DE2750942A1

DE2750942A1 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung seismischer messwerte in gewaessern oder auf see

Info

Publication number: DE2750942A1
Application number: DE19772750942
Authority: DE
Inventors: Oswald Alfonso Itria; James Donald Todd
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1977-11-15
Filing date: 1977-11-15
Publication date: 1979-05-17

Description

VERFAhREN UND VORRICHTUNG ZUR GEWINNUNG
SEISMISCHER MESSWERTE IN GEWÄSSERN ODER AUF SEE Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung seismischer Meßwerte in Gewässern oder auf See, bei dem hinter einem Schleppfahrzeug ein eingetauchtes Strömungskabel und in einem seitlichen Abstand von diesem Strömungskabel ein Minenabweiser nachgezogen werden, das Strömungskabel wenigstens ein Geophon enthält und der Minenabweiser eine seismische Energiequelle trägt, die zusammen mit dem Geophon zur Gewinnung seismischer Werte dient, sowie eine zur Ausführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung, welche besteht aus einem Schleppfahrzeug, einem von diesem Schleppfahrzeug schleppbaren, wenigstens ein Geophon aufweisenden Strömungskabel und einem in einem seitlichen Abstand von dem Strömungskabel schleppbaren, eine seismische Energiequelle tragenden Minenabweiser.
Die Suche nach Kohlenwasserstoff-Lagerstätten erstreckt sich über die ganze Welt und die meisten, potentiell erfolgversprechenden, von Wasser bedeckten sedimentären Becken. Für viele dieser sedimentären Becken ist wenig über das sedimentäre Profil bekannt. Der gegenwärtige Stand der Seismik gestattet die Gewinnung von Schichtungsgeschwindigkeiten aus seismischen Reflexionsmeßwerten, die nach Umsetzung in Intervallgeschwindigkeiten unter bestimmten Bedingungen ungefähr Gesteinsformationen zugeordnet werden können, aus denen das sedimentäre Profil gebildet ist. Die Genauigkeit der Geschwindigkeitsmessungen hängt dabei jedoch von mehreren Faktoren und u.a. den nachgenannten ab: 1) Qualität der seismischen Reflexionsmeßwerte, 2) Geräuschabstand (Signal-Geräuschpegel-Verhältnis), 3) Geometrische Beschaffenheit des Meeres- oder Gewässerbodens, 4) Geometrische Beschaffenheit und Aufbau unterhalb des Meeres- oder Gewässerbodens, 5) Statistische Fehler, 6) Genauigkeit der Messungen von T beim Anpassen von Hyper-0 beln an die Reflexionsmeßwerte.
Ein bekanntes Verfahren zum Aufzeichnen seismischer Offshore-Reflexionsmeßwerte besteht darin, daß eine seismische Quelle neben oder unmittelbar hinter einem die Aufzeichnungsvorrichtungen aufweisenden Schiff hergezogen bzw. nachgezogen wird, wobei gleichzeitig ein Geophon-Strömungskabel, das üblicherweise eine Länge von etwa 1,6 Kilometer oder mehr aufweist und aus bis zu 24 oder 96 in gegenseitigen Abständen angeordneten Geophongruppen besteht, von denen die dem Schleppfahrzeug nächste sich zwischen 200 bis 500 m hinter der geschleppten Seismikquelle befindet, nachgezogen wird. Diese Anordnung führt zu erheblichen Leitungsabweichungen zwischen Quelle und erstem Empfänger. Bei der Aufzeichnung von Reflexionsmeßwerten kann diese Abweichung dazu führen, daß die Bestimmung der TO-Werte für die Geschwindigkeitsberechnungen äußerst unbestimmt wird. Da sich außerdem die geschleppte Seismikquelle und das Geophonkabel in Nähe des Schleppfahrzeugs befinden, enthalten die gewonnenen seismischen Meßwerte unerwünschte Störungen, die sowohl auf die Seismikquelle als auch auf das Schleppfahrzeug zurückzuführen sind. Diese Störungen sind besonders kritisch für die in kurzen Abständen vom Schleppfahrzeug befindlichen Geophongruppen.
In der U.S. Patentschrift 3 774 021 ist ein seismisches Offshore-Erkundungsverfahren beschrieben, bei dem gleichzeitig ein Tiefreflexionsprofil und ein Flachreflexionsprofil gewonnen werden, ohne nennenswerte gegenseitige Interferenz zwischen den beiden Profilen. In der U.S. Patentschrift 3 187 831 sind zwei Gewichtungsvorrichtungen zum Positionieren mehrere Geophone an einem Kabel dargestellt. Ein Verfahren zur seismischen Erkundung unter Verwendung von Minenabweisern, die eine vorbestimmte Tiefe einhalten, ist in der U.S. Patentschrift 3 331 050 beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist nunmehr die Schaffung eines Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung zur Gewinnung seismischer Meßwerte in Gewässern oder auf See, welche gestatten, eine im Wasser eingetauchte seismische Druckluftkanone in einem vorbestimmten, einstellbaren Querabstand von einem eingetauchten Geophon-Strömungskabel zu halten, um auf diese Weise die Ausführung genauerer seismischer Geschwindigkeitsmessungen zu gestatten.
Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Verfahren vom eingangs genannten Typ ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine den Abstand zwischen dem Minenabweiser und einem dem Strömungskabel zugeordneten Wandler darstellendes Signal durch Aussenden und Auffangen eines Signals zwischen diesen beiden erzeugt wird, aus diesem Abstandssignal ein Lenksteuersignal hergeleitet, an eine Lenkvorrichtung des Minenabweisers angelegt und aufgrund des Lenksteuersignals der seitliche Abstand des Minenabweisers auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
Die zur Ausführung dieses Verfahrens weiterhin vorgeschlagene Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch zum Erzeugen eines den Abstand zwischen dem Minenabweiser und einem dem Strömungskabel zugeordneten Wandler anzeigenden Signals durch Aussenden und Auffangen eines Signals zwischen diesen beiden dienende Mittel, eine zur Herleitung eines Lenksteuersignals aus diesem Abstandssignal dienende Vorrichtung, eine im Minenabweiser angeordnete Lenkvorrichtung und durch zum Anlegen des Lenksteuersignals an die Lenkvorrichtung und zum Einhalten eines vorbestimmten Werts für den seitlichen Abstand des Minenabweisers dienende Mittel.
Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10 bzw. 12 bis 21.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung sind im nachfolgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Offshore-Seismik-Schleppsystems für Gewässer oder die See, Fig. 2 ein seitlicher Aufriß der Ausführungsform nach Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf das Schleppfahrzeug entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf den lenkbaren Minenabweiser nach Fig. 1, Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts des in Fig. 1 verwendeten Geophon-Strömungskabels, Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Offshore-Seismik-Schleppsystems für Gewässer oder die See, Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf den lenkbaren Minenabweiser entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 6 und Fig. 8 eine schematische Seitenansicht des Geophon-Strömungskabels entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 6.
In Fig. 1 und 2 der Zeichnungen ist in Draufsicht bzw. in einem schematischen Seitenaufriß ein als Schleppfahrzeug dienendes Schiff 10 dargestellt, welches ein eingetauchtes Geophon-Strömungskabel 11 nachzieht, das Gruppen von Geophonen 12 bis 17 aufweist. Zwei Minenabweiser-Schleppseile 18 und 19 sind an ihrem freien Ende jeweils mit einem lenkbaren Minenabweiser 20 bzw. 21 verbunden. An jedem Minenabweiser, bei dem es sich um ein bekanntes Fahrzeug dieser Ausführung handelt, hängen eine oder mehrere Druckluftkanonen wie z.B. die drei entsprechend der Darstellung am Minenabweiser 21 hängenden Druckluftkanonen (air guns) 22. Allgemein lassen sich beliebige seismische Energiequellen oder Druckluftkanonen 22 verwenden, wobei hier als Beispiel für eine derartige seismische Energiequelle auf die U.S. Patentschrift 3 923 122 verwiesen sei.
Das hier dargestellte Seismik-Schleppsystem für Gewässer oder die See umfaßt erfindungsgemäß Vorrichtungen, vermittels welcher die Druckluftkanonen in einem praktisch konstanten, vorbestimmten Abstand von den Geophongruppen gehalten werden, damit die Ausführung genauerer seismischer Geschwindigkeitsmessungen ermöglicht wird. Diese Vorrichtungen bestehen grundsätzlich aus einem Sender, einem Empfänger und elektrischen Schaltungen auf dem Schiff 10, vermittels welcher kontinuierlich der seitliche oder Querabstand zwischen den Druckluftkanonen 22 oder den Minenabweisern 20 und 21 und den Geophongruppen 12 bis 17 bzw. dem Geophon-Strömungskabel 11 gemessen wird und Lenksignale an die lenkbaren Minenabweiser abgegeben werden, um jeden Minenabweiser in seinem vorbestimmten Abstand zu halten. Die Geophongruppen werden in einer vorbestimmten Tiefe gehalten, in der sie mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch das Wasser geschleppt werden. Die Geophone selbst sind mit Gewichten versehen und in ihrem Auftriebsverhalten derart abgeglichen, daß sie die gleiche spezifische Dichte wie das sie umgebende Wasser, durch welches sie geschleppt werden, aufweisen. Außerdem kann das Geophon-Strömungskabel auch vermittels eines herkömmlichen, eingetauchten Minenabweisers, welcher eine vorbestimmte Eintauchtiefe einhält, in der vorbestimmten Tiefe gehalten werden.
Die zu lösende Aufgabe besteht darin, den seitlichen Abstand zwischen den Druckluftkanonen und den Geophonen auf einem vorbestimmten Sollwert zu halten, um genaue seismische Geschwindigkeitsmessungen zu ermöglichen.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist eine herkömmliche Taktfolgesteuerung 24 für Tiefseismiksysteme im hinteren Teil des Schiffs 10 mit einem Taktgeber mit Abwärtszähler 25 verbunden und führt diesem Eingangssignale zu. Der Taktgeber mit Abwärtszähler 25 legt ein Taktsignal mit einer Frequenz von 1 kHz an einen zweistufigen binär kodierten Dezimalzähler (abgekürzt: BCD-Zähler) 26 an, ein Signal von 50 Hz an einen Gleichspannungs-Impulsbreitenumsetzer 27 an und einen Triggerimpuls von 2 Hz an einen Verzögerungsimpulsgenerator 28 für 1-Millisekunden-Impulse, und zwar an den Rückstell- oder Löscheingang des zweistufigen BCD-Zählers 26, den Rückstell- oder Löscheingang eines Flip-Flop-Schalters 31 und den Rückstell-oder Löscheingang eines Flip-Flops 30 an. Der Ausgang des 1-Millisekunden-Impuls-Verzögerungsimpulsgenerators 28 ist mit einer Schallsender- oder Sonartreiberstufe 32 und dem Starteingang des BCD-Zählers 26 verbunden. Die Treiberstufe 32 ist über das Geophon-Strömungskabel 11 elektrisch mit einem in diesem befindlichen Schallsender oder Pinger 33, der in Fig. 5 dargestellt ist, verbunden. Der Schallsender 33 ist durch das Wasser akustisch mit dem in Fig. 4 dargestellten und beispielsweise an dem linksseitigen Minenabweiser 20 befindlichen Schallempfängerwandler 34 gekoppelt.
Ein auf dem Schiff 10 befindlicher und in Fig. 3 dargestellter Differentialtreiberverstärker 35 gibt ein Signal ab, das zu dem auf dem Minenabweiser 20 befindlichen, in Fig. 4 dargestellten Differentialempfängerverstärker 36 gelangt. Der Schallempfängerwandler 34 ist mit einem Vorverstärker 37 verbunden, der wiederum elektrisch mit einem Bandpaßfilter 38 verbunden ist. Der Bandpaßfilter 38 ist seinerseits mit einem Verstärkerdetektor 39 verbunden, der an einem Impulsgenerator 40 für 5-Millisekunden-Impulse liegt. Der Impulsgenerator 40 ist mit einem Differentialtreiberverstärker 41 verbunden, und dieser ist wiederum über das Minenabweiser-Schleppseil 18 mit einem auf dem Schiff 10 befindlichen Differentialempfängerverstärker 42 verbunden.
Der letztgenannte Differentialempfängerverstärker 42 ist entsprechend Fig. 3 mit einem Impulsgenerator 43 für Impulse von 5 Millisekunden Dauer verbunden, der seinerseits sowohl an dem Stop- oder Halteeingang des BCD-Zählers 26 als auch an einem Eingang eines ODER-Gatters 44 liegt. Das ODER-Gatter 44 ist mit einem Eingang des Flip-Flops 31 verbunden. Der zweistufige BCD-Zähler 26 von Fig. 3 ist an seinen Einheits-und Zehnerausgängen 1 - 8 bzw. 1 - 4 mit sieben Widerständen verbunden, welche jeweils die Widerstandswerte 1R, 2R, 4R, 8R, 16R, 32R und 64R aufweisen. Der Ausgang 8 des BCD-Zählers 26 ist mit einem Eingang des Flip-Flops 30 und einem Eingang des ODER-Gatters 44 verbunden. Das Flip-Flop 30 ist mit seinem Ausgang Q mit einem Steuereingang eines Elektronikschalters 45, und mit seinem Ausgang Q mit einem Steuereingang des Elektronikschalters 46 verbunden. Der Ausgang Q des Flip-Flops 31 ist mit einem Steuereingang des Elektronikschalters 47 verbunden. Die sieben Widerstände des zweistufigen BCD-Zählers 26 liegen in Parallelschaltung an einem Eingang des Elektronikschalters 45, und der Ausgang des Elektronikschalters 45 ist mit einem Eingang des Elektronikschalters 46 und mit einem Eingang eines Spannungsvergleichers 48 verbunden.
Der Ausgang des Elektronikschalters 46 ist mit einem Eingang des Spannungsvergleichers 48 und einem gemeinsamen Anschluß für sieben Widerstände 49 verbunden, welche jeweils einen Widerstandswert 1R, 2R, 4R, 8R, 16R, 32R bzw. 64R aufweisen.
Diese in Fig. 3 dargestellten sieben Widerstände 49 sind mit einem "Senderabstandswählschalter" 50 verbunden. Dieser Wählschalter 50 ist mit einer elektrischen Spannungsquelle 51 verbunden. Der Ausgang des Spannungsvergleichers 48 von Fig.3 ist mit einem Eingang des Elektronikschalters 47 verbunden, und der Ausgang des Elektronikschalters 47 ist mit einem Kondensator 52 und einem Steuereingang des Gleichspannungs-Impulsbreitenumsetzers 27 verbunden. Der andere Anschluß des Kondensators 52 liegt an Masse als logischer Grundpegel. Der Ausgang des Gleichspannungs-Impulsbreitenumsetzers 27 ist mit einem Eingang des Differentialtreiberverstärkers (DDA) 35 verbunden. Der Ausgang des Differentialtreiberverstärkers (DDA) 35 von Fig. 3 ist über das Minenabweiser-Schleppseil 18 mit dem Eingang des in Fig. 4 dargestellten Differentialempfängerverstärkers (DRA) 36 verbunden. Der Ausgang des Differentialempfängerverstärkers 36 ist mit einem Steuereingang eines Impulsgenerators 53 für das Erzeugen von Impulsen veränderlicher Breite und mit einem Eingang eines Impulsbreitenvergleichers 54 verbunden. Der Ausgang des Impulsgenerators 53 ist mit dem anderen Eingang des Impulsbreitenvergleichers 54 verbunden. Der Impulsbreiten-Steuereingang des Impulsgenerators 53 liegt an einem Rückkopplungspotentiometer 55, das mechanisch mit einem Servomotor 57 verbunden ist. Der Servomotor 57 ist mechanisch gekoppelt mit dem Rückkkopplungspotentiometer 55 und einer Minenabweiser-Lenkvorrichtung 58, welche dazu dient, den Minenabweiser in seitlicher Richtung in die gewünschte Richtung zu lenken.
Der Taktgeber mit Abwärtszähler (CCC) 25 von Fig. 3 steuert zeitlich die gesamte Elektronik des Systems und liefert ein Taktsignal von 1 kHz für den BCD-Zähler 26, sowie ein Taktsignal von 50 Hz für den Gleichspannungs-Impulsbreitenumsetzer 27. Außerdem liefert der Taktgeber mit Abwärtszähler 25 einen zum Rückstellen des BCD-Zählers 26 auf null dienenden Triggerimpuls von 2 Hz und jeweils zu Beginn einer Sonarimpulsperiode ein Rückstell- oder Löschsignal für die Flip-Flops 30 und 31. Das Flip-Flop 30 verstellt dann den Elektronikschalter 45 in die Schließstellung ,und den Elektronikschalter 46 in die Öffnungsstellung. Das Flip-Flop 31 bringt den Elektronikschalter 47 in die Offnungs- oder Unterbrechungsstellung. Der Kondensator 52 behält dabei seinen jeweiligen Ladezustand während angenähert 100 Millisekunden. Der Triggerimpuls von 2Hz wird bei Ausführung einer Tiefseismikaufzeichnung durch die Taktfolgesteuerung des Systems gesperrt, wobei diese Taktfolgesteuerung beispielsweise der in der U.S. Patentschrift 2 849 211 dargestellten entsprechen kann.
Der vom Taktgeber mit Abwärtszähler 25 in Fig. 3 erzeugte Triggerimpuls steuert außerdem den Verzögerungsimpulsgenerator 28 an, der einen Impuls von 1 Millisekunde Dauer abgibt, durch welchen der BCD-Zähler 26 zum Anlauf gebracht wird und in Schritten von jeweils 1 Millisekunde zählt. Gleichfalls wird dadurch die Schallsender- oder Sonartreiberstufe 32 angesteuert und gibt ihrerseits einen Impulsstoß in Form eines Signals von 50 kHz an den im Geophon-Strömungskabel 11 befindlichen Schallsender oder Pinger 33 ab.
Der Schallsender oder Pinger 33 von Fig. 5 gibt Schallenergie an das Wasser ab, welche von dem auf einem der beiden Minenabweiser 20 befindlichen Schallempfängerwandler 34 von Fig.4 aufgefangen wird. Der Schallempfängerwandler 34 kann dabei aus einem beliebigen, handelsüblichen Kristallwandler bestehen.
Der kurze Schallenergie-Impulsstoß wird durch den Schallempfängerwandler 34 in ein elektrisches Signal umgesetzt, das dem Vorverstärker 37 zugeführt wird. Im Vorverstärker wird dieses Signal ausreichend verstärkt und dann dem Bandpaßfilter 38 zugeführt, durch den sämtliche unerwünschten Frequenzen oberhalb und unterhalb der Schallsender- oder Pingerfrequenz ausgesiebt werden. Das gefilterte Signal gelangt dann zum Verstärkerdetektor 39, in welchem der hochfrequente Signalimpulsstoß in einen die Hüllenlinie des Impulsstoßes darstellenden Gleichspannungsimpuls umgesetzt wird. Im Impulsgenerator 40 wird dieser Gleichspannungsimpuls in einen Impuls von 5 Millisekunden Dauer umgewandelt und dann an den Differentialtreiberverstärker (DDA) 41 angelegt. Bei dem hier beschriebenen System dienen die Differentialtreiberverstärker zur Erzielung einer hohen Gleichtaktunterdrückung über die großen Kabellängen. Das Impulssignal von 5 Millisekunden Dauer gelangt dann von dem Differentialtreiberverstärker 41 in Fig. 4 über das Minenabweiser-Schleppseil 18 zu dem auf dem Schiff 10 befindlichen, in Fig. 3 dargestellten Differentialempfängerverstärker 42.
Der Differentialempfängerverstärker 42 (Fig. 3) bildet hier einen Teil der zur Gleichtaktunterdrückung dienenden Vorrichtung. Der Impuls des Differentialempfängerverstärkers 42 wird im Impulsgenerator 43 in einen 5-Millisekunden-Impuls umgesetzt und dann an den Stop-Eingang des BCD-Zählers 26 angelegt. Bei angehaltenem BCD-Zähler 26 erscheint eine dem Abstand zwischen dem Empfängerwandler und dem Schallsender proportionale Spannung am Verbindungspunkt des mit den Einheits- und Zehnerausgängen des BCD-Zählers 26 verbundenen Widerstandsnetzwerks. Diese Spannung dient auf einer Seite des Spannungsvergleichers 48 zur Ermittlung, ob sich der Minenabweiser in der korrekten Lage befindet. Der 5-Millisekunden-Impulsgenerator 43 steuert über das ODER-Gatter 44 das Flip-Flop 31 an, so daß der Elektronikschalter 47 in die Schließstellung gebracht wird.
Unter normalen Betriebsbedingungen vergleicht der Spannungsvergleicher 48 die Stufenspannung des BCD-Zählers 26 mit der vom Senderabstandswählschalter 50 vorgegebenen Spannung.
Der Wählschalter 50 weist ein entsprechend abgestuftes Widerstandsnetzwerk und dem BCD-Zähler 26 entsprechende, binär kodierte Dezimalausgänge (BCD-Ausgänge) auf. Der Wählschalter wird in Entfernungsmeßwerten wie in Metern oder in Fuß und nicht in Zeiteinheiten geeicht.
Sollte der Schallimpuls nicht vom Minenabweiser aufgefangen werden, stellt der Ausgang 8 des Zehnerausgangs (128 ms) des BCD-Zahlers 26 in Fig. 3 die Flip-Flops 30 und 31 ein. Das Flip-Flop 30 öffnet seinerseits den Elektronikschalter 45, so daß die Verbindung zwischen dem Widerstandsnetzwerk und dem Eingang des Spannungsvergleichers 48 unterbrochen wird. Außerdem schließt das Flip-Flop 30 den Elektronikschalter 46, wodurch die beiden Eingänge des Spannungsvergleichers miteinander verbunden werden. In diesem Zustand der Vergleichereingänge verhalt sich der Spannungsvergleicher 48 so als ob sich der Minenabweiser in der korrekten Lage befände und steuert diesen entsprechend.
Der Ausgang des Spannungsvergleichers 48 in Fig. 3 liegt am Elektronikschalter 47, der sich jetzt in der Schließstellung befindet. Somit wird die Ausgangsspannung an den Kondensator 52 und den Eingang des Gleichspannungs-Impulsbreiten-Umsetzers 27 angelegt. Der Kondensator 52 dient als Filter und hält die Spannung, während der Elektronikschalter 47 kurzeitig zwischen Rückstellung und Ankommen eines Impulses von der Elektronik des Minenabweisers geoffnet wird. Der Gleichspannungs-Impulsbreitenumsetzer 27 weist diese Arbeitsweise auf und wird durch den Taktgeber mit Abwärtszähler ccc 25 mit einer Impulsfolgegeschwindiqkeit von 50 Hz taktgesteuert.
Der Differentialtreiberverstärker DDA 35 überträgt die Impulsfolge über das Minenabweiser-Schleppseil 18 in Fig. 1 zu dem entsprechend Fig. 4 im Minenabweiser befindlichen Differentialempfängerverstärker DRA 36. Der Differentialempfängerverstärker 36 im Minenabweiser 20 legt den Impuls an den Impulsgenerator 53 und an den Impulsbreitenvergleicher 54 an.
Die Impulsbreite des vom Impulsgenerator 53 erzeugten Impulses wird durch das Rückkopplungspotentiometer 55 gesteuert, das mechanisch mit dem Servomotor 57 gekoppelt ist. Der Impulsbreitenvergleicher 54 vergleicht nunmehr die beiden Impulsbreiten und gibt ein Korrektursignal an die Servomotorsteuerung 56 ab, welche ihrerseits den Servomotor 57 steuert.
Statt des zweistufigen BCD-Zählers 26 in Fig. 3 kann auch eine dreistufige Einheit mit Zehntel-, Einheits- und Zehnerausgängen benutzt werden, die mit einer Taktfrequenz von 10 kHz arbeitet. Der Wählschalter 50 für die Einstellung des Abstands zum Sender oder Pinger müßte dann ebenfalls entsprechend erweitert werden. Auf diese Weise kann die Auflösung von 1,5 m auf 0,15 m gesteigert werden.
Bei Verwendung von zwei Minenabweisern muß natürlich auch eine (nicht dargestellte) zweite Minenabweisersteuerung vorhanden sein. Die Signale von 2 Hz, 50 Hz und 1 kHz des Taktgebers mit Abwärtszähler 25 CCC von Fig. 3 werden gleichfalls dieser zweiten Steuerung zugeführt. Diese zweite Steuerung umfaßt die in den Figuren 3 - 5 dargestellten Schaltungselemente, mit Ausnahme des Taktgebers mit Abwärtszähler 25, des Verzögerungsimpulsgenerators 28, der Treiberstufe 32 und des Schallsenders 33.
In den Figuren 6 - 8 ist eine zweite Ausführungsform eines Offshore-Seismik-Schleppsystems für Gewässer oder die See dargestellt, bei welcher der in Fig. 7 dargestellte Schallsender oder Pinger 33a an dem Minenabweiser 20a, und der Schallempfängerwandler 34a entsprechend Fig. 7 zusammen mit der diesem zugeordneten Elektronik an oder im Geophon-Strömungskabel 11a angeordnet ist. Diese Ausführung gestattet gleichfalls die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die elektrischen Verbindungen, sowie die Arbeitsweise entsprechen bei dieser Ausführungsform denen der nach den Fig.
1 - 5, mit Ausnahme des Triggerimpulses von 2 Hz, der von dem in Fig. 6 dargestellten Taktgeber mit Abwärtszähler 25a erzeugt wird. Dieser Triggerimpuls der abgeänderten Minenabweisersteuerung ist gegenüber dem Impuls bei der oben beschriebenen Steuerung um 1800 phasenversetzt. Damit können die beiden Schallsender 33a von Fig. 8 und (der nicht dargestellte) Schallsender an den beiden Minenabweisern (von denen hier nur der linksseitige Minenabweiser 20a dargestellt ist) abwechselnd mit dem gleichen Schallempfängerwandler 34a zusammenwirken, um ihre entsprechenden Steuerungen abzuschalten.
Bei Verwendung von zwei Minenabweisern weist der zweite sämtliche in den Figuren 5 - 7 dargestellten Schaltungsbauteile auf, mit Ausnahme des in Fig. 6 dargestellten Taktgebers mit Abwärtszähler (CCC) 25a, der im Geophon-Strömungskabel 11a entsprechend Fig. 8 befindlichen Schaltungsbauteile, des im Schiff befindlichen, in Fig. 6 dargestellten Differentialempfangerverstärkers (DRA) 42a und des ebenfalls im Schiff befindlichen 5-Millisekunden-Impuls-Impulsgenerators 43a von Fig. 6.
Bei der Ausfflhrungsform nach den Figuren 6 - 8 sind die Schallsender 33a nicht wie bei der ersten Ausführungsform nach den Fig. 1 - 5 im Geophon-Strömungskabel 11, sondern an oder in den Minenabweisern 20a, 21 angeordnet. Eine derartige Anordnung bietet die folgenden Vorteile, nämlich daß 1) in den Minenabweisern mehr Platz zur Unterbringung der Schallsender zur Verfügung steht, und 2) eine geringere Kopplung des ausgesendeten elektrischen Signals zu dem Geophon-Strömungskabel möglich ist, da die Schallsender vom Geophon- Strömungskabel zu den Minenabweisern verlegt worden sind.
Selbstverständlich läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch mit anderen als den beiden, in den Figuren 1 - 5 bzw.
6 - 8 dargestellten Anordnungen ausführen, die entsprechend an unterschiedliche Gesteinsformationen im sedimentären Profil angepaßt sind.
Ein Merkmal beider, hier dargestellter Ausführungsformen der Vorrichtung besteht darin, daß die Geophone 12 - 17 in einem großen Abstand nachgezogen werden können, so daß vom Schiff ausgehende Störungseinflüsse vermieden sind.

Claims

Patentansprüche : Verfahren zur Gewinnung seismischer Meßwerte in Gewässern oder auf See, bei dem hinter einem Schleppfahrzeug ein eingetauchtes Strömungskabel und in einem seitlichen Abstand von diesem Strömungskabel ein Minenanweiser nachgezogen werden, das Strömungskabel wenigstens ein Geophon enthält und der Minenabweiser eine seismische Energiequelle trägt, die zusammen mit dem Geophon zur Gewinnung seismischer Meßwerte dient, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein den Abstand zwischen dem Minenabweiser und einem dem Strömungskabel zugeordneten Wandler darstellendes Signal durch Aussenden und Auffangen eines Signals zwischen diesen beiden erzeugt wird, aus diesem Abstandssignal ein Lenksteuersignal hergeleitet, an eine Lenkvorrichtung des Minenabweisers angelegt und aufgrund des Lenksteuersignals der seitliche Abstand des Minenabweisers auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandssignal durch Aussenden und Empfangen eines Schallsignals zwischen Minenabweiser und Wandler erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vermittels des Stromungskabels mehrere Gruppen von Geophonen nachgezogen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß als seismische Energiequelle eine seismische Druckluftkanone eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenksteuersignal auf dem Schleppfahrzeug erzeugt und über ein Kabel zu dem Minenabweiser übertragen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandssignal durch Aussenden eines Signals durch den Wandler und Auffangen dieses Signals an dem Minenabweiser erzeugt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandssignal durch zeitlich gesteuertes Aussenden eines von einer im Schleppfahrzeug befindlichen Steuerung ausgehenden und durch das Kabel zum Wandler, durch das Wasser zum Minenabweiser und von diesem über sein Schleppseil zurück zur Steuerung übertragenen Signalimpulses erzeugt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandssignal durch Aussenden eines Signals von dem Minenabweiser und Auffangen dieses Signals an dem Wandler erzeugt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandssignal durch zeitlich gesteuertes Aussenden eines von einer im Schleppfahrzeug befindlichen Steuerung ausgehenden und durch ein Minenabweiser-Schleppseil zum Minenabweiser, durch das Wasser zum Wandler und durch das Strömungskabel zurück zur Steuerung übertragenen Signalimpulses erzeugt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des Abstandssignals während der Gewinnung seismischer Meßwerte durch Betrieb der seismischen Energiequelle und des Geophons gesperrt wird.
11. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einera oder mehreren der Ansprüche 1 - 10, bestehend aus einem Schleppfahrzeug, einem von diesem schleppbaren, wenigstens ein Geophon aufweisenden Strömungskabel und einen in einem seitlichen Abstand von dem Strömungskabel schleppbaren, eine seismische Energiequelle tragenden Minenabweiser, g e k e n n z e i c h n e t durch zum Erzeugen eines den Abstand zwischen dem Minenabweiser (20, 21) und einem dem Strömungskabel (11) zugeordneten Wandler (33) anzeigenden Signal durch Aussenden und Auffangen eines Signals zwischen diesen beiden dienende Mittel (26, 32, 33, 34, 41, 42), eine zur Herleitung eines Lenksteuersignals aus diesem Abstandssignal dienende Vorrichtung (48), eine im Minenabweiser angeordnete Lenkvorrichtung (58) und durch zum Anlegen des Lenksteuersignals an die Lenkvorrichtung (58) und zum Einhalten eines vorbestimmten Werts für den seitlichen Abstand dienende Mittel (35, 36, 57).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Erzeugen eines Abstandssignals dienenden Mittel (26, 32, 33, 34, 41, 42) zum Aussenden und Auffangen eines Schallsignals zwischen Minenabweiser und Wandler dienende Vorrichtungen (33, 34,; 33a; 34a) umfassen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungskabel mehrere Gruppen von Geophonen (12 - 17) aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche t1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Energiequelle aus einer seismischen Druckluftkanone (22) besteht.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1) - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herleitung eines Lenksteuersignals dienende Vorrichtung (48) im Schleppfahrzeug (10) angeordnet ist und zum Aussenden des Lenksteuersignals von dem Schleppfahrzeug zu dem Minenabweiser (20, 21) dienende Vorrichtungen (35, 36j umfaßt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Erzeugen des Abstandssignals dienenden Mittel (26, 32, 33, 34, 41, 42) eine zum Aussenden eines Signals von dem Wandler (33) dienende Vorrichtung (32) und eine zum Auffangen des an dem Minenabweiser (20, 21) ankommenden Signals dienende Vorrichtung (34) umfassen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Erzeugen des Abstandssignals dienenden Mittel (26, 32, 33, 34, 41, 42) einen im Schleppfahrzeug (10) befindlichen, zur taktgesteuerten Abgabe eines Signalimpulses durch das Strömungskabel (11) zu dem Wandler (33), durch das Wasser zu dem Minenabweiser (20, 21) und durch dessen Schleppseil (18, 19) wieder zurück dienenden Signalimpulstaktgeber (25) umfassen.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Erzeugen des Abstandssignals dienenden Mittel (26, 32, 33, 34, 41, 42) eine zum Aussenden eines Signals von dem Minenabweiser (20, 21) dienende Vorrichtung (33a) und eine zum Auffangen dieses Signals an dem Wandler (33a) dienende Vorrichtung (34a) umfassen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Erzeugen eines Abstandssignals dienenden Mittel einen im Schleppfahrzeug (10) befindlichen, zur taktgesteuerten Abgabe eines Signalimpulses durch ein Schleppseil (18a) für einen Minenabweiser (20a) zu dem in diesem befindlichen Wandler (33a), durch das Wasser zu dem Wandlerempfänger (34a) und durch das Strömungskabel (11a) zurück dienenden Impulstaktgeber (25) umfassen.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sperren der das Abstandssignal erzeugenden Mittel während des Betriebs der seismischen Energiequelle (22) und des Geophons (12 - 17) dienende Vorrichtungen (24, 25) vorgesehen sind.
21. Verwendung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 - 20 zur Überwachung der seitlichen Lage eines Minenabweisers in bezug auf das eingetauchte Strömungskabel.