DE2036514C3 - Method and device for underwater seismic prospecting - Google Patents
Method and device for underwater seismic prospectingInfo
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Description
vermindert wird; ferner wird zusätzliche Schleppkraft erforderlich und die Anordnung ist relativ aufwendig und kostspielig.is decreased; furthermore, additional towing force is required and the arrangement is relatively complex and expensive.
Ein Verfahren zur Verbesserung der Auslegbarkeit von Seismogrammen ist bekannt (DT-AS 12 05 295), bei 5 dem eine Filterstufe von verschiedenen Filtern verwendet wird, um organisierte und zufällige Störungen zu beseitigen. Dies wird bei diesem bekannten Vorschlag dadurch erreicht, daß die von zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Sprengungen herrührenden Signale mittels verschiedener Filter mit verschiedenen Bandbreiten und verschiedenen Phasenverzögerungen gefiltert und die Signale jeder Spur entsprechend einer gleichen Geophongruppe am Verstärkerausgang summiert werden. Es wird somit bei dem bekannten Vorschlag grundsätzlich eine Zeitraffung vorgenommen, so daß die aus mehreren Sprengungen gewonnenen Aufzeichnungen einer Explosion zu entstammen scheinen.A method for improving the interpretability of seismograms is known (DT-AS 12 05 295), at 5 which a filter stage of different filters is used to remove organized and random disturbances remove. This is achieved in this known proposal in that the two or more successive blasting signals by means of different filters with different Bandwidths and different phase delays are filtered and the signals of each track correspond to one of the same geophone group at the amplifier output. It is thus known in the case of the Proposal basically made a time lapse, so that those gained from several explosions Records of an explosion appear to have originated.
Des weiteren ist aus der DT-OS 14 73 951 ein Verfahren zur Bestimmung der Empfangszeit von Signalen bekannt, die ein Medium durchlaufen haben, wobei einem Medium eine Anzahl Wellen zugeführt und diese Wellenzüge nach ihren Durchtritt durch das Medium aufgefangen werden. Hierbei weist jeder Wellenzug eine bestimmte, von der anderer Wellenzüge abweichende Frequenz und begrenzte Länge auf, und es wird ein kombiniertes Signal gebildet, indem die aufgefangenen Wellenzüge in der zeitlichen Beziehung kombiniert werden, in der die aufgefangenen Wellenzüge, die den Wellenzügen ohne Durchgang durch das Medium entsprechen, während einer Periode eines Wellenzuges in Phase sind. Aus dieser Druckschrift ist bekannt in der Seismik mit kombinierten Signalen zu arbeiten und eine zeitliche Zusammenfassung der Signale zu erreichen.Furthermore, from DT-OS 14 73 951 a method for determining the time of receipt of Known signals that have passed through a medium, wherein a medium is supplied with a number of waves and these wave trains are caught after they have passed through the medium. Here everyone knows Wave train has a certain frequency and limited length that differs from that of other wave trains, and it a combined signal is formed by placing the intercepted wave trains in the time relationship are combined, in which the captured wave trains, which the wave trains without passing through the Medium correspond to are in phase during a period of a wave train. From this publication is known in seismics to work with combined signals and a temporal summary of the Signals to achieve.
Weiterhin ist in der Seismik unter der Bezeichnung »VIBROSEIS«-Verfahren ein Laufzeitverfahren bekanntgeworden (»Erdöl und Kohle«, 1964, S. 699 — 707), aus dem hervorgeht daß in der Sprengseismik vor dem Jahre 1964 (ohne überzeugenden Erfolg) versucht worden ist, als wiederholbaren Kern der »Nachricht« ein Ricker-Wavelat zur Korrelation zu verwenden, da unerwünschte Störungen ähnliche Impulsformen besitzen und dann mitkorreliert werden. Bei diesem vorgenannten Verfahren wird zwar die Technik der Querkorrelation, die an sich in der Fabrik bekannt ist, verwendet es handelt sich jedoch nicht um ein Verfahren, bei dem Explosivstoffe verwendet werden, die in größerer Wassertiefe zur Detonation gebracht worden sind.Furthermore, a run-time method has become known in seismic under the designation "VIBROSEIS" method ("Erdöl und Kohlen", 1964, pp. 699-707), from which it emerges that in the explosive seismic before In 1964 (without convincing success) attempts were made as the repeatable core of the "message" to use a Ricker wavelat for correlation, since undesired interferences have similar pulse shapes and then be correlated. In this aforementioned method, although the technology of Cross-correlation, which is known per se in the factory, is used but is not a Process in which explosives are used which are detonated at greater depths in the water have been.
Schließlich ist eine Methode zur Festlegung einer äußeren Reflektorgeometrie bekannt (»Geophysics« April 1959, S. 233 — 261), wobei die charakteristischen Eigenschaften des komplexen Eingangssignals durch Auswerten der selbsttätigen Korrelation des empfangenen Signals bestimmt werden. Um den inversen Operator festlegen zu können, ist es dann wichtig, daß das ursprüngliche komplexe Signal, das inversiert werden soll, ein Phasenminimum ist da anders der inverse Operator nicht bestimmt werden kann. Ein derartiges Verfahren ist jedoch in Verbindung mit dem Blasenimpuls nicht brauchbar, da die Blasenimpulsfolge kein Phasenminimum ist sondern eine gemischte Phase. Ihr inverser Wert kann nur aus einer direkten Kenntnis der eigenen tatsächlichen charakteristischen Eigenschaften bestimmt werden. Aus dieser Entgegenhaltung ist für den Durchschnittsfachmann als bekannt zu entnehmen, daß dann, wenn eine Explosion in Wassei vorgenommen wird, der Anfangsimpuls Wiederholungen aufweist. Kennt man die Charakteristik de; Wasserkörpers, können die charakteristischen Eigen· schäften der Wiederholungen, insbesondere die Zeitintervalle und ihre entsprechenden Amplituden bestimm! werden. Hat man diese Information, kann ein inverses Filter erstellt werden. Die Entgegenhaltung bezieht sich somit nur auf die seismische Filtertheorie, die in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag an sich als bekannt vorausgesetzt wird. Weiterhin ist ir Zusammenhang mit dieser Entgegenhaltung von Bedeutung, daß jeder Vorschlag zur Verwendung von Explosivsloffen bei der küstenfernen Erkundung vermieden wird.Finally, a method for defining an external reflector geometry is known ("Geophysics" April 1959, pp. 233-261), with the characteristic Properties of the complex input signal by evaluating the automatic correlation of the received Signal can be determined. In order to be able to define the inverse operator, it is then important that the original complex signal that is to be inverted, a phase minimum is different from that inverse operator cannot be determined. However, such a method is in connection with the Bubble pulse not usable because the bubble pulse sequence is not a phase minimum but a mixed phase. Their inverse value can only be obtained from a direct knowledge of one's own actual characteristic properties to be determined. This citation is known to those of ordinary skill in the art as too infer that when an explosion is made in Wassei, the initial pulse will repeat having. If one knows the characteristic de; Body of water, the characteristic properties can the repetitions, especially the time intervals and their corresponding amplitudes! will. If you have this information, an inverse filter can be created. The citation relates thus only on the seismic filter theory in connection with the proposal according to the invention is assumed to be known per se. In connection with this citation it is also important that that any suggestion of the use of explosives in offshore exploration was avoided will.
Aus vorstehendem ergibt sich, daß bei bekannten seismischen Unterwassererkundungssystemen, die mit in größerer Wassertiefe arbeitenden Detonatoren arbeiten, die einzigen Versuche zur Lösung dieses Problems darin bestanden haben, die nachfolgenden, d. h. die sekundären Gasblasenexpansionen physikalisch mit einem Käfig zu lösen, wobei der Nachteil in Kauf genommen wusde, daß die Leistungsfähigkeit der Anordnung auf Grund des Energieverlustes ganz entscheidend verringert worden istFrom the above it follows that in known seismic underwater exploration systems with Detonators working at greater depths are the only attempts to solve this The problem has been the following, i. H. the secondary gas bubble expansions physical to solve with a cage, the disadvantage being accepted that the performance of the Arrangement has been significantly reduced due to the loss of energy
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die bei der Erzeugung seismischer Energie in genügend großer Wassertiefe zusätzlich und nachfolgend zum primären Druckstoß entstehenden sekundären Druckstoße, die durch Oszillationen der beispielsweise durch eine Sprengstoffexplosion entstehenden Gasblase im Wasser erzeugt werden, zu erfassen und zu berücksichtigen, und nicht — wie dies bei bereits bekannten Verfahren, z.B. nach dem Tlexotir-Verfahren üblich ist — zu unterdrücken.The object of the present invention is to generate sufficiently large seismic energy Water depth in addition to and subsequent to the primary pressure surge occurring secondary pressure surges, the by oscillations of the gas bubble in the water, for example caused by an explosive generated, recorded and taken into account, and not - as is the case with already known methods, e.g. after the Tlexotir process is common - to suppress.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich wesentliche Vorteile dann ergeben, wenn man es unterläßt die physikalische Erscheinung der sekundären Blasenexpansionen zu unterdrücken, und daß man die Korrektur, die zur Beseitigung fehlerhafter Resultate benötigt wird, in einer späteren Stufe durchführt d. h. bei der Anzeige und Bewertung der Signale, die von den seismischen Impulsen erzeugt werden, welche von den Erdschichten unter dem Meeresboden reflektiert werden. Im Falle der Erfindung wird somit die Verschiebung der Korrektur von der Meeresumgebung in die aufnehmende, anzeigende und bewertende Anordnung der Vermessungseinrichtung selbst verlegt. Dabei hat man erkannt daß kein Käfig hierzu erforderlich ist so daß die Ausnutzung eines Maximums an seismischer Energie, die durch die Detonation bei seismischen Meeresuntersuchungsanordnungen erzeugt wird, möglich istThe invention is based on the knowledge that there are significant advantages when you use it fails to suppress the physical phenomenon of secondary bubble expansion, and that the Corrections required to eliminate incorrect results are carried out at a later stage d. H. in displaying and evaluating the signals generated by the seismic pulses generated by the Earth layers are reflected under the sea floor. In the case of the invention, the Shifting the correction from the marine environment to the receiving, indicating and evaluating Arrangement of the surveying device itself laid. It was recognized that there was no cage for this is required so that the exploitation of a maximum of seismic energy generated by the detonation marine seismic survey arrangements is generated
Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art vorgeschlagen, daß zweite Signale aufgezeichnet werden, die den nichtreflektierten Wellenzug darstellen, der durch die primäre und die sekundären) Expansionen) hervorgerufen wird, daß ein Operator erstellt wird, der die Kurvenfonn der zweiten Signale in eine vorgewählte Kurvenfonn umformt und die ersten Signale mit dem Operator so gefiltert werden, daß Ausgangssignale entstehen, die Ausgangssignalen entsprechen, welche bei Fehlen von sekundären Expansionen der Blase erzeugt worden wären.According to the invention it is proposed in a method of the type specified that the second Signals are recorded representing the non-reflected wave train passing through the primary and the secondary) expansions) that a Operator is created, which the curve form of the second Signals are converted into a preselected curve shape and the first signals are filtered with the operator so that that output signals arise which correspond to output signals, which in the absence of secondary Expansions of the bladder would have been produced.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Ansprach 5 niedergelegtAnother embodiment of the method according to the invention is set out in spoke 5
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Einrichtung vorgeschlagen, die dadurchTo carry out the method according to the invention, a device is proposed that thereby
gekennzeichnet ist, daß wenigstens ein zusätzlicher Druckwandler zur Erzeugung von zweiten Signalen vorgesehen ist, die den nichtreflektierten Wellenzug darstellen, der durch die primäre und die sekundäre(n) Expansion(en) entsteht, und daß eine Vorrichtung zur Beeinflussung eines Operators die Kurvenform der zweiten Signale in eine vorgewählte Kurvenform umformt, die ersten Signale ausfiltert, wobei der Operator Ausgangssignale erzeugt, die Ausgangssignalen entsprechen, welche bei Fehlen von sekundären ,0 Expansionen der Blase erzeugt worden wären.is characterized in that at least one additional pressure transducer is provided for generating second signals, which represent the non-reflected wave train, which is created by the primary and the secondary (s) expansion (s), and that a device for influencing an operator, the curve shape of the second signals in a preselected waveform transforms, filters out the first signals, wherein the operator generates output signals corresponding to output signals that would have been generated in the absence of secondary, 0 expansion of the bladder.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.
Im Falle vorliegender Erfindung werden somit Explosivladungen in einer solchen Tiefe zur Detonation gebracht, daß die Blasenimpulsfolge ohne Behinderung ausgebildet werden kann, und daß entweder die Einflüsse der sekundären Blasenexpansionen im Stadium der Verarbeitung der aufgezeichneten seismischen Daten entfernt werden oder die charakteristische Impulsfolge, die von den sekundären Blasenexpansionen erzeugt wird, verwendet wird, um die Qualität der entstehenden seismischen Daten mit Hilfe einer zeitllichen Kompression des Auftretens in Koinzidenz mit der ersten Expansion zu verstärken.In the case of the present invention, explosive charges are thus detonated at such a depth brought that the bubble pulse train can be formed without hindrance, and that either the Influences of secondary bubble expansion at the stage of processing the recorded seismic Data are removed or the characteristic pulse train produced by the secondary bubble expansions is used to assess the quality of the resulting seismic data with the help of a increase temporal compression of the occurrence in coincidence with the first expansion.
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Explosion, die eine Blase erzeugt, welche ein expandierendes Gasvolumen hohen Druckes enthält, in einer ausreichenden Tiefe vorgenommen, damit verhindert wird, daß Gas direkt in die Atmosphäre entweicht. Die erste Expansion der Gasblase erzeugt im Wasser einen ersten akustischen Impuls, der anschließend an den Erdschichten unter dem Meeresboden reflektiert wird. Die Gasblase fällt im Anschluß an die erste Expansion zusammen und expandiert erneut, so daß im Wasser mindestens ein erster sekundärer akustischer Blasenimpuls erzeugt wird, der ebenfalls von den Erdschichten unter dem Meeresboden reflektiert wird. Die Reflexionen des ersten akustischen Impulses und mindestens des ersten sekundären akustischen Blasenimpulses werden angezeigt und daraus wird ein seismischer Wellenzug abgeleitet. Dann wird ein Operator aus einem charakteristischen Merkmal des ersten sekundären akustischen Blasenimpulses erstellt, und der seismische Wellenzug wird von dem Operator beaufschlagt. Bevorzugte Operatoren und ihre Erstellung sind nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. When practicing the method according to the invention, an explosion, a bubble generated, which contains an expanding gas volume of high pressure, made at a sufficient depth, this prevents gas from escaping directly into the atmosphere. The first expansion of the The gas bubble creates an acoustic impulse in the water, which then hits the layers of the earth beneath the Sea floor is reflected. The gas bubble collapses following the first expansion and expands again so that at least a first secondary acoustic bubble pulse is generated in the water which is also reflected by the layers of the earth beneath the sea floor. The reflections of the The first acoustic pulse and at least the first secondary acoustic bubble pulse are displayed and from this a seismic wave train is derived. Then an operator becomes an characteristic feature of the first secondary acoustic bubble impulse created, and the seismic one Wave train is acted upon by the operator. Preferred operators and how to create them are described below in connection with the drawing.
Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigtIn the following the invention in connection with the drawing on the basis of an exemplary embodiment explained it shows
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung, mit der eine Blase unter Wasser erzeugt wird, welche ein zu Anfang expandierendes Volumen eines Gases hohen Druckes enthält,F i g. 1 a schematic representation of a device, with which a bubble is created underwater, which is an initially expanding volume of a Contains high pressure gas,
F i g. 2 die primären und die sekundären Expansionen und Kontraktionen der Gasblase,F i g. 2 the primary and secondary expansions and contractions of the gas bubble,
F i g. 3 eine Wellenform, die eine Blasenimpulsfolge darstellt, welche durch die primären und die sekundären Blasenexpansionen erzeugt wird,F i g. 3 is a waveform representing a bubble pulse train represents which is produced by the primary and the secondary bubble expansions,
F i g. 4 die aufgenommene seismische Wellenfolge,F i g. 4 the seismic wave sequence recorded,
F i g. 5 die gewünschte seismische WeUenfolge,F i g. 5 the desired seismic sequence,
Fig.6 schematisch ein Verarbeitungssystem unter Verwendung eines Querkorrelators undFig.6 schematically shows a processing system below Using a cross correlator and
Fig.7 sctiematisch ein Verarbeitungssystem unter Verwendung eines Konvolvers.Fig.7 shows a processing system below Use of a convolver.
In F i g. 1 ist ein Zündsystem zur Erzeugung von Unterwasserexplosionen dargestellt, wobei jede Explosion eine Blase, die ein expandierendes Volumen eines Gases hohen Druckes enthält, in so großer Tiefe erzeugt, daß das Gas nicht direkt mit der Atmosphäre in Verbindung kommt. Vorzugsweise weist eine Ladungs-Startvorrichtung durch Schlagwirkung zündbare Explosivladungen 12 auf. Jede Ladung 12 enthält einen Verzugszünder, der die Ladung in einem Abstand von der Startvorrichtung 10 zur Detonation bringt, da während des Betriebes die Startvorrichtung 10 von einem seismischen Schiff 14 in einer bestimmten Tiefe unter der Wasseroberfläche geschleppt wird. Die Richtungsstabilität der Startvorrichtung 10 wird durch geeignete Minenabweiser 15 aufrechterhalten. Eine flexible Leitung 16 koppelt eine Ladevorrichtung 18 an Deck des Schiffes 14 mit der Startvorrichtung 10. Die Ladungen 12 wandern unter dem Vortrieb des Wasserdruckes durch die Leitung 16.In Fig. 1 shows an ignition system for generating underwater explosions, each explosion a bubble containing an expanding volume of high pressure gas at such a great depth creates that the gas does not come into direct contact with the atmosphere. Preferably has a charge starting device explosive charges 12 which can be ignited by impact. Each charge 12 contains one Delay detonator, which detonates the charge at a distance from the starting device 10, there during operation, the launch device 10 of a seismic ship 14 at a certain depth is dragged under the surface of the water. The directional stability of the starting device 10 is through suitable mine deflectors 15 are maintained. A flexible line 16 couples a charging device 18 Deck of the ship 14 with the launching device 10. The charges 12 migrate under the propulsion of the Water pressure through line 16.
Beispielsweise wird die Startvorrichtung 10 hinter dem seismischen Schiff 14 mit einer Geschwindigkeit von sechs bis zehn Knoten pro Stunde in einer Tiefe von etwa 6 — 15 m unterhalb der Wasseroberfläche gezogen. Ein Operator trifft nacheinander Vorkehrungen, damit jede Ladung 12 sich unter dem Wasserdruck in die Startvorrichtung 10 bewegt. Wenn die Ladung 12 das Ende des Bahnverlaufes erreicht hat, wird ihre Bewegung durch ein Schlagelement 20 angehalten, das einen Zündstift in der Ladung 12 beaufschlagt, wodurch eine Zündvorrichtung in der Ladung 12 betätigt wird. Dann wird die Ladung 12 aus der Startvorrichtung 10 durch den Wasserstrom unter Druck zwischen der Ladung und der Wandung 22 der Startvorrichtung 10 ausgestoßen. Die Detonation der ausgestoßenen Ladung 12 wird durch den Verzugszünder so lange verzögert, bis ein Abstand von etwa 2 — 3 m zwischen der in Betrieb genommenen Ladung und der sich bewegenden Startvorrichtung 10 erreicht ist.For example, the launcher 10 is behind the seismic ship 14 at a speed from six to ten knots per hour at a depth of about 6-15 m below the surface of the water drawn. An operator, in turn, takes precautions to keep each cargo 12 under the water pressure moved into the starting device 10. When the load 12 has reached the end of its path, its Movement is stopped by a striking element 20 which acts on a detonator in the charge 12, whereby an ignition device in charge 12 is actuated. Then the charge 12 emerges from the starting device 10 by the flow of water under pressure between the cargo and the wall 22 of the starting device 10 pushed out. The detonation of the ejected charge 12 is made so long by the delay detonator delayed until there is a distance of about 2 - 3 m between the loaded load and the itself moving starting device 10 is reached.
Nach F i g. 2 wird bei einer Detonation die chemische Energie in der Ladung 12 plötzlich in kinetische Energie einer rasch expandierenden Gasblase umgewandelt Im Wasser wird somit eine Blase 30 aufgebaut, die ein expandierendes Gasvolumen hohen Druckes enthält. Da die Gasblase 30 bei einer Tiefe von etwa 10 bis 15m erzeugt wird, kann sie nicht direkt mit der Atmosphäre in Verbindung kommen. Die Gasblase 30 erfährt eine sehr rasche primäre Expansion, die durch die radial nach außen gerichteten Pfeile an der Blase 30 nach F i g. 2 dargestellt ist und die bewirkt daß das umgebende Wasser plötzlich stark komprimiert wird. Die Kompression des Wassers erzeugt den gewünschten primären Impuls 30' nach F i g. 3, der durch das Wasser hindurch nach außen fortgesetzt wird und im Anschluß daran von den Erdschichten unter dem Meeresboden reflektiert, angezeigt und von einem Leitkabel 24 (Streamerkabel) durch Detektoren, z. B. Hydrophone, aufgezeichnet wirdAccording to FIG. 2, in the event of a detonation, the chemical energy in the charge 12 suddenly turns into kinetic energy converted into a rapidly expanding gas bubble. A bubble 30 is thus built up in the water, which is a contains expanding gas volume of high pressure. Since the gas bubble 30 at a depth of about 10 to 15 m is generated, it cannot come into direct contact with the atmosphere. The gas bubble 30 experiences a very rapid primary expansion indicated by the radially outwardly directed arrows on the bladder 30 according to FIG. 2 and which causes the surrounding water to be suddenly strongly compressed. The compression of the water produces the desired primary pulse 30 'of FIG. 3, who passed through the water continues to the outside and is then reflected by the layers of earth beneath the sea floor, displayed and from a guide cable 24 (streamer cable) by detectors, e.g. B. Hydrophones recorded will
Im Anschluß an die primäre Expansion fällt die Gasblase in bekannter Weise in einen bei 32 gezeigten Zustand zusammen, wie durch die in radialer Richtung nach innen orientierten Pfeile angedeutet ist Die komprimierte Blase 32 expandiert dann erneut in die expandierte Stellung 34. Die Expansion der Blase 34 erzeugt im Wasser einen ersten weiteren akustischen Blasenimpuls 34' (Fig.3), der durch das Wasser nach außen abgestrahlt wird Der erste weitere Impuls 34' wird auch von den Erdschichten unter dem Meeresboden reflektiert Im Anschluß daran fällt die Blase 34 in eine kontrahierte Gasblase zusammen, die dann eineFollowing the primary expansion, the gas bubble falls into one shown at 32 in a known manner State together, as indicated by the arrows oriented inward in the radial direction The compressed bladder 32 then expands again to the expanded position 34. The expansion of the bladder 34 generates a first further acoustic bubble pulse 34 '(FIG. 3) in the water, which afterwards through the water The first further pulse 34 'is also emitted from the layers of the earth below the sea floor reflected Subsequently, the bubble 34 collapses into a contracted gas bubble, which then becomes a
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dritte Expansion erfährt, d. h. eine zweite weitere Expansion usw.third expansion, d. H. a second further expansion, etc.
Die gesamte Folge von Gasblasenexpansionen und -kontraktionen bildet eine Impulsfolge von akustischen Impulsen.The entire sequence of gas bubble expansions and contractions forms a pulse sequence of acoustic ones Impulses.
Eine Methode zur Anzeige dieser Impulsfolge besteht darin, daß eine entsprechende Anzeigevorrichtung 40, z. B. ein Druckwandler oder Hydrophon, zusätzlich zu denen des Kabels 24 so nahe wie praktisch möglich an einer Explosionsladung 12 vorgesehen wird. Die Anordnung des Detektors 40 relativ zu der Startvorrichtung 10 wird dadurch bestimmt, wie weit der Detektor 40 den hohen Überdrücken widerstehen kann, die im Wasser durch die auf die Detonationen der Ladungen 12 folgenden Explosionen erzeugt werden, ,5 und ferner dadurch, wie weit der Detektor 40 die Druckwellenform, die durch die Explosion der Ladung 12 erzeugt wird, zuverlässig wiedergeben kann. Der Detektor 40 wird deshalb genügend weit entfernt von der Detonationsstelie angeordnet, damit er nicht durch die Detonation beschädigt oder beeinflußt wird.One method of displaying this pulse train is that a corresponding display device 40, e.g. B. a pressure transducer or hydrophone, in addition to those of the cable 24, is provided as close as practically possible to an explosive charge 12. The arrangement of the detector 40 relative to the starting device 10 is determined by how far the detector 40 can withstand the high overpressures generated in the water by the explosions following the detonations of the charges 12, 5 and also by how far the Detector 40 can reliably reproduce the pressure waveform generated by the explosion of charge 12. The detector 40 is therefore arranged far enough away from the detonation site that it is not damaged or influenced by the detonation.
Der Detektor 40 überträgt die Zeitdauer des Auftretens eines jeden der aufeinanderfolgenden akustischen Blasenimpulse, und ferner auch möglichst die Amplituden und die Impulsformen des Anfangsimpulses und der ersten und nachfolgenden weiteren Impulse auf ein Aufzeichnungsgerät an Bord des Schiffes 14. Es wird eine Aufzeichnung der Folge von Impulsen vorgenommen, die von dem Detektor 40 aufgenommen werden, vorzugsweise durch das herkömmliche seismische Aufzeichnungsgerät, und gleichzeitig mit der Aufzeichnung der angezeigten seismischen Signale, die durch die Signale verursacht wird, die von den Erdschichten unterhalb des Meeresbodens reflektiert werden. Die reflektierten seismischen Signale werden durch das herkömmliche seismische Kabel 24 angezeigt, das eine seismische Wellenform 24' ergibt, wie in F i g. 4 gezeigt.The detector 40 transmits the duration of the occurrence of each of the successive ones acoustic bubble impulses, and also, if possible, the amplitudes and the impulse shapes of the initial impulse and the first and subsequent further pulses to a recording device on board the Ship 14. A record is made of the train of pulses emitted by detector 40 are recorded, preferably by the conventional seismic recorder, and simultaneously with the recording of the indicated seismic signals caused by the signals that be reflected from the layers of the earth beneath the sea floor. The reflected seismic signals are indicated by conventional seismic cable 24 which gives a seismic waveform 24 ', as in Fig. 4 shown.
Fig.3 stellt eine typische Aufzeichnung einer Blasenimpulsfolge 40' dar, wie sie durch den Detektor 40 40, üblicherweise ein Hydrophon, angezeigt wird. Wie vorstehend ausgeführt, erzeugt die primäre Expansion der Blase 30 einen verhältnismäßig großen Anfangsimpuls 30'. Die zweite Expansion der Blase 34 erzeugt einen ersten, weiteren Blasenimpuls 34', die dritte 45 Blasenexpansion erzeugt den zweiten, weiteren Blasenimpuls 37, die vierte Blasenexpansion erzeugt den dritten weiteren Blasenimpuls 38 usw. Gleichzeitig mit der Aufzeichnung der Blasenimpulsfolge 40' mit Hilfe des Detektors 10 wird im seismischen Aufzeichnungsge- 50 rät an Bord des Schiffes 14 die seismische Wellenfolge 24' (Fig.4) mit Hilfe des Kabels 74 nach Fig. 1 aufgezeichnet Ande-erseits kann die ßlasenimpulsfolge 40' aus den herkömmlichen seismischen Daten abgeleitet werden, wie sie mit Hilfe des Kabels 24 in 55 konventioneller Weise aufgezeichnet werden, indem die direkte Ankunft der seismischen Signale an jeder Detektorgruppe im Kabel 24 aufgezeichnet wird. Dies kann durch Einstellung der Entstehungszeiten der Aufzeichnungen erreicht werden, die aus der Vielzahl 60 der seismischen Detektorgruppen im Kabel 24 erhalten werden, so daß alle erstankommenden Signale so aufgezeichnet werden, als wenn sie gleichzeitig aufgenommen würden. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß diese Technik darin besteht, die bei direkter 65 Ankunft erhaltene Entnahme aus den individuellen Lmienzügen zu beseitigen, wobei jeweils ein Linienzug für jede Detektorgruppe vorgesehen ist ADe diese Figure 3 depicts a typical recording of a bubble pulse train 40 'as indicated by detector 40 40, typically a hydrophone. As stated above, the primary expansion of the bubble 30 produces a relatively large initial momentum 30 '. The second expansion of the bubble 34 generates a first, further bubble pulse 34 ', the third 45 bubble expansion generates the second, further bubble pulse 37, the fourth bubble expansion generates the third further bubble pulse 38, etc. Simultaneously with the recording of the bubble pulse sequence 40' with the aid of the detector 10 is advised in the seismic Aufzeichnungsge- 50 on board of the vessel 14, the seismic wave train 24 '(Figure 4) with the aid of the cable 74 of FIG. 1 is recorded ande erseits can ßlasenimpulsfolge 40' are derived from the conventional seismic data, such as they are recorded by means of cable 24 in the conventional manner by recording the direct arrival of seismic signals at each detector array in cable 24. This can be accomplished by adjusting the timing of the recordings obtained from the plurality 60 of seismic detector arrays in cable 24 so that all incoming signals are recorded as if they were being recorded simultaneously. In other words, this means that this technique consists in eliminating the extraction received on direct arrival from the individual lines, one line being provided for each detector group ADe these
Linienzüge werden dann summiert. Zufallsgeräusch wird in einer solchen Summe aufgehoben, während der primäre Impuls und die folgenden sekundären Blasenimpulse sich verstärken, so daß der Summenlinienzug eine ziemlich getreue Wiedergabe der Impulse ist, die die Impulsfolge 40' bilden (F i g. 4). In iedem Falle wird bei jeder Detonation einer 12 eine Blasenimpulsfolge 40' aufgezeichnet, wird eine Tabelle Hör 7»;i;»i.—" ;--■--- Lines are then summed up. Random noise is canceled out in such a sum as the primary pulse and subsequent secondary bubble pulses amplify, so that the cumulative trace is a fairly faithful representation of the pulses making up pulse train 40 '(Fig. 4). In any case, with each detonation of a 12, a bubble pulse sequence 40 'is recorded, a table of Hearing 7 »; i;» i.— "; - ■ ---
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erstellt.ersS,
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ervÄervÄ
KPUlS,relativ ZU dem Primären lmP"ls beispielsweise in Fig.3 gezeigt ist dasK PUIS , relative to the primary lm P "ls shown in Figure 3, for example
f:ZsTi Tr™ de f m ersten sek=Bsi f: ZsTi Tr ™ de f m first sec = Bsi
ZeftinIri ,"nddeum Anfangsimpuls 30' gleich tu das .mo! 37^nHΤ0*1'" dem 2Weiten seku"dären Blasenirnpuls 37 und dem ersten sekundären Blasenimpuls 34' ZeftinIri, " ndde u m initial impulse 30 'equals t u das .mo! 37 ^ nHΤ 0 * 1 '" the 2 wide secondary bladder impulse 37 and the first secondary bladder impulse 34 '
Ll"^? kann auch eine Tabelle für dieLl "^? Can also be a table for the
Frfin,?1 einen] wesentlichen Merkmal vorliegender SÄTI r °PeratOr aus einem charakiristi-34«erste« H ?* ^*"' sekunda™ Blasenimpulses diesem (L? u sei f smische Wellenzug 24' wird mit Si? Z » beaufschlW damit ein gewünschterFrfin,? 1 a] significantly en feature of the present saeti r ° ator of a charakiristi-34 "first" H? * ^ * "'Sekunda ™ bubble pulse this (L u is? F smische wave 24' with Si? Z" beaufschl W as with a desired
durcm h ISC d h as KafT"! 24" (Fig-5) erhalt"n wird· der ImDulsfoll S 4 anßezeigl würde, wenn die ζ BI nur Jf!η Γ, einem ein2i&en ImPuls bestünde, is obtained n "· the ImDulsfoll S 4 anßezei g lw ould when the ζ BI only Jf η Γ, a ein2i & s in P uls would, - By J m h ISC i.e. as kaft!" 24 "(Figure 5)!
,. nur aus dem Anfangsimpuls 30'
Blasenimr Du e.rfen ^?führun^<>™ "ach F i g. 6 wird der
operaZS g WJum Aufbau eines Korrelationsauf
den seif re™endet·der in einem Querkorrelator 62
l" ,ndT.h'" WelIenzu« 24' einwirkt. Querkorre-,. only from the initial pulse 30 '
Bubbles in r you e . r f en ^? According to FIG . 6, the operaZS g W J is used to build up a correlation on which the seif r e ™ ends · which acts in a cross correlator 62 l ", ndT.h '" WelIenzu « 24 '.
^mathematische oder mechanische Vorrich-^ mathematical or mechanical devices
l aUSlelegt Sind· daß si i Qkll l FroM elegt are · that si i QKL
f in genau der «»«Chen Weise t EinSang«ignal veränderlicher ziehun« zu dem aufgenommeT > >Vlbroseis-Verfahren« gesetzt wird. eS Querk°Telators 62 erzeugt den ismischen Wellenzug 24" f in exactly the """Chen way t A S ix" ignal variable ziehun "to-housed T>> Vlbroseis process" is set. eS Q uerk ° Telators 62 generates the ismic wave train 24 "
"° ?" Ko^'ationsoPerator 60 aus fÜr den Primären Impuls 30' und ^Zelnen Werten för jeden der e 'HSekU,ndären Bla^nimpulse bestehen."°?" Co ^ ' a tion p erator 60 for the primary pulse 30' and ^ individual values for each of the e 'H secondary blue pulses exist.
S Sf* vevrsetzt und haben ihre ei^ne S Sf * ve v rsetzt and have their ei ^ ne
£ bha?»8keit von der vorbeschriebe-" S°lcher °Perator ist ^ gesonder- £ bha ? »8ness of the above-" S ° lcher ° p erator is ^ special-
7Κ?Γbekannt 7Κ? Γ known
gesonderte Ζε1separate Ζε 1
W oder derW or the goperator können der auf-goperator can
WeUenfolge 24' aufgegeben R** * ht riföh WeUenfol g e 2 4 'abandoned R ** * ht riföh
den Impute™ XT!iaaü.<?le ZeMntervaIle zwischen pansionen _^,6C! den Amplituden ändern. the Impute ™ XT! i aaü . < ? le Ze MntervaIle between pansionen _ ^, 6C! change the amplitudes.
leren Ausführungsform nach F i g. 7 kann ter Operator. 70 j»« λ— :-„—„_ :_ jj»Leren embodiment according to FIG. 7 can be the operator. 70 j »« λ—: - "-" _: _ yj »
. ., und ihre entsprechen-. ., and their corresponding
m der in Fig.3 gezeigten Weisem the way shown in Fig.3
Dieser Wiener-Operator wird der angezeigten seismischen Wellenfolge 24' in einem Konvolver 72 aufgegeben. In diesem Zusammenhang wird auf die mathematischen Untersuchungen von Norbert Wiener Bezug genommen, die erstmalig in Buchform mit dem Titel »Extrapolation, Interpolation and Smoothing of Stationary Time Series« (New York, John Wiley and Sons, 1949) veröffentlicht worden sind. Eine ganze Reihe von Büchern und Aufsätzen ist zur Vervollständigung dieser Technik erschienen. Bei der Konstruktion eines inversen Filters wird, wie in der Nachrichtentechnik bekannt, ein Operator 70 erstellt, der eine gegebene, beobachtete Wellenform in eine gewünschte Ausgangswellenform 74 umwandelt. Der Operator 70 ist als die inverse Fouriertransformation des Quotienten der komplexen Spektren der beobachteten und gewünschten Kurvenform aufgebaut. Beispielsweise kann bei dem hier beschriebenen seismischen Verfahren die beobachtete Wellenform eine Blasenimpulsfolge 40' sein, und die erwünschte Wellenform kann ein Impuls, eine Ricker-Welle oder eine minimale Phasenwelle mit einem konventionellen Amplitudenspektrum begrenzter Bandbreite sein. Die durchzuführenden Schritte sind bei der Verarbeitung und Analyse von stationären Zeitserien bekannt Entsprechend wird die aufgenommene seismische Wellenfolge 24' von dem Gerät 72 verarbeitet, damit die gewünschte Wellenfolge 24" entstehtThis Wiener operator is the displayed seismic wave sequence 24 'in a convolver 72 given up. In this context, reference is made to the mathematical investigations by Norbert Wiener This is referred to for the first time in book form with the title “Extrapolation, Interpolation and Smoothing of Stationary Time Series (New York, John Wiley and Sons, 1949). A whole A number of books and articles have been published to complete this technique. In the construction an inverse filter, as is known in communications engineering, an operator 70 is created, which a given, converts the observed waveform to a desired output waveform 74. The operator 70 is as that inverse Fourier transform of the quotient of the complex spectra of the observed and desired Curve shape built up. For example, in the seismic method described here, the observed The waveform may be a bubble pulse train 40 ', and the desired waveform may be a pulse, a Ricker wave or a minimal phase wave with a conventional amplitude spectrum more limited Bandwidth. The steps to be performed are in the processing and analysis of stationary time series The seismic wave sequence 24 ′ recorded by the device 72 is correspondingly known processed so that the desired wave sequence 24 "is created
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auf Grund der Datenverarbeitung die für seismische Vorgänge zur Verfügung steht, möglich, die Blasenimpulsfolge 40' nach F i g. 4 zeitlich in den AnfangsimpulsIn a further embodiment of the invention, due to the data processing, it is that for seismic Operations is available, possible, the bubble pulse train 40 'according to FIG. 4 in time to the start pulse
30' zu komprimieren, damit der Effekt einer verstärkten Einfachimpulsquelle und damit die gewünschte seismische Wellenfolge 24" entsteht.30 'to compress, thus the effect of an amplified single pulse source and thus the desired seismic Wave sequence 24 "arises.
Eine Technik zur Durchführung dieses Verfahrensbeispiels ist gemäß vorliegender Erfindung folgende: Die Folge von sekundären Blasenexpansionen wird aus der ursprünglichen seismischen Folge 24' in Abhängigkeit von einem der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele entfernt, damit die bearbeitete Folge 24" gebildet wird; dann wird die verarbeitete Folge 24" von der ursprünglichen Folge 24' subtrahiert, damit ein Blasenlinienzug A erhalten wird, der nunmehr nur die reflektierten Signale aus der sekundären Blasenimpulsfolge enthält. Man nimmt an, daß die erste Blase äquivalent einem Anfangsimpuls ist, und unter dieser Annahme verarbeitet man den Blasenlinienzug A entsprechend einem der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele, damit alle nachfolgenden Blasenimpulse entfernt werden und damit ein verarbeiteter Linienzug B erhalten wird, der nur die reflektierten Signale aus dem ersten sekundären Blasenimpuls enthält; dann verschiebt man zeitlich den verarbeiteten Linienzug B um die Zeitdauer fi, wodurch die den Reflexionen aus dem ersten sekundären Blasenimpuls entsprechenden Signale mit denen aus dem Anfangsimpuls auf dem bearbeiteten Linienzug 24" ausgerichtet werden, und man addiert den zeitverschobenen Linienzug B dem verarbeiteten Linienzug 24" hinzu, um die reflektierten Signale aus dem primären Impuls zu erhalten. Dieses Verfahren kann dann für jeden nachfolgenden Blasenimpuls wiederholt werden, damit die reflektierten Signale aus dem Anfangsimpuls verstärkt werden.According to the present invention, one technique for carrying out this exemplary method is as follows: The sequence of secondary bubble expansions is removed from the original seismic sequence 24 ', depending on one of the exemplary embodiments described above, so that the processed sequence 24 "is formed; then the processed sequence 24" is formed. subtracted from the original sequence 24 'in order to obtain a bubble contour line A which now contains only the reflected signals from the secondary bubble pulse sequence. It is assumed that the first bubble is equivalent to an initial pulse, and on this assumption, the bubble outline A is processed in accordance with one of the embodiments described above so that all subsequent bubble pulses are removed and a processed trace B is obtained which only contains the reflected signals from the contains first secondary bubble pulse; the processed trace B is then shifted in time by the time period fi, whereby the signals corresponding to the reflections from the first secondary bubble pulse are aligned with those from the initial pulse on the processed trace 24 ", and the time-displaced trace B is added to the processed trace 24" to get the reflected signals from the primary pulse. This process can then be repeated for each subsequent bubble pulse in order to amplify the reflected signals from the initial pulse.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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US85708669 | 1969-09-11 |
Publications (3)
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---|---|
DE2036514A1 DE2036514A1 (en) | 1971-04-01 |
DE2036514B2 DE2036514B2 (en) | 1976-07-22 |
DE2036514C3 true DE2036514C3 (en) | 1977-03-03 |
Family
ID=
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