NO301354B1 - Akustisk kildeanordning - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder marin seismikk og nærmere bestemt akustiske kilder for bruk ved seismiske undersøkelser til havs.

Til forskjell fra de lenge kjente "eksplosive" akustiske impuls-kilder såsom luftkanoner, er det ved seismiske under-søkelser i de senere år tatt i bruk vibrasjonskilder eller - transdusere, særlig de såkalte flekstensjonale transdusere. Oppfinnelsen er basert på anvendelse av slike vibrasjons-transdusere, det vil si flekstensjonale transdusere eller andre typer vibrasjonsinnretninger, herunder transdusere av stempeltypen.

Eksempler på kjente flekstensjonale transdusere er blant annet å finne i norsk patent 162.134 og US-patent 5.005.665, idet begge disse kjente utførelser er noe spesielle og basert på landseismikk. Kjente eksempler på akustiske kildegrupper eller -undergrupper for seismiske formål, omfattende blant annet vibrasjonsenheter eller -transdusere, finnes i US-patentene 4.914.636, 4.918.668 og 5.281.773. Ingen av disse er imidlertid spesielt opptatt av å heve lavfrekvens-effekten for den akustiske kilde. Videre skal nevnes en artikkel i Geophysical Prospecting 28, 1980: Interaction Effeets in Marine Seismic Source Arrays. Det som der er beskrevet har effekter som fremkommer når akustiske kilder i en gruppe (array) har forholdsvis stor avstand fra hverandre, det vil si utenfor hverandres nærfelt.

Et problem ved vibrasjons-transdusere er å oppnå ønsket høy avgitt akustisk effekt ved lave frekvenser, såsom i området ned mot 100 Hertz. Forbedret lavfrekvensrespons er oppnåelig ved økning av transduserenhetenes dimensjoner, men dette byr på praktiske og kostnadsmessige ulemper.

På bakgrunn av den generelt kjente teknikk tar således oppfinnelsen utgangspunkt i en akustisk kildeanordning for seismiske undersøkelser til havs, omfattende i det minste én aktiv vibrasjonstransduser innrettet til å eksiteres med et sveipesignal innenfor et ønsket frekvensområde. Det nye og særegne ved anordningen ifølge oppfinnelsen går i første rekke ut på å anordne i det minste én ytterligere passiv vibrasjonstransduser plassert med slik liten innbyrdes avstand mellom transduserne at interaksjon mellom disse medfø-rer en relativ hevning av hele kildeanordningens frekvensrespons ved lave frekvenser.

En særlig foretrukket form for vibrasjonstransdusere i anordningen ifølge oppfinnelsen, er flekstensjonale transduserenheter, som kan være av i og for seg kjente konstruk-sjoner.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser prinsippene for en akustisk kildeanordning

ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 viser diagrammer for illustrasjon av den forbedrede lavfrekvensrespons som er mulig ved hjelp av oppfinnelsen.

Som illustrert på fig. 1 er det anordnet to eller flere vibrasjonstransdusere 1, 2, 3 med forholdsvis liten innbyrdes avstand, slik at det blir en gjensidig virkning mellom disse under eksitasjon. Som kjent vil denne eksitasjon, det vil si det påtrykte drivsignal være sveipet i frekvens innenfor det ønskede frekvensområdet.

Rent skjematisk og forenklet viser fig. 1 disse transduserenheter 1, 2 og 3 forsynt med f lekstensjonale trans-duserskall, henholdsvis IA, 2A og 3A, idet en omgivende ramme eller lignende av firkantet form er antydet. Transduseren 1 er i dette eksempel en aktiv transduser, det vil si innehold-ende et drivelement 10 basert f.eks. på magnetostriktiv effekt, slik som tidligere kjent. Transduseren 2 er imidlertid i dette tilfellet ikke forsynt med noen drivelement, det vil si denne transduser kan betegnes som passiv. Det samme gjelder enheten 3 som bare er stiplet inn, idet forslaget i prinsippet gjelder anordninger med to eller flere transduser enheter sammenstilt.

Ved eksitasjon av enheten 1 vil den eller de øvrige enheter 2, evt. 3, på grunn av nærheten til enheten 1, også vibrere med, og det har overraskende vist seg at et slikt samspill fører til en forbedret lavfrekvensrespons.

En slik virkning inntrer bare når de to eller flere enheter har en tilstrekkelig liten innbyrdes avstand, som angitt med B på fig. 1, regnet som senteravstand mellom enhetene 1 og 2. Populært uttrykt i seismikk-terminologi ansees den her angitte effekt å opptre når transduserenhetene er plassert innenfor nærfeltet av hverandre.

I eksemplet på fig. 1 er bare én av enhetene, nemlig transduseren 1, forsynt med et drivelement 10, mens de øvrige er passive. Den her angitte effekt vil også kunne opptre når to eller flere av enhetene i arrangementet er av den aktive, det vil si eksiterte type.

Kurvene i diagrammene A og B på fig. 2 viser et eksempel på forbedring av lavfrekvensresponsen, idet diagram A repre-senterer frekvensgangen for en aktiv transduserkilde alene, mens diagram B viser den samme aktive enhet i samvirke med en tilsvarende enhet, men passiv, plassert i en liten (praktisk minste) avstand fra den aktive enhet. Lavfrekvensresponsen er betydelig bedre i diagram B.

Claims (3)

1. Akustisk kildeanordning for seismiske undersøkelser til havs, omfattende i det minste én aktiv vibrasjonstransduser (1) innrettet til å eksiteres med et sveipesignal innenfor et ønsket frekvensområde, karakterisert ved i det minste én ytterligere og passiv vibrasjonstransduser (2,3) plassert med slik liten innbyrdes avstand (B) mellom transduserne at interaksjon mellom disse medfører en relativ hevning av hele kildeanordningens frekvensrespons ved lave frekvenser.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at vibrasjonstransduserne er f lekstensjonale transduserenheter.

3. Anordning ifølge krav l eller 2, karakterisert ved at i det minste noen av transdusernes hovedflater for lyd-avgivelse er vendt mot hverandre.