DE2514665C2 - Schleppstrangabschnitt für seismische Schleppstränge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleppstrangabschnitt für einen seismischen Schleppstrang, mit einer langgestreckten allgemein zylindrischen, mit einer Flüssigkeit gefüllten Schleppstranghülse, die Signaldrähte und Zugseile einschließt, mil einer Anzahl von Unterwassermikrophon-Einheiten, die jeweils zwei mit geringem Abstand und benachbart zueinander angeordnete kreisringförmige piezoelektrische Unterwiissermikrophonc einschließen, deren Ausgangssignalc zur Kompensation von Störsignalen addiert werden, wobei die Untcrwasscrmikrophon-Einhcilcn zwischen zwei zylindrischen, konzentrisch zur Schleppstrangachsc angeordneten Stopfen angeordnet sind, die straff in die Hülse eingepaßt sind und Öffnungen zur Befestigung an den Zugseilen und für die Hindurchleitung der Signaldrähte aufweisen, wobei die Stopfen gegenüber den Zugseilen, den Signaldrähten und der Hülse abgedichtet sind und die UnterwasseFtnikrophone einer Unterwassermikrophon-Einheit in einer Entfernung von den Stopfen mit Hilfe eines zylindrischen Befestigungssystems befestigt sind, das perforierte Endwände aufweist und durch eine Anzahl von Schenkeln an jedem der beiden Stopfen gehalten wird.
Seismische Unterwasser-Schleppstränge werden in einer vorgegebenen Tiefe für die seismische Untersuchung und Erkundung von Lagerstätten geschleppt, um unter Wasser liegende geologische Formationen zu untersuchen und um beispielsweise ölhaltige, unter der Oberfläche liegende terrestrische Strukturen dadurch zu erkunden, daß seismische Signale erfaßt werden, die von einer Vielzahl von Unterwassermikrophon-Anordnungen in dem Schleppstrang empfangen werden. Bei derartigen Schleppsträngen ist eine Vielzahl von Unterwassermikrophone enthaltenden Schleppstrangabschnitten in Reihe miteinander verbunden und die einzelnen Abschnitte enthalten Anordnungen zur Beseitigung oder Verringerung von Schalldruckfeldern, die aufgrund von Schwingungsbewegungen der verschiedenen Bauteile innerhalb der Schleppstrangabschnitte und innerhalb der Unterwassermikrophone selbst erzeugt werden.

Bei bekannten seismischen Schleppsträngen (US-PS 24 65 696 und 27 29 300) weisen die Schleppstränge ein Zuführungskabel und eine lange Reihe von hintcrcinan-

jo der angeordneten aktiven Schleppstrangabschnitten auf. die aus einem Plastikrohr gebildet sind, das mit einer Flüssigkeit mit ausgewählten Auftriebseigenschaften gefüllt ist. In dem Plastikrohr sind Unterwassermikrophone, Zugseile, Verstärkungsabstandsstücke.Transfor-

j5 matoren, mechanische und elektrische Leitungen oder Verbindungen angeordnet. Ein derartiger seismischer Schlcppstrang kann eine Länge von 1,5 km und mehr aufweisen, wobei jeder Schlcppstrangabschnitt typischerweise eine Länge von 30 m o<w» mehr aufweist.

«ο Während der seismischen Untersuchungen werden derartige Schlcppstränge von einem Schiff in einer ausgewählten Tiefe unterhalb der Wasseroberfläche geschleppt, wobei die ausgewählte Tiefe mit Hilfe von Auftricbsregelsystcmcn beibehalten wird.

Ein erhebliches Problem bei derartigen seismischen Schleppsträngen stellt das Verhältnis des Nutzsignals zu Störsignalen dar. Die Störquellen, die das elektrische Ausgangssignal der Unterwassermikrophonc d*m seismischen Untersuchungen überdecken oder teilweise überdecken können, sind das Rauschen im Verstärkungssyslem, das thermische Rauschen, von anderen Quellen abgestrahlte Störungen, das Störausgangssignal von den Unterwassermikrophonen aufgrund der unregelmäßigen Bewegung, die dem Unterwassermikrophon durch die turbulente Strömung des Wassers gegenüber dem Gehäuse des Unterwassermikrophons erteilt wird, und .Schwingungsstörungen, die über die Befestigungs-, Halte- und/oder Schleppseile übertragen werden. Weil die Geschwindigkeit, mit der eine Unterwasseruntersuchung in einer gewissen Tiefe mi! einem Schleppstrang durchgeführt werden kann, durch das Nulzsignal-ZStörsignal-Verhältnis begrenzt ist. ergibt eine Verbesserung des Nutzsignal-ZStörsigmil-Verhältnisses entweder verbesserte Ausgangssignaic von den

hi Unterwassermikrophonen in den Schleppstrangub· schnitten, wenn der Schlcppsining mit der gleichen Geschwindigkeit wie vorher geschleppt wird, oder es wird ein Schleppen mit höheren Geschwindigkeiten crmög-

licht, so daß sich verringerte Untersuchungskosten ergeben, obwohl die Ausgangssignaiqualität gleich ist.

Es ist ein Schleppstrangabschnitt bekannt (DE-OS 15 48 446), bei dem zur Kompensation von Beschleunigungen zwei die Unterwassermikrophone bildende Druckwandler zusammengeschaltet sind, wobei die Druckübertragung auf den einen Druckwandler von außen und auf den anderen von innen erfolgt Die beiden Druckwandler sind hierbei zu einer mechanischen Einheit vereinigt, so daß keine Relativschwingungen zwischen den einzelnen Druckwandlern auftreten.

Es ist weiterhin ein Schleppstrang bekannt (US-PS 34 32 000), bei dem die Unterwassermikrophone in einer besonderen Druckkammer getrennt vom Auftricbsströmungsmittel in dem Schleppstrang angeordnet sind. Hierbei sind die Unterwassermikrophone bildenden piezoelektrischen Ringe direkt an den Stirnflächen von die Druckkammer abgrenzenden Stopfen befestigt. Eine vollständige Beseitigung von Schwingungseffekten und Schalldruckfeldern, die durch die verschiedenen Schwingungsbewegungen der einzelnen Bauteile hervorgerufen werden, ist auch hier nicht möglich.

Auch bei einem Schleppstrangabschnitt d?s eingangs genannten Art (DE-OS 21 32 033) sind Maßnahmen getroffen, um die Beschleunigungsempfindlichkeit der Unterwassermikrophon-Elemente soweit wie möglich zu verringern, ohne daß deren Druckmeßfähigkeit beeinträchtigt wird und eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Schalldruckänderungen in dem erforderlichen Frequenzbereich und eine niedrige Empfindlichkeit gegenüber Beschleunigungen erzielt wird, die durch Vibrationen in dem Schleppstrangsystem hervorgerufen werdea Zu diesem Zweck sind die Unterwassermikrophone in einem zylindrischen Befestigungssystem mit perforierten Endwänden angeordnet, wobei sich das Befestigungssystem über Füße an zwei eine Druckkammer abgrenzenden Stopfen abstützt. Dieses Befestigungssystem ergibt eine hohe Empfindlichkeit und durch die paarweise angeordneten Unterwassermikrophone wird andererseits eine Kompensation von Störbeschleunigungen erzielt. Auch hierbei verbleibt jedoch ein unerwünschtes Ansprechen aufgrund tatsächlicher Schalldruckfcidcr, die durch Schwingungsbewegungen der verschiedenen Bauteile in dem Schleppstrang hervorgerufen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schleppstrangabschnitt der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die bnterwassermikrophonc derart befestigt sind, daß Schalldruckfeldcr, die durch Schwingungsbewegungen der Bauteile innerhalb des Schleppstrangabschnitts erzeugt werden, weitgehend verringert sind.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des seismischen Schleppstranges und insbesondere durch die Ausgestaltung des Befestigungssystems für die Unterwassermikrophone in den Abschnitten des Schieppstranges ergeben sich gleiche und entgegengesetzte Signale aufgrund der ungewünschten Schalldruckfelder in einem zugehörigen Paar von Unterwassermikrophonen derart, daß sich die unerwünschten Signale aufheben, ohne daß die gewünschten seismischen Signale beeinträchtigt werden, die uus Schalldrücken entstehen, die von außerhalb des Schlcppstranges kommen.

Hin Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert, !n der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines seismischen Unterwasser-Schleppstranges, der aus einer Vielzahl von in Reihe miteinander verbundenen Schleppstrangabschnitten besteht, die Unterwassermikrophon-Anordnungen enthalten, wobei der Schleppstrang während des Schleppbetriebes gezeigt ist;

Fig.2 eine bruchstückhafte Längsschnittansicht eines Teils einer Ausführungsform eines Schleppstrangabschnittes, in dem die Unterwassermikrophone befestigtsind;

Fi g. 3 eine bruchstückhafte Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 nach F i g. 2, die Einzelheiten der Konstruktion eines Befestigungssystems für jedes Unterwassermikrophon zeigt;

Fig.4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht durch das Befestigungssystem.

In den Zeichnungen ist in F i g. 1 in schematischer Form ein seismischer Unterwass.---Schleppstrang 10 gezeigt, der mit einer Trommel otior einer ähnlichen schematisch mit 10Λ bezeichneten Einrichtung auf einem Schleppschiff 11 verbunden ist, so daß der seismische Schleppstrang 10 in üblicher Weise in einer vorher ausgewählten Tiefe durch Süß- oder Seewasser mit Hilfe des Schleppschiffes 11 geschleppt werden kann. Es ist verständlich, daß der Schleppstrang entweder ein seismischer Schleppstrang sein kann, der bei der seismischen Erkundung beispielsweise von Lagerstätten verwendet wird oder der Schleppstrang kann ein passiver Unterwasser-Schleppstrang zur Erfassung von Schall für andere Zwecke sein, beispielsweise zur Verwendung in Anti-U-3oot-Erfassungssystemen und ähnlichem. Der Schlcppstrang 10 schließt ein Zuführungskabel J2 ein, das eine Umkleidung aufweist, und typischerweise die von den Unterwassermikrophonen in den aktiven Abschnitten des Schleppstranges führenden Signaldrähte sowie Zugseile und andere Verbindungselemente enthält, die für den Betrieb erforderlich sind. Auf das Zuführungskabel folgt typischerweise beispielsweise ein elastischer Abschnitt 13, der von der Konstruktion sein kann, wie sie in der US-Patentschrift 33 19 734 beschrieben ist, um nachteilige Auswirkungen zu verringern, die sich aus Schwingungen in dem Zufuhr-Schleppseil auf die Feststellung der seismischen Signale ergeben und auf den elastischen Abschnitt 13 folgen die aktiven Abschnitte 14, die in Reihe miteinander verbunden sind und jeweils eine Anzahl von Unterwassermikrophonen enthalten, die dazu bestimmt sind, auf akustische Druckänderungen anzusprechen, die die seismischen zu erfassenden Signale bilden. Die aktiven Schleppstrangabschnitte 14 können an gewünschten Stellen durch inaktive '"chleppslrangabschniite 15 von üblicher Konstruktion getrennt sein. Nicht gezeigte Tiefensteuereinrichtungen würden i^pischerweise mit dem Schleppstrang verbunden sein, um den Schleppstrang in der gewünschten Arbeitstiefe zu halten und diese Tiefensteuereinrichtungen können die Form von Steuerflächen-Tiefensteuereinrichtungen oder Druckmeßeinrichtungen zur Regelung des Auftriebes des Schleppstranges in gut bekannter Weise aufweisen.

Die allgemeine Betriebsweise derartiger seismischer Schlcppstränge bei der Verwendung für seismische Arbeiten ist in der US-Patentschrift 24 65 696 beschrieben.

b5 Die Schlcppstrangaoschn'iite 14, von denen viele in Reihe entlang des Schleppstranges angeordnet sind, und die miteinander über verschiedene Arten von Kopplungseinrichtungcn verbunden sind, bilden typischerweise ei-

nen Schleppstrang mit einer Länge von ungefähr 1,5 km oder mehr, wobei die Anordnungen oder Gruppen von Unterwassermikrophonen in den jeweiligen aktiven Abschnitten in einer gewünschten Anordnung mit Abstand entlang des zugehörigen Schleppstrangabschnittes angeordnet sind. Die Ausgänge der Unterwassermikrophone in jedem Abschnitt können in der üblichen Weise parallelgeschaltet und einem Impedanzanpaßtransformator zugeführt werden, um die elektrischen Spannungssignale von den Unterwassermikrophonen, die in Abhängigkeit von den akustischen von den Unterwassermikrophonen festgestellten Schalldruckändcrungen erzeugt werden, Signalverarbeilungseinrichttingcn auf dem Schleppschiff 11 zuzuführen oder die Unterwassermikrophone können mit den Signalverarbcitungsgeräten auf andere Weise beispielsweise über lange verdrillte Leiterpaare verbunden werden, die sich durch das Zuführungskabel zu den Signalverarbeitung*- Zugseile, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Stahl-Zugseile umfassen, die dreieckförmig der Betrachtung in Querrichtung angeordnet sind, sind mit der Bezugsziffer 17 bezeichnet und die Untcrwasscrmikrophoneinheiten oder Unterwassermikrophonelcmcnic sind mit dem Bc/ugs/eichen 18 bezeichnet.

Die Untcrwassermikrophon-Elementc 18 sind vorzugsweise von der Konstruktion, wie sie in der deutschen Auslcgcschrift 21 32 0J3 beschrieben ist und um· fassen ein ringförmiges piezoelektrisches Element 19. an dem zwei metallische Membranen 20 angeklebt oder befestigt sind, die so geformt sind, daß sie nach innen gewölbte konkave oder scheibenförmige Mittelteile aufweisen, wie dies in der vorstehend genannten Auslcgeschrift näher erläutert ist. Diese Unterwasscrmikrophon-Anordnung hat praktisch die Empfindlichkeit der Unterwassermikrophonelemcntc gegenüber Beschleunigungen oder Trägheitseffekte beseitigt, ohne daß die

erstrecken und an ihren von den Lirücr.vasscr- Drückmcßcigcnschaftcn beeinträchtig! '.verden. Es ver-

mikrophonen entfernten Enden mit Verslärkercinrichlungen verbunden sind, die für derartige Anwendungen geeignet sind. Die Signaldrähtc von den Unterwassermikrophonen, den Unterwassermikrophonanordnungen und/oder den Transformatoren für jeden Abschnitt sowie die Signaldrähtc, die durch einen speziellen Schleppstrangabschnitt für die Verbindung mit .Signaldrähten in zugehörigen weiter zum Ende hin gelegenen aktiven Schleppstrangabschnitten, die zu der. speziellen Unterwassermikrophoneinheiten führen, sind in irgendeiner Weise mit Fopplungseinrichtungen verbunden. die zwischen aneinander angrenzenden Schleppstrangabschnitten vorgesehen sind und die üblicherweise durch Mehrfachkontaktstecker und -büchsen gebildet werden.

Jeder Schleppstrangabschnitt besteht typischerweise aus einer äußeren rohrförmigen Hülse oder einem Schlauch, der in "ewisssm Ausrnsß f!s^vi^**' a^Ed^hn^s¹* ist und der beispielsweise aus Polyvinylmaterial hergestellt ist und die inneren Bauteile des aktiven Schleppstrangabschnittes, wie z. B. die Zugseile, die Signalkabel, die Unterwassermikrophoneinheiten usw. umgibt und einschließt. Die Hülse oder die Hülsensegmente für jeden aktiven Schleppstrangabschnitt sind vorzugsweise an jedem Ende mit dem Endkopplungsteilen dicht verbunden, durch die die Signalleiter und Zugseile hindurchlaufen, so daß jeder Schlcppstrangabschnitt eine oder mehrere abgedichtete Kammern bildet, die mit öl oder einer anderen Flüssigkeit gefüllt sind, um dem Schleppstrang einen im wesentlichen neutralen Auftrieb zu erteilen, wenn er mit der Flüssigkeit gefüllt und in das Wasser mit der gewünschten Tiefe eingetaucht ist. Der Druck der Flüssigkeit innerhalb des Schleppstrangabschnittes reicht vorzugsweise aus, um die Hülsen der Schleppstrangabschnitte etwas gegenüber dem anfänglichen Zusammenbauzustand zu dehnen und, wenn dies erwünscht ist, können Auftriebsflüssigkeitsventile, Tiefenmeßeinrichtungen und Steuerschaltungen verwendet werden, um die Menge der Flüssigkeit in dem Schleppstrangabschnitt in Abhängigkeit von dem Druck zu steuern, der von der Tiefenmeßeinrichiung w) gemessen wird, um automatisch einen vorgegebenen Auftriebsgrad aufrechtzuerhalten. Ein Beispiel derartiger Steuereinrichtungen ist in der US-Patentschrift 33 71 793 beschrieben.

in Fig.2 ist ein bruchsiückhafter Längsschnitt eines &5 Teils eines aktiven Schleppstrangabschnittes gezeigt, der zwei Unterwassermikrophoneinheiten einschließt. Die äußere rohrförmige Hülse ist mit 16 bezeichnet, die bleibt jedoch ein unerwünschtes Ansprechen auf Schalldruckfclder, die durch Schwingungsbewegungen der verschiedenen Bauteile in dem Schlcppstrang hervorgerufen werden. Dieses Ansprechen soll beseitigt werden. Die Untcrwassermikrophone 18, die ein benachbartes aufeinanderfolgendes Paar gemäß F i g. 2 bilden, sind jeweils mit den Bezugsziffern 18a und 18Λ bezeichnet und in zwei Unterwassermikrophon-Anordnungen 22/4 und 22£ {ingefügt, die nahe beieinander an den gegenüberliegenden Stirnflächen von zwei fest eingesetzten geformten Stopfen 23 befestigt sind, die im einzelnen in F i g. 2 mit 23/4 und 23ß bezeichnet sind und die fest an den Stahl-Zugscilcn 17 befestigt sind. Zu diesem Zweck weisen die Stopfen 23 axiale Löcher oder Bohrungen auf. die sich vollständig durch diese Stopfen hindurch erstrecken und von denen drei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind. Diese Bohrungen verlaufen parallel zur Miüplachse der geformten Stopfen 23, wie dies bei 24 gezeigt ist und nehmen die Zugseile 17 auf. Die Bohrungen 24 weisen einen vergrößerten Bohrungsabschnitt 24/4 auf, der sich zu einer Stirnfläche des Stopfens hin öffnet und sich nur über einen Teil der axialen Länge des Loches 24 erstreckt, um ein geeignetes Dichtungsmaterial, wie z. B. ein Epoxy-Klebemittel aufzunehmen, das in den Bohrungstcilcn 24/4 der Bohrungen 24 ausgehärtet wird, die die Zugseile 17 umgeben, um die Zugseilöffnungen 24 abzudichten. Weiterhin sind zur Verankerung der zylindrischen Stopfen 23 an den Zugseilen an den richtigen Längslagcn in Axialrichtung der Schleppstranghülse sich nach außen öffnende Hohlräume 25 in dem zylindrischen Umfang jede? geformten Stopfens vorgesehen, die sich nach innen erstrecken und auf die einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitte der Löcher 24 für die Zugseile treffen und mit diesen in Verbindung stehen. Diese Hohlräume 25 dienen zur Aufnahme von Lot oder einem ähnlichen Material, das eingegeben wird, um sich mit dem Zugseil zu verbinden, wenn der Stopfen an der richtigen Stelle bezüglich dieses Zugseils angeordnet worden ist. Die beiden Stopfenteile 23/4 und 23ß, die das zugehörige Paar von Unterwassermikrophon-Anordnungen 22/4 und 22ß haltern, liegen nahe beieinander und weisen beispielsweise einen Abstand von ungefähr 10 cm auf, so daß die einem Stopfen durch die Stahlzugseilc 17 erteilte Bewegung in Phase, Amplitude und Frequenz nur sehr wenig von der Bewegung abweicht die dem anderen Stopfen des zugehörigen Paares erteilt wird. Das nächste Paar von Stopfen und zugehörigen Unterwassermikrophoneinheiten weist dann einen ge-

eigneten Absland, beispielsweise ungefähr 1,8 m von dem zuerst erwähnten Paar entlang des Schleppsirangcs auf, so daß das zugehörige Paar von Unterwassermikrophon-Eirhciten mit Abstand von dem nächsten zugehörigen Paar von Unierwassermikrophon-Einhcitcn enlsprcchend der üblichen Praxis mit Abstund angeordnet isi.

'■"ir Zwischenraum am zylindrischen Umfang der Stopfen 23 ist gegen eine Strömung des Öls oder einer anderen Füllflüssigkeil zwischen der zylindrischen Umfangswand der Stopfen und der Innenoberfläche der äußeren Hülse 16 dadurch abgedichtet, daß die äußere Hülse auf den Stopfen mit Hilfe einer üblichen Schlauchschelle aufgepreßt ist, die bei 26 angedeutet ist und die beispielsweise eine Preßschelle sein kann. Obwohl das hier gezeigte Ausführungsbeispiel Schlauchschcllen 26 verwendet, um eine Abdichtung am zylindrischen Umfang der Stopfen zu erzielen, ist es verständso bemessen ist, daß sie den Randteil des Unterwassermikrophon-Elementes fest aufnimmt. Die sternförmige Unterwasscrmikrophon-Haltcrung ist in dem dargestellten Ausführungsbeispicl ein geformter Plastikkör-

■> per, der beispielsweise aus Polykarbonat hergestelh ist und einen zylindrischen Schalenteil 32 aufweist, der das zugehörige Unierwassermikrophonelemcnt umgibt und aufnimmt. Dieser zylindrische Schalcnteil 32 ist durch eine zylindrische Wand 33 und eine kreisförmige Endwand 34 gebildet, die ein Muster von öffnungen aufweist, wie dies durch die Löcher 35 angedeutet ist. Drei L-förmige Schenkel 36 erstrecken sich von einem Ende des zylindrischen Schalenteils entgegengesetzt zur Endwand 34 und enden in sich radial nach außen erstreckenden Flanschteilen. Diese Flanschtcile weisen öffnungen zur Aufnahme von Schrauben zur Befestigung der Schenkel gegen die Stirnfläche des zugehörigen Stopfens 23 auf, um das Unterwasserrnikrophon-Element in

!ich. dsß die Stoⁿfen einen ausreichend ^ffroßen Außen- "erinnern Abstand von der Stirnfläche des benachbsr-

durchmesser aufweisen können, damit der Preßsilz zwischen der äußeren Hülse 16 und der zylindrischen Wand des Stopfens ausreicht, um eine Strömung des Öls oder einer anderen Füllflüssigkeit von einer Seite des Stopfens zur anderen zu verhindern und in diesem Fall sind keine Schlauchschellen erforderlich.

Es ist zu erkennen, daß die Stopfen 23 in dem dargestellten Ausführungsbeispicl weiterhin eine zentrale Axialbohrung 27 aufweisen, die über einen Teil ihrer axialen Länge erweitert isi, wie dies bei 27 A gezeigt ist, um den Durchgang eines Bündels von Signaldrähten zu ermöglichen, das in Fig.2 mit 28 bezeichnet ist, wobei sich dieses Bündel von dem Stecker oder einer anderen Verbindungseinrichtung in der Endkupplung des Schleppstrangabschnittcs zu den Unterwassermikrophon-Anordnungen in diesem Schleppstrangabschnitt erstreckt. Dieses Bündel von Signaldrähten kann weiterhin Drähte einschließen, die sich vollständig durch den Schleppstrangabschnitt hindurch erstrecken, um mit Unterwassermikrophoneinheiten in anderen zugehörigen Schleppstrangabschnitten verbunden zu werden. Der verengte Teil der Mittelbohrung 27 isi so bemessen, daß er im weseniliehen den Durchmesser des Lciterbündels 28 entspricht, während der erweiterte Abschnitt 27/4 zur Füllung mit einem Dichtungsmittel bestimmt ist. das dem ähnlich ist, das in dem erweiterten Teil 24/4 der Zugseillöchcr verwendet wurde, damit eine flUssigkeitsdichte Abdichtung erzielt wird, die das Bündel von Leitern an der Stelle umgibt, wo es den Stopfen durchläuft.

Um am Ausgang des durch die Unterwassermikrophon-Elemente 18>4 und 183 gebildeten Unterwassermikrophonpaares das unerwünschte Ansprechen auf Grund der tatsächlichen Schalldruckfelder zu beseitigen, die durch Schwingungsbewegungen der Bauteile in dem Schleppstrang und die Bauteile in den Unterwassermikrophonen selbst hervorgerufen werden, sind die Unterwassermikrophon-Elemente 18/4 und 18S jeweils in einem zylindrischen Teil einer sternförmigen Unterwassermikrophon-Halterung 30 befestigt. Die Unterwassermikrophon-Elemente 18/4 und 18ßsind in diesen Halterungen gegen eine Axialbewegung gegenüber dem Schleppstrangabschnitt durch eine Anzahl von langgestreckten Haltestücken 31 befestigt, die die Form von leicht gebogenen oder bogenförmig langgestreckten Stäben mit einer Länge aufweisen können, die der axialen Länge des zylindrischen Teils 32 der Halterung 30 entspricht und die eine querverlaufende kanalförmige Ausnehmung in der Mitte ihrer Länge aufweisen, die ten Stopfens zu halten, beispielsweise in einem Abstand von ungefähr 3,3 cm von der Stirnfläche des Stopfens.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die gesamte axiale Länge der sternförmigen Halterung ungefähr 4,5 cm von der Berührungsfläche· der Schenkelflansche bis zur äußeren Oberfläche der zylindrischen Endwand 34 und der Außendurchmesser des zylindrischen Schalenteils kann beispielsweise ungefähr 2,85 cm betragen, während die axiale Länge des schalenförmigen Teils ungefähr 2,3 cm beträgt. In dem Ausführungsbeispiel ist eine kreisförmige V-förmige sich nach innen öffnende Ausnehmung am Ende der zylindrischen Schale entgegengesetzt zur Endwand 34 ausgebildet, die in F i g. 4 mit 37 bezeichnet ist und die das Einsetzen einer entfernbaren kreisförmigen inneren Endwand 38 unter Reibsitz ermöglicht. Wenn dies erwünscht ist, kann die entfernbare innere Endwand 38 dann eingeklebt, durch Wärme verschweißt oder auf andere Weise an ihrem Platz befestigt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispicl ist die Endwand 34 mit vier einen größeren Durchmesser aufweisenden Löchern versehen, die beispielsweise einen Durchmesser von 0,63 cm aufweisen, um die Druckwellen im Inneren der zylindrischen Schale zuzuführen, damit das zugehörige Unterwassermikrophon-Element aktiviert wird. Weiterhin kann die Endwand 34 zwei einen geringeren Durchmesser aufweisende Bohrungen zur Befestigung von Leiteranschlüssen aufweisen, an denen Leiterdrähte zu den Leitungen des zugehörigen Unterwassermikrophon-Elementes angeschlossen werden. Die sternförmige Unterwassermikrophon-Halterung 30 ist an den benachbarten gegenüberliegenden Stirnflächen des zugehörigen Stopfens 23 durch Befestigungsschrauben 39 oder andere geeignete Befestigungseinrichtungen befestigt.
Weil die beiden Stopfen 23A und 235 für die Halterung der zugehörigen Unterwassermikrophonelemente 22A und 22ß fest an den Stahl-Zugseilen 17 befestigt sind, und nahe beieinander angeordnet sind, beispielsweise in einem Abstand von 10 cm, unterscheidet sich die einem Stopfen durch die Zugseile erteilte Bewegung in Phase, Amplitude und Frequenz nur sehr wenig von der Bewegung, die dem anderen Stopfen des zugehörigen Paares erteilt wird. Weil die Stopfen 23/4 und 235 gegenüber dem äußeren Schlauch oder der Hülse 16 und den Zugseilen 17 sowie dem durch die Stopfen hindurchlaufenden Leiterbündel 28 abgedichtet sind, kann nur eine schwache Schallfeldwanderung in dem Schleppstrangabschnitt durch die Stopfen 23 in den Zwischenraum zwischen diese Stopfen erfolgen ohne

daß beiden Stopfen eine gleichmäßige Bewegung erteilt wird. Entsprechend bewegen sich die beiden Stopfen 23/4 und 235 des zugehörigen Paares zusammen, und zwar beide in Abhängigkeil von den Schwingungen, die in dem Schlauch, den Stahlseilen oder in der Flüssigkeil 5 in dem Schleppstrangabschnitt übertragen werden. Damit bewirkt irgendein unerwünschtes Schalldruckfeld, das in dem Schleppstrang erzeugt oder weitergcleiiet wird und das unerwünschte Signale hervorrufen könnte, daß die Stirnflächen der Stopfen 23A und 23B, die cinander gegenüberliegen und in Richtung auf das Paar von zugehörigen Unterwassermikrophon-Anordnungen gerichtet sind, sich derart bewegen, daß die beiden gegenüberliegenden Stopfen Stirnflächen und die daran befestigten Unterwassermikrophonclementc gleichzeitige Schallfelder mit entgegengesetztem Vorzeichen erzeugen, so daß, wenn die Ausgänge der beiden Unterwassermikrophon-Elemente 22/4 und 225 addiert werden, der durch die unerwünschten Schalldruckfeldcr auf

----- v-i 1 Uhu \ss~t «_rvi t r» ti igungji/v rr\,cuiigvii ui>i \j\,tit*-yjy/- t\j

:-.■' Strangbauteile hervorgerufene resultierende Ausgang

gleich 0 ist. Der Schalldruck, der von außen auf den : Schleppstrang trifft und der von den Untcrwassermi-

krophonen festgestellt werden soll, ist jedoch an beiden : Unterwassermikrophon-Elementen 22/4 und 22ß in

?·'-, Phase und daher addieren sich die Ausgangssignale auf

Grund derartiger von außen kommender Schalldrückc.

Die Wirkung dieser von außen kommenden Schalldrük- ;* ke ist derart, daß die Stirnflächen der Stopfen sowie das

t, daran befestigte Paar von Unterwassermikrophon-Elc-

menten sich derart bewegt, daß gleiche und entgegcn-V gesetzte Signale von dem unerwünschten Schalldruck-

ft feldern erzeugt werden, so daß die unerwünschten Si-

p gnale aufgehoben werden, ohne daß die gewünschten

¹^] Signale beeinträchtigt werden, die aus Schalldruckände- J5

S^ rungen außerhalb des Schleppstranges entstehen.

ö* Hierzu 2 BIeII ZeJChUUn⁰Gn

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schleppstrangabschnitt für einen seismischen Schleppstrang, mit einer langgestreckten allgemein zylindrischen, mit einer Flüssigkeit gefüllten Schleppstranghülse, die Signaldrähte und Zugseile einschließt, mit einer Anzahl von Unterwassermikrophon-Einheiten, die jeweils zwei mit geringem Abstand und benachbart zueinander angeordnete kreisringförmige piezoelektrische Unterwassermikrophone einschließen, deren Ausgangssignale zur Kompensation von Störsignalen addiert werden, wobei die Unterwassermikrophon-Einheiten zwischen zwei zylindrischen, konzentrisch zur Schleppstrangachse angeordneten Stopfen angeordnet sind, die straff in die Hülse eingepaßt sind und öffnungen zur Befestigung an den Zugseilen und für die Hindurchleitung der Signaldrähte aufweisen, wobei die Stopfen gegenüber den Zugseilen, den Signaldrähten und der Hülse abgedichiei sind und die uiiierwassermikrophone einer Unterwassermikrophon-Einheit in einer Entfernung von den Stopfen mit Hilfe eines zylindrischen Befestigungssystems befestigt sind, das perforierte Endwände aufweist und durch eine Anzahl von Schenkpin an jedem der beiden Stopfen gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungssystem zwei getrennte starre Befestigungsteile (30) aufweist, die jeweils ein Unterwassermikrophon (18) tragen und jeweils einen zylindrischen schalenförmigen Abschnitt (33) aufweisen, der den Umfang des Unterwassermikrophons (18) umgibt und dessen Endwand die perforierte Wand(34) bildet, und da-derschalenförmige Abschnitt (33) in einer Entfernung von einer benachbarten Stopfenoberfläche mit Hilfe der entsprechenden Schenkel (36) starr an der Stopfenoberfläche befestigt ist.

2. Schleppstrangabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unlerwassermikrophone (18) in Form eines im wesentlichen zylindrischen Ringes (19) ausgebildet sind, dessen Achse koaxial zur Schleppstrangachse verläuft und an dessen Endflächen Membranen (20) befestigt sind.

3. Schleppstrangabschnitt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ring ein piezoelektrischer Ring (19) ist, und daß die Membran (20) nach innen konkave schalenförmigc Membranen sind.