig i vesentlig grad å redusere de sekundære pulser som følger av implosjonen av vannmassen, ved å generere en annen gassboble 2 utenfor og i nærheten av den første boble 1 på det tidspunkt eller like efter dette da boblen 1 oppnår sin maksimale størrelse.

Videre er det funnet at også det motsatte er tilfelle: den primære trykkpuls som frembringes av en eksplosjon eller ved eksplosjonsaktig utløsning av en høytrykksgass i vann, kan bli redusert eller undertrykket ved å avstedkomme en implosjon utenfor og i nærheten av eksplosjonen omtrent på det tidspunkt da eksplosjonen startet.

Følgelig er det nå mulig i henhold til denne oppfinnelse, å undertrykke den trykkpuls som fremkommer ved en implosjon, ved å generere en eksplosjon, eller omvendt å undertrykke den trykkpuls som frembringes av en eksplosjon ved å avstedkomme en implosjon. Overraskende er det således funnet at resiprositeten eller omvekslingen mellom eksplosjon og implosjon er resultatet av det faktum at både implosjonen og eksplosjonen bevirker den samme type bevegelse i vannet.

Denne bevegelse er en radiell bevegelse som er nær på den samme i alle retninger, men med den forskjell at en implosjon avstedkommer en innadrettet radiell bevegelse, og en eksplosjon frembringer en utadrettet radiell bevegelse. Følgelig har disse to radielle bevegelser motsatt eller reversert fase.

Til forskjell fra overstående blir en bevegelse som har en symmetriakse vanligvis betegnet en "aksesymmetrisk" bevegelse. For enkelhets skyld skal en slik bevegelse her i denne beskrivelse og i patentkravene betegnes "aksiell"

bevegelse.

Det som er funnet i og med denne oppfinnelse er at vannets bevegelse med radiell karakter har primær viktighet for frembringelsen av en trykkpuls. Ved samme mengde kinetisk energi lagret i vann i bevegelse, vil desto mer radiell bevegelse gi en desto kraftigere trykkpuls.

Hvis en implosjon eller en eksplosjon frembringes i tilstrekkelig dybde til at vannmassen kan betraktes som isotropisk i nærheten av implosjonen eller eksplosjonen, vil den bevegelse som frembringes av implosjonen eller eksplosjonen være i det vesentlige radiell. Hulrommet vil være hovedsakelig kuleformet og vil gjennomløpe flere oscillasjoner som produserer flere kraftige trykkpulser.

Hvis på den annen side implosjonen eller eksplosjonen frembringes på grunt vann eller umiddelbart under vannoverflaten, når verken massefordelingen eller det hydrostatiske trykk er det samme i alle retninger (anisotropisk) vil den bevegelse som frembringes ved slike "grunne" implosjoner eller eksplosjoner bli "ikkeradiell", men derimot "aksiell" i vertikal retning (symmetriaksen).

Det er et velkjent faktum at en implosjon frembrakt like under vannoverflaten ikke vil avstedkomme noen trykkpuls. Den strøm av vann som styrter innad vil bli avbøyet oppad og vannets kinetiske energi forbrukes i prosessen uten å produsere noen nevneverdig trykkpuls. Det er også velkjent at en eksplosjon frembrakt på liten dybde vil produsere en redusert primær puls og ingen sekundær puls, idet energien forbrukes ved den vertikale (aksielle) bevegelse av vannet (se Seismic Energy Sources Handbook, 1968).

Den aksielle bevegelses manglende evne til å generere en kraftig trykkpuls i en vannmasse, likesom en radiell bevegelsesevne til å produsere en slik kraftig puls, blir ytterligere mer fullstendig demonstrert ved anvendelse av en vannkanonmetode som f.eks. beskrevet i foreliggende oppfinners US Patenter 4 303 141 og 4 185 714.

Ved bruk av en vannkanon blir innledningsvis en vannplugg drevet aksielt nedad og det frembringes derved en aksiell bevegelse i vannmassen. I denne fase blir det bare generert en svak ubetydelig trykkpuls. På et senere stadium omdannes den kinetiske energi av den aksielle bevegelse til kinetisk energi i radiell bevegelse (implosjonen av hulrommet), og det er denne radielle bevegelse som genererer den ønskede kraftige trykkpuls.

I sum vil den samme mengde kinetisk energi ikke produsere noen betydningsfull trykkpuls når den lagres i en aksiell bevegelse, men den vil produsere en kraftig trykkpuls når den lagres i en radiell bevegelse.

Det er også kjent at når to hulrom i en vannmasse gjennomløper oscillasjoner i samme fase har de en tendens til å tiltrekke hverandre og falle sammen. Imidlertid er tiltrek-ningskraften forholdsvis liten.

I og med denne oppfinnelse er det funnet at når to hulrom gjennomløper oscillasjoner i reversert (motsatt) fase i en vannmasse, blir de skjøvet bort fra hverandre av en sterk frastøtende kraft.

Ved hver syklus blir den radielle bevegelse i hvert hulrom avbøyet ved den motsatte bevegelse i det annet hulrom, til en aksiell bevegelse, og derfor vil de trykkpulser som genereres om dette i det hele tatt skjer, være sterkt redusert. Endelig forbrukes de kinetiske energier ved de to bevegelser, under vandringer av hulrommene bort fra hverandre.

I og med denne oppfinnelse er det funnet at den mengde kinetisk energi som er lagret i det vann som befinner seg mellom to bevegelsessentra, er av primær betydning for pulsundertrykkelsesprosessen.

Når avstanden mellom to sentre for radiell bevegelse øker, vil massen av vannmengden mellom de to sentra øke hurtig og vannmengdens hastighet avtar raskt. For en gitt styrke av den radielle bevegelse er det således en optimal innbyrdes avstand mellom de to sentra.

Det er i denne forbindelse funnet at bevegelsessentrene bør være adskilt med en avstand som er i det vesentlige lik eller omkring den dobbelte av den maksimale forskyvning ved den første radielle bevegelse.

Det er nå funnet at et forhold P2/<p>o som er 1:*-k omkring 10 % kan bli oppnådd ved å generere en tidsstyrt og tilstrekkelig annen eksplosjon (figur 3) som frembringer en boble 2 utenfor boblen 1. Boblen 2 genereres av en gass G2 som har et trykk Pb og et volum Vb. For enkelthets skyld gjøres Pb lik Pa, hvor Pa er trykket i den gass Gl som frembrakte boblen 1.

Den annen eksplosjon må opptre i det tidspunkt da boblen 1 har oppnådd sin maksimale størrelse (figur 3) og boblen 2 må være tilstrekkelig nær boblen 1 for å ha maksimal gjensidig virkning med denne.

Følgelig genereres det to suksessive eksplosjoner (figur 17) i løpet av millisekunder i forhold til hverandre, for derved å oppnå en enkelt kraftig seismisk impuls (figur 18) som er karakterisert ved at forholdet <p>2/<p>o er lik eller tilnærmet lik 10%.

De to eksplosjoner har en slik karakter at deres virkninger i vannmassen har en gjensidig interaksjon i en slik grad at den annen boble i det vesentlige hindrer implosjonen av den første boble, og den første boble reduserer i vesentlig grad den primære puls og hindrer implosjonen av den annen boble.

Det henvises nå generelt til figurene 5-10 hvor det fremgår at en akustisk kilde 10 i henhold til oppfinnelsen har en første akustisk generator 10' av eksplosjonstypen og en annen akustisk generator 10'' av eksplosjonstypen, som har felleselementer betegnet med de samme henvisningstall og - bokstaver, for å forenkle beskrivelsen, og likeartede elementer blir betegnet med et merke (') når dette er mulig.

Hver av disse akustiske generatorer 10' og/eller 10'' kan være en kommersielt tilgjengelig luftkanon, f.eks. av den type som produseres under varemerket PAR, som er fullstendig beskrevet i US Patent 3 379 373. Det kan også like gjerne anvendes andre slike generatorer for oppfinnelsens formål.

En slik luftkanon har et første kammer 14 hvis volum Va lades opp med luft Gl ved et trykk Pa. Kammeret 14 kommuniserer direkte med Gl ved et trykk Pa. Kammeret 14 kommuniserer direkte med en eksplosjonsventil 12. Ventilen 12 omfatter et hovedstempel 21 som kan legges an mot en tetning 22 for å holde ladningen av trykkgass Gl i det første kammer 14, og et styrestempel 23 som kan legges an mot en tetning 24 for å styre bevegelsen av stempelet 21. Stemplene 21 og 23 holdes sammen i innbyrdes avstand og parallelt i forhold til hverandre ved hjelp av et hult skaft 26 som har en gjennomgående aksiell boring 27.

En kompressor på dekket av det seismiske fartøy (ikke vist) leverer lufttrykk til en inngangsledning 19 ved et trykk på 138 bar, som føres til et returkammer 3 0 hvorfra det går gjennom den aksielle boring 27 til det første kammer 14.

Aktiveringen av ventilen 12 styres av en styreanordning, f.eks. en magnetventil 2 0 som energiseres periodisk med en kort elektrisk puls på ledningen 11, frembrakt av en konvensjonell elektronisk aktiveringskrets (ikke vist) som også er anbrakt på dekket av det seismiske fartøy. Avfyringen av den første eksplosjonsgenerator 10' blir gjentatt periodisk bestemt av avfyrings- eller skuddsyklusen for den seismiske undersøkelse.

Når magnetventilen 20 utløses (figur 6) strømmer trykkgass fra ledningen 19 gjennom en utløsningspassasje 29 som fører til den motsatte overflate av styrestempelet 23 i forhold til den som vender mot styrekammeret 30. Utløsning-strykket er tilstrekkelig til momentant å overvinne holdekraften av lufttrykket i styrekammeret 30,hvilket slipper trykkgass Gl inn i det første kammer 14 for plutselig å akselerere hovedstempelet 21 bort fra sin tetning 22, for derved plutselig å åpne utløpsåpningene 16 til det første kammer 14.

Så blir trykkgassen Gl fra det første kammer 14 frigjort på eksplosjonsaktig måte gjennom utløpsåpningene 16 til det omgivende vann, hvor den i tidspunktet T0 frembringer boblen 1 (figur 3.) og en ønsket primær impuls P0 (figurene 4, 18). Ved fravær av den her angitte annen eksplosjon ville boblen 1 gjennomløpe en rekke implosjoner og eksplosjoner (figur 1) ved en oscillasjonsperiode T, hvilket ville resultere i de uønskede sekundære topper P2, P4, ... med avtagende amplitude (figurene 2, 16).

Efter utladningen av gassen Gl fra det første kammer 14 vil trykket i styrekammeret 3 0 returnere ventilen 12 til sin lukkede stilling (figur 9), og den første generator 10' er klar for en ny syklus.

For å hindre den første implosjon anvendes det ifølge oppfinnelsen en annen eksplosjonsgenerator 10'' som frembringer en eksplosjon utenfor boblen 1.

Den annen generator 10'' har et annet kammer 14' som inneholder et volum Vb av gass G2. Av økonomiske grunner er Pb = Pa.

Generatoren 10'' har også en eksplosjonsventil 12'.

Den første generator 10' og den annen generator 10'' er fast forbundet med hverandre rygg mot rygg i innbyrdes aksiell innretning. For dette formål er det anordnet en enkelt beholder 32 med en skillevegg 3 3 som definerer det første kammer 14 og det annet kammer 14''.

Bortsett fra beholderen 32 er den første generator 10' og den annen generator 10'' av den type som tidligere er kort omtalt ovenfor og som er mer fullstendig beskrevet i US Patent 3 379 373.

Magnetventilene 20 og 20' er således aksielt motstående. Disse magnetventiler 20 og 20' energiseres fra den elektroniske kretsanordning som befinner seg ombord i det seismiske fartøy.

Den annen generator 10'' (figur 8) frembringer boblen 2 efter en tidsforsinkelse Td. Når den første generator 10' er klar til avfyring (figur 5) har det første kammer 14 et trykk på 138 bar og ventilen 12 holdes lukket av trykket på 138 bar i kammeret 30.

En elektrisk puls leveres til magnetventilen 20 gjennom ledningen 11 (figur 6) hvilket bevirker at gassen Gl fra det første kammer 14 utlades eksplosjonsaktig utenfor gjennom utløpsåpningene 16 til vannet for å frembringe boblen 1. Efter en tidsforsinkelse Td på 50 ms blir en annen elektrisk puls avgitt til magnetventilen 20' på ledningen 11' (figur 8) hvilket bevirker at ventilen 12' på eksplosjonsaktig måte frigjør gass G2 fra det annet kammer 14' til vannet gjennom utløpsåpningene 16' for derved å frembringe boblen 2.

Ventilen 12 åpnes på et tidspunkt t = 0 og lukkes ved t = 60 ms, og ventilen 12' åpnes ved 50 ms og lukkes ved 110 ms. Begge ventiler 12 og 12' er åpne sammen i omkring 10 ms. Det første kammer 14 og det annet kammer 14' mottar en ny ladning av komprimert luft umiddelbart efter utladningen.

Hvis kilden 10 drives ved et lavt hydrostatisk trykk, så vil boblen 1 ha et meget stort volum. Hvis derimot kilden 10 neddykkes til større dybder, vil volumet av boblen 1 være meget mindre. På grunt vann kan volumet av boblen 1 være så stort at det vil omgi utløpsåpningene 16' på eksplosjonsgeneratoren 10''. På den annen side vil boblen 1 på dypere vann ikke omgi åpningene 16' på eksplosjonsgeneratoren 10''.

Det er viktig å avfyre kilden 10 på en tilstrekkelig dybde til at boblen 1 når den ekspanderer fullt ut til sin maksimale diameter, ikke vil omslutte åpningene 16' på den annen generator 10'' og ikke vil smelte sammen med boblen 2.

Efter 50 ms når boblen 1 er fullt ekspandert og allerede har nådd sin maksimale størrelse, avfyres den annen generator 10'' og dennes boble 2 starter å øke i størrelse. Fordi boblen 2 følger den minste motstands vei vil denne boble skyve vannet utad og spesielt det vann som befinner seg mellom de to bobler. Boblen 2 vil øke i størrelse og vil redusere størrelsen av boblen 1 mens den radielle innadgående bevegelse av vannet i boblen 1 vil endres til en aksiell bevegelse med en retning parallelt med aksen for kilden 10.

Boble 2 fortsetter å ekspandere og samtidig vil boble 1 klappe sammen ytterligere. Volumet av boble 1 avtar og dens indre trykk øker, mens boble 2 har økende størrelse med avtagende indre trykk inntil de to bobler 1 og 2 oppnår det samme indre trykk.

Trykkene i boblene 1 og 2 oppnår optimalt det hydrostatiske trykk samtidig og begge bobler vil fortsette å oscillere svakt og vil utsende en bølgegruppe som har neglisjerbare sekundære pulser.

Denne intime interaksjon av boble 1 med boble 2 bevirker at vannet forbruker den potensielle oscillasjonsenergi, ved at boble 2 skyves bort fra boble 1.

På denne måte vil den oscillasjonsenergi som lagres i vannet bli forbrukt i skyveprosessen for hver av boblene istedenfor å utsende pulser med en forholdsvis stor amplitude.

Detaljert beskrivele av en operasjonssyklus.

Trykket i et spesielt rom "S" blir betegnet med "Ps" for å forenkle beskrivelse. Således betyr f.eks. P14 trykket i det rom som er definert ved kammeret 14.

FASE 1. Den første generator 10' er klar til avfyring.

- Generatoren 10' (figur 5) og generatoren 10'' er ladet.

- Magnetventilene 2 0 og 20' er lukket.

- Ventilene 12 og 12' forsegler henholdsvis det første kammer 14 og det annet kammer 14'.

Kilden 10 er satt under trykk:

P30 = P14 = P14' = P30 = 138 bar

P29 = Ph (hydrostatisk trykk) = 1,2 bar

- Volumer:

Første kammer Va = V14 =0,74 liter

Annet kammer Vb = V14' = 0,5 liter

FASE 2. Første generator 10' eksplodert -

Pulstoppen P0 utsendt

Ved t = 0 (figurene 2, 4, 6)

Avfyring av den første generator 10' innledes ved energi-sering av magnetventilen 20 med en kort elektrisk puls på ledningen 10. - Ventilen 12 beveges oppad og tillater at komprimert luft Gl (138 bar) fra det første kammer 14 utlades på eksplosjonsaktig måte gjennom åpningene 16 til det omgivende vann og danner der boblen 1. - Den eksplosive frigjøring av boblen 1 fra kammeret 14 genererer den ønskede primære akustiske impuls P0 som vist ved trykksignaturen (figur 2).

- Boblen 1 fortsetter å ekspandere (figurene 1, 3).

FASE 3. Boble 1 er nær sin maksimale størrelse. Ved t = 45 ms (figur 7)

- Boble 1 er nær sin maksimale størrelse.

Trykket inne i boblen 1 er meget lavere enn det hydrostatiske trykk; og i virkeligheten kan boblen 1 på dette tidspunkt anses å være et vakuumhulrom.

En negativ impuls Pl opptrer i trykksignaturen.

- Den annen generator 10'' er fremdeles i hvilestilling.

FASE 4. Generator 10'' frembringer boblen 2 utenfor boblen 1.

Ved t = 50 ms (figur 8)

- Boble 1 har oppnådd maksimal størrelse.

Ved 50 ms efter T0 (tidsforsinkelsen Td = 50 ms avhenger av størrelsen av boble 1, avfyringsdybde og/eller avfyrings trykk Pa) blir magnetventilen 20' i den annen generator 10''energisert.

- Ventilen 12' åpnes for å tillate at komprimert luft G2 fra det annet kammer 14' utlades brått gjennom utløpsåpningene 16' til det omgivende vann og danner der boblen 2 (figur 4)

Trykkimpulsene oppviser et oppadgående trinn (figur 4)

FASE 5. Boble 2 etablerer hydrostatisk trykk inne i boble 1.

Ved t = 55 ms (figur 9)

Amplituden av den akustiske impuls er nær null.

- Ventilen 12 har beveget seg for igjen å forsegle kammeret 14.

FASE 6.. Boblene 1 og 2 har hydrostatisk trykk og oscillerer svakt omkring sin likevekt-stilling. - implosjonen av boble 1 er hindret og det er ikke utsendt noen nevneverdig trykkpuls fra boble 2. Boblene 1 og 2 oppnår hydrostatisk trykk. De er stabilisert og adskilt fra hverandre. De gjennomløper oscillasjoner med lav amplitude som frembringer en lavfrekvent akustisk bølgegruppe med meget liten amplitude. Ventilen 12' er beveget for igjen å forsegle sitt kammer 14' . - Den første generator 10' og den annen generator 10'' blir igjen satt under trykk opp til 138 bar og gjøres klare for en ny syklus.

Generelle operasjonsaspekter

I anledning av oppfinnelsen er følgende oppdaget:

1. Ved ladning til det samme trykk bør volumene av kamrene 14' og 14 som brukes til å generere boble 2 og boble 1,

være tilnærmet like.

2. Avstanden mellom åpningene 16 og 16' som avgir den første og den annen boble 1 henholdsvis 2, bør være tilnærmet lik det dobbelte av den maksimale radius som blir oppnådd

av boble 1.

3. Tidsforsinkelsen Td mellom starten av boble 1 og starten av boble 2 bør være tilnærmet halvparten av perioden (T/2) for boble 1.

Videre er det funnet at de ovenfor gitte verdier ikke i virkeligheten er kritiske: 20 % variasjon kan tillates og allikevel blir det produsert et akseptabelt akustisk signal.

I en utførelsesform er avstanden L mellom sentrene for åpningene 16 og 16' lik 43 cm, det første kammer 14 har et volum Va = 0,74 liter og det annet kammer 14' har et volum Vb =0,5 liter, hvilket gir et forhold Vb/Va = 0,67. Kilden 10 ble satt under trykk på 138 bar og ble avfyrt i horisontal stilling i en avfyringsdybde D på 1,5 meter.

Under disse betingelser blir boblene 1 og 2 stabilisert og etablerer hydrostatisk trykk inne i hverandre og forholdet P2/Pq er lik omkring 10 %, hvilket tilsvarer en akseptabel undertrykkelse av de uønskede sekundære impulser.

Følgelig er det volum Vb av gass G2 som er nødvendig for å generere en effektiv annen boble 2 betydelig mindre enn det tilsvarende volum av gass Vb som trengs for den interne injek-sjonsteknikk som er beskrevet i den forannevnte samtidige og beslektede patentsøknad.

Ved anvendelse av foreliggede fremgangmåte er forholdet Vb/Va lik 0,67 sammenlignet med en verdi av forholdet Vb/Va = 2,15 som er nødvendig i henhold til den metode som er beskrevet i forannevnte samtidige patentsøknad. Med andre ord innebærer foreliggende fremgangsmåte en forbedring med en faktor på 2,15/0,67 = 3,2.

Ved bruk av foreliggende oppfinnelse er det også observert at boblene 1 og 2 aldri smeltet sammen og når de kom opp til overflaten av vannmassen hadde de en innbyrdes avstand på omkring 2 meter. Denne innbyrdes avstand var temmelig overraskende, spesielt i betraktning av at åpningene 16 og 16' hadde en innbyrdes avstand på bare 43 cm og at den akustiske kilde 10 ble avfyrt bare 1,5 meter under vannoverflaten.

Fordeler.

1. Utvidet effektspektrum - enkeltpunkt-kilde.

I tillegg til å ha fordeler i trykk/tid-domenet har denne nye akustiske kilde 10 også meget viktige fordeler i effektspektrum/frekvens-domenet.

Ved å måle trykksignaturen med en detektor plassert nær kilden 10, f.eks. en meter under kilden, er det mulig å kons-truere en trykk/tid-signatur for den kjente første generator 10' i operasjon alene (figur 11), og for den foreliggende kilde 10 i samarbeide med en annen generator 10'' (figur 13) samt deres tilsvarende effektspektra for den første generator 10' (figur 12) og for generatorene 10' og 10'' i suksessiv operasjon (figur 14).

Det fremgår ved en detaljert sammenligning av trykk-kurvene (figurene 11, 13) og effektspekterkurvene (figurene 12, 14) at: det ujevne effektspektrum (figur 12) for generator 10' er slik at ved noen frekvenser er amplituden av spekteret maksimalt, mens for andre frekvenser i det nyttige område er amplituden av spekteret nær null;

effektspekteret (figur 14) for den foreliggende akustiske kilde 10 strekker seg fra 6 Hz til 125 Hz og er forholdsvis jevnt over hele det nyttige frekvensområde, hvilket resulterer i bedre oppløsningsevne og signal/støy-forhold: foreliggende akustiske kilde 10 kan ansees å være en punktkilde fordi den frembringer en enkelt skarp trykkimpuls P0 (figurene 4, 13) med smal bredde og en forholdsvis flat effektspekterkurve (figur 14) fra 6 Hz til 125 Hz; høyfrekvensinnholdet i den utsendte eneste trykkimpuls P0 ifølge oppfinnelsen er meget nyttig for geofysikerne for å forbedre diskrimineringen av fenomener eller hendelser som ligger nær inntil hverandre, og til å oppnå bedre oppløsningsevne på alle dybder;

lavfrekvensinnholdet i den impuls P0 som utsendes ifølge oppfinnelsen, er overordentlig viktig for geofysikerne fordi absorbsjonen i jorden varierer eksponensielt med frekvensen, d.v.s. jo lavere frekvensen er desto mindre vil jorden absorbere av de seismiske impulser og desto dypere blir inntrengningen; og

toppen i effektspekteret (figur 14) for den foreliggende akustiske kilde 10 er plassert ved en meget lavere frekvens sammenlignet med beliggenheten av toppen i frekvensspekteret for den kjente første generator 10' når denne arbeider uten foreliggende annen generator 10''. Denne forskyvning i posisjonen av spektertoppen mot en lavere frekvens er også en stor fordel for geofysikerne.

2. Grupper (Arrays)

- Fordi de ikke er punktkilder må konvensjonelle akustiske kilder, så som generatoren 10', som frembringer sekundære pulser, settes ut i avstemte kildegrupper som benytter kilder av forskjellige størrelser for å redusere amplitudene av de individuelle bolbletog i vertikal- og ortogonalplanene. I andre retninger og spesielt horisontalplanet vil slike kildegrupper ikke være avstemt, mens bobleenergien vil bli additiv i visse andre retninger.

I motsetning til dette kan foreliggende akustiske kilde 10 av enkeltpunkttypen og med en høy energi, anvendes alene eller flere identiske kilder 10 kan benyttes til å sette sammen en meget effektiv konisk eller avsmalnende gruppe.

Til forskjell fra kjente akustiske generatorer 10' som frembringer bølgetog eller -grupper, kreves det ingen avstemning eller bobleutligning når en kildegruppe bygges opp ved anvendelse av et antall av de foreliggende akustiske kilder 10 med samme størrelse.

Den trykksignatur som frembringes av en kildegruppe ved bruk av foreliggende kilder 10 vil ha den samme form som trykksignaturen (figur 13) for de individuelle kilder 10 bortsett fra amplituden. Det vil skje en lineær summering av de individuelle impulsamplituder (bar - meter) og den sammensatte energi av gruppen vil være proporsjonal med n<2>, hvor n er antallet av kilder 10 som brukes for å sette sammen gruppen.

På grunn av at formene av trykksignaturen og effektspekteret for en gruppe frembrakt med et flertall av de foreliggende identiske kilder 10- er de samme som for de individuelle kilder 10 som utgjør gruppen, bortsett fra amplitude, vil det ikke skje noen forandring verken i formen av trykksignaturen eller i formen av effektspekteret for gruppen hvis en kilde 10 blir inoperativ i en slik kildegruppe, bortsett fra en endring i amplitude.

Fordi de skarpe impulser som utsendes av foreliggende akustiske kilde 10 har minimal fase, er prosessering av de innsamlede seismiske data sterkt forenklet.

Fordi man blir istand til å anvende identiske seismiske akustiske kilder 10 til å sette sammen en avsmalnende kildegruppe, vil det bli meget enklere å foreta vedlikehold og man eliminerer det lagerholdsproblem som er forbundet med å medføre et omfattende utvalg av reservedeler på det seismiske fartøy.

Fordi svikt i en enkelt konvensjonell luftkanon 10' i en vanlig kildegruppe vil føre til feilavstemning av denne og bevirke en vesentlig endring i formen av trykksignaturen som tilveiebringes av gruppen, er det ved bruk av en konvensjonell gruppe nødvendig å stoppe det seismiske fartøy, trekke inn den defekte kildegruppe, erstatte den defekte kanon eller flere kanongrupper 10' i gruppen, sette ut gruppen i vannet igjen og så fortsette med den seismiske undersøkelse. Alt dette er meget kostbart for brukeren av det seismiske fartøy. - Tap av en eller flere av de foreliggende akustiske kilder 10 i den her beskrevne kildegruppe vil ikke føre til feilavstemning av gruppen og den seismiske undersøkelse kan fortsette uten stans.

3. Praktiske hensyn.

Således kan den foreliggende akustiske impulskilde 10 utnytte konvensjonelle seismiske generatorer, f.eks. luftkanoner 10' og kan opereres i forbindelse med allerede eksisterende seismiske fartøyer uten at det kreves noen større modifikasjoner av disse.

omkostningene ved å bygge opp og drive disse nye energikilder 10 utgjør bare en brøkdel av de tilsvarende omkostninger som opptrer ved oppbygning og drift av kildegrupper basert på konvensjonelle ineffektive seismiske energikilder 10', eller slike systemer som er beskrevet i de representative patenter som er nevnt i den innledende del av denne beskrivelse. Den energi som kreves for å operere foreliggende kilde 10 er liten sammenlignet med den energi som forbrukes av de tidligere kjente kildegrupper satt sammen med kjente kilder 10'.

De avfyringskammere som nå eksisterer i luftkanoner kan sveises eller på annen måte sammenføyes fast med hverandre rygg mot rygg, men det må utvises omhu for å sikre at volumene av den første generator 10' og den annen generator 10'' er i overensstemmelse med betingelsene ovenfor. Kilden 10 gir akseptable resulater: P2/<p>o = 11% med bare 0,5 liter for det annet kammer 14' og 0,74 liter for det første kammer 14.

- Den nødvendige avstand mellom sentrene av åpningene 16 og 16' kan tilveiebringes ved å innsette avstandstykker mellom de foreliggende avfyringskammere for å utvide avstanden slik at

man får omkring det dobbelte av den maksimale radius av boblen 1.

For å oppnå 50 bar-m (0 - 125 Hz) i en konvensjonell kildegruppe med luftkanoner 10' trenger man omkring 49 liter luft pr. skudd ved 138 bar, hvilket betyr at den totale effekt av kompressoren må være omkring 1000 hk.

For den samme utgangsydelse på 50 bar-m krever den foreliggende kilde 10 600 hk isteden for 1000 hk.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for i vesentlig grad å redusere en trykkpuls som genereres ved en implosjon i et første område av en vannmasse, hvor en eksplosjon genereres inne i et andre utvendig område i vannmassen på omkring det tidspunkt hvor implosjonen starter i det første området, og hvor den nevnte implosjon i det første området av vannmassen genereres ved en eksplosjon, karakterisert ved at den nevnte eksplosjon i det andre område genereres i løpet av den tid da implosjons-volumet har sin maksimale verdi innenfor grenser på noen få prosent.

2. Marin akustisk kilde (10) for generering av impulsaktige akustiske signaler i en vannmasse, omfattende et signalkammer (14) som inneholder en første ladning (Va) av sterkt komprimert gass (Gl), en normalt lukket første hurtigvirkende ventilinnretning (12) som normalt holder signalkammeret (14) lukket og har en utløpsåpning (16) til vannet, et andre kammer (14') inneholdende en andre ladning (Vb) av sterkt komprimert gass (G2), en normalt lukket andre hurtigvirkende ventilinnretning (12') som normalt holder det annet kammer lukket og har en utløpsanordning (16') til vannet, styreinnretninger (20) som er innrettet for på eksplosjonsaktig måte å åpne nevnte første ventilinnretning (12) for derved å utløse den første ladning (Va) og derved generere et impulsaktig akustisk signal (P0) og en første boble (1) i et første punkt i vannmassen, idet styreinnretningene (20') også er innrettet for, deretter å åpne den annen véntilinnretning (12') for derved å frigjøre den annen ladning (Vb) fra det annet kammer (14') gjennom utløpsanordningen (16') og inn i vannet mens den første boble (1) er i det vesentlige ved sitt maksimale volum, karakterisert ved at den annen ventilinnretning (12') er innrettet for å åpnes umiddelbart etter at nevnte vannmasse starter å implodere den første boble (1), at den annen ladning (Vb) er innrettet for ved sin utløsning å generere en andre boble (2) i et andre punkt i vannmassen, hvilken annen boble (2) har i det vesentlige samme volum som den nevnte første boble (1), og at avstanden mellom det første og annet punkt er omkring det dobbelte av maksimal radius av den første boble (1).

3. Akustisk kilde (10) ifølge krav 2, karakterisert ved at den første ventilinnretning (12) er en første luftkanon, at den annen ventilinnretning (12') er en andre luftkanon og at en anordning (32) er innrettet til å holde utløpsåpningen (16) og utløpsanordningen (16') på de nevnte luftkanoner adskilt med en avstand som er i det vesentlige lik omkring det dobbelte av den maksimale radius av den første boble (1).