ga seismica curs 7

38
CAPITOLUL 3 Inregistrarea datelor seismice Receptorul seismic este un traductor folosit pentru a transforma oscilatiile solului si variatiile presiune din apa in semnale electrice. In functie de marimea la care este sensibil, receptorul poate fi: - sensibil la oscilatiile solului: geofon, Texan; - sensibil la variatiile de presiune din apa: hidrofon. In functie de mediul in care efectueaza inregistrarea datelor seismice avem: - seismica terestra: geofon, Texan, grupare de geofoane; - seismica marina: hidrofon, Streamer, Ocean Bottom Cable si Ocean Bottom Seismometer. In functie de cate unde se inregistreaza avem: - receptoare 1C: inregistram undele P si Sv; - receptoare 3C: inregistram undele P, Sh si Sv. Geofonul Este un tip de traductor care transforma deplasarile particulelor solului in semnale electrice. Din punct de vedere constructiv, exista doua tipuri de geofoane: - Geofoane electromagnetice: bobina solidara cu carcasa si magnetul permanent mobil; 1

Upload: gabi-mariana

Post on 01-Feb-2016

64 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

jkj

TRANSCRIPT

Page 1: GA Seismica Curs 7

CAPITOLUL 3

Inregistrarea datelor seismice

Receptorul seismic este un traductor folosit pentru a transforma oscilatiile solului si variatiile

presiune din apa in semnale electrice.

In functie de marimea la care este sensibil, receptorul poate fi:

- sensibil la oscilatiile solului: geofon, Texan;

- sensibil la variatiile de presiune din apa: hidrofon.

In functie de mediul in care efectueaza inregistrarea datelor seismice avem:

- seismica terestra: geofon, Texan, grupare de geofoane;

- seismica marina: hidrofon, Streamer, Ocean Bottom Cable si Ocean Bottom

Seismometer.

In functie de cate unde se inregistreaza avem:

- receptoare 1C: inregistram undele P si Sv;

- receptoare 3C: inregistram undele P, Sh si Sv.

Geofonul

Este un tip de traductor care transforma deplasarile particulelor solului in semnale electrice.

Din punct de vedere constructiv, exista doua tipuri de geofoane:

- Geofoane electromagnetice: bobina solidara cu carcasa si magnetul permanent mobil;

- Geofoane electrodinamice: magnetul solidar cu carcasa si bobina mobila.

Geofoanele electromagnetice sunt mai mari, grele si au proprietati care nu se pastreaza constant

in timp; din acest motiv ele nu sunt des utilizate pe teren.

Geofoanele electrodinamice sunt mici ca marime (carcasa aprox 6-7 cm iar pintenul aprox 6 cm),

usoare si isi pastreaza proprietatile constante in timp; din acest motiv, ele sunt folosite pe teren

pentru inregistrarea datelor seismice.

Din punct de vedere constructiv, geofonul electrodinamic este alcatuit dintr-o parte fixa, solidara

cu carcasa acestuia, si o parte mobila. Partea fixa este reprezentata de un magnet permanent care

1

Page 2: GA Seismica Curs 7

este solidar cu carcasa, iar partea mobila este reprezentata de o bobina circulara, in greutate de

15-25 grame, sustinuta de un arc de suspensie de constructie speciala. In paralel cu iesirea

geofonului se monteaza un rezistor (Rs) ce are scopul de a amortiza oscilatiile libere. Carcasa

geofonului are la partea inferioara un pinten cu ajutorul caruia se realizeaza un contact cat mai

bun intre geofon si sol.

In urma generarii energiei seismice iau nastere unde seismice care se propaga spre suprafata

solului prin deplasari ale particulelor mediului. Aceste deplasari sunt captate de geofon, mai

exact de carcasa acestuia si de magnetul solidar cu aceasta; ambele vor oscila concomitent cu

solul, in timp ce bobina va avea tendinta de a ramine pe loc. Ca urmare a acestor deplasari, intre

bobina si magnet iau nastere niste miscari relative ce determina inducerea in bobina a unui flux

magnetic variabil si, deci, a unei tensiuni variabile.

Geofoanele sunt cunoscute si sub denumirea de vitezometre, deoarece semnalul electric de la

iesirea geofonului este corespunzator vitezei de deplasare a particulelor solului.

Figura 3.1 Geofonul

Functionarea geofonului si proprietatile acestuia pot fi studiate cu ajutorul ecuatiei unui sistem

electromecanic liniar ce are la intrare viteza de deplasare a particulelor solului, V, si la iesire

tensiunea electrica, u:

2

Page 3: GA Seismica Curs 7

u” + 2hu’ + ωo2u = - a V”,

unde, h este un coeficient de amortizare, ωo este pulsatia oscilatiilor libere (= 2πfo, unde fo este

frecventa oscilatiilor libere), a este un coeficient a carui valoare este functie de rezistenta

bobinei, rezistenta de sarcina si coeficientul de cuplaj electromecanic (stabileste legatura dintre

marimea electrica si cea mecanica).

Considerand V” = 0, forma oscilatiilor libere ωo ale geofonului este data de relatia dintre ωo si h:

1. ωo ≥ h: oscilatiile libere au forma unei sinusoide neamortizate

2. ωo > h: oscilatiile periodice de forma unei sinusoide amortizate

3. ωo = h: oscilatii aperiodice la limita

3

Page 4: GA Seismica Curs 7

4. ωo < h: oscilatii aperiodice a caror amortizare se face foarte repede

Amortizarea optima aplicata oscilatiilor libere ale geofonului satisface relatia:

.

Aceasta amoritzare este aplicata pentru a se asigura o putere rezolutiva inalta. Practic,

amortizarea optima trebuie sa fie 7% din cea critica.

Amortizarea oscilatiilor libere ale geofonului se face prin:

- folosirea unor fluide de diferite viscozitati (geofoanele electromagnetice); dezavantajul consta

in variatia viscozitatii fluidului in fucntie de temperatura si variatiile ei in timp.

- pierderea de caldura din circuitul electric al aparatului (geofoane electrodinamice): amortizarea

se face cu ajutorul unor rezistente electrice ce sunteaza iesirea geofonului; modificand valoarea

rezistentei se modifica si coeficientul de amortizare.

Axele de sensibilitate ale unui geofon

4

Page 5: GA Seismica Curs 7

Masa mobila a geofonului poate avea unul, doua sau trei grade de libertate ce poarta denumirea

de axe de sensibilitate. Prezenta acestor axe permite inregistrarea a diferite tipuri de unde

seismice (P si S). Astfel avem geofoane uni-, bi- si tri-directionale.

Daca directia vectorului de deplasare a undelor elastice, , face un unghi oarecare, α, cu axa de

sensibilitate a geofonului, atunci acesta va inregistra o deplasare a particulelor solului, s, egala

cu:

s = | | cos α.

Dependenta sensibilitatii geofonului de directia deplasarii particulelor solului poarta denumirea

de caracteristica de directivitate. Aceasta caracteristica poate fi reprezentata sub forma unei

diagrame polare:

Figura 3.2. Caracteristica de directivitate a geofoanelor verticale (stanga) si orizontale (dreapta); linia care uneste centrele a celor doua sfere coincide cu axa de sensibilitate a geofonului

Conditiile necesare unei bune functionari ale geofonului sunt (Orban, 1983):

- geofonul trebuie sa posede proprietati filtrante constante in timp;

- durata oscilatiilor libere ale geofonului trebuie sa fie suficient de mica astfel incat sa nu

interfere destructiv cu semnalele sosite la geofon la intervale scurte de timp;

5

Page 6: GA Seismica Curs 7

- geofonul trebuie sa fie sensibil la cele mai mici deplasari ale particulelor solului astfel incat

semnalele de la iesirea acestuia sa reprezinte cit mai fidel deplasarile particulelor solului;

- toate geofoanele folosite pentru masuratori pe un profil seismic trebuie sa prezinte identitatea

tuturor parametrilor (caracteristici de frecventa si faza, polaritate, amortizare, sensibilitate,

frecventa oscilatiilor libere etc).

Verificarea geofoanelor se face prin:

- verificarea polaritatii geofoanelor: se verifica modul de conectare a bornelor de la iesirea

geofoanelor la cablul seismic;

- identitatea geofoanelor;

- scurgerile de curent intre geofon si sol: se verifica atunci cind se efectueaza masuratori in soluri

umede. Rezistenta de scurgere admisibila este de 10 MΩ. Se plaseaza geofonul intr-o baie de

metal cu apa si se masoara rezistenta de scurgere intre bornele geofonului si baia de metal.

Texan-ul

Este un tip de receptor seismic potrivit pentru efectuarea masuratorilor in zonele cu relief foarte

accidentat. Din punct de vedere constructiv el este format dintr-un geofon atasat cu un cablu de

lungime 40 – 50 cm la o cutie cilindrica ce contine un processor, memorie, ceas cu cuart etc.

Memoria Texan-ului permite stocarea a zeci de Gb date seismice. Pentru masuratori, Texan-ul

este ingropat la aprox 40 – 50 cm adancime, avand cablul dintre geofon si cutie intins pentru a nu

permite inregistrarea zgomotului produs de componentele electronice din cutie.

Figura 3.3 Texan-ul

6

Page 7: GA Seismica Curs 7

Gruparea de geofoane

Gruparile de geofoane sunt folosite pentru a atenua sosirile seismice nedorite (de ex. undele de

suprafata sau asa-numitul ground-roll). Raspunsul unei grupari de geofoane se poate obtine in

doua feluri:

- Direct pe teren, prin conectarea unui anumit numar de geofoane;

- In etapa de pre-prelucrare a inregistrarilor seismice efectuate folosind geofoni individuali.

Raspunsul unei grupari de geofoane se obtine prin insumarea unui numar de trase

seismice egal cu numarul dorit de geofoane dintr-o grupare si re-esantionarea spatiala a

rezultatului insumarii la distanta dorita, la asa-numitul interval de grup, ΔxG, (distnata

dintre centrele a doua grupari successive).

Parametrii importanti in definirea unei grupari de geofoane sunt distanta dintre geofoanele din

grupare, Δxg, si intervalul de grup, ΔxG.

- Δxg se alege astfel incat undele de suprafata sa nu fie afectate de aliasing-ul spatial.

- ΔxG se alege astfel incat unda simplu reflectata sa nu fie afectata de aliasing-ul spatial.

- pentru undele de suprafata:

Rezulta ca:

Daca luam in considerare ca fmax al undei de suprafata este 12 Hz iar viteza minima este

aproximativ 100 m/s, rezulta o distanta intre geofoane de ~ 4 m. Folosirea unui Δxg ≤ 4 m

permite inregistrarea corecta a undelor de suprafata caracterizate de o frecventa maxima de 12

Hz si o viteza minima de 100 m/s.

7

Page 8: GA Seismica Curs 7

- pentru undele simplu reflectate:

Folosirea unui ΔxG ≤ 10 m permite inregistrarea corecta a undelor simplu reflectate caracterizate

de o frecventa maxima de 80 Hz si o viteza minima de 1600 m/s.

Raspunsul unei grupari de geofoane se analizeaza folosind spectrul de amplitudine al unei

singure grupari de geofoane sau spectrul de amplitudine al unei inregistrari seismice ce contine

raspunsul mai multor grupari de geofoane.

Spectrul de amplitudine al unei grupari de geofoane se calculeaza pornind de la functia de

transfer a gruparii de geofoane, F(k).

Sa presupunem ca avem o grupare de 5 geofoane spatiate la distanta constanta ∆x pe axa Ox.

Geofonul 1 are pozitia (x - 2∆x), geofonul 2 are pozitia (x - ∆x), geofonul 3 are pozitia (x+0),

geofonul 4 are pozitia (x+∆x) iar geofonul 5 are pozitia (x+2∆x).

Functia de transfer F(kx) se obtine dupa aplicarea transformatei Fourier 1D semnalelor f(x) date

de fiecare geofon din grupare:

unde este transformata Fourier aplicata functiei f(x) data de geofonul cu abscisa

x = 0 m.

8

Page 9: GA Seismica Curs 7

Rearanjand suma de integrale se obtine:

unde

iar suma de exponentiale se rescrie sub forma

Stiind ca

putem rescrie ultima relatie sub forma

9

Page 10: GA Seismica Curs 7

Exemplu:

Se considera o grupare de geofoane cu 12 elemente, M = 12, spatiate la distanta constanta de 5 m

(Δxg = 5 m). Spectrul de amplitudine al unei grupari de geofoane este reprezentat in Figura 3.4.

Spectrul de faza nu este des utilizat in analiza raspunsului unei grupari de geofoane intrucat

variatiile acestuia functie de conditiile de teren nu sint exact explicate din punct de vedere

matematic (Panea, 2007).

Spectrul de amplitudine este simetric fata de numarul de unda Nyquist, kN. Spectrul de faza

variaza intre 0 si 3.14. In functie de numarul de unda, pe spectrul de amplitudine se separa 3

zone. Prima zona, numita “pass-band zone”, este definita intre k = 0 si primul “rejection notch”

notat cu k1. Valoarea acestui notch se calculeaza folosind relatia: k1 = 1 / L, unde L = MΔxg. Se

considera ca semnalul este concentrat in aceasta zona si trece ne-atenuat. A doua zona, “rejection

band”,este definita de k1 si kM-1, unde kM-1 = (M-1) /L. Se considera ca zgomotul este concentrat

in aceasta zona si trebuie atenuat; aceasta atenuare se realizeaza prin minimizarea lobilor dintre

k1 si kM-1. A treia zona este definita de interval (kM-1 - 2kN) si este zona in care se concentreaza

semnalul.

10

Page 11: GA Seismica Curs 7

Forma spectrelor de amplitudine si de faza ale unei grupari de geofoane se deformeaza in

prezenta variatiilor de amplitudine si de faza.

Figura 3.4 Spectrul de amplitudine (stanga) si de faza (dreapta) al unei grupari de geofoane

Efectul variatiilor de faza si de amplitudine asupra raspunsului gruparilor de geofoane

-variatiile de faza

Acest tip de variatii sint generate de variatiile de relief prezente in lungul profilului seismic si de

distantele neregulate la care sunt plantati geofonii pe profil.

Spectrele de amplitudine si de faza reprezentate in Figura 3.5 sunt obtinute pentru o grupare de

geofoane cu 12 elemente spatiate la 5 m cu exceptia unui singur element care are o eroare in

pozitionare de 10% din 5 m. Deformarea spectrului de amplitudine fata de spectrul obtinut in

absenta prezentei variatiilor de faza poate fi considerata ne-importanta, in schimb cea a

spectrului de faza este foarte importanta.

Spectrele de amplitudine si de faza reprezentate in Figura 3.6 sunt obtinute pentru o grupare de

geofoane cu 12 elemente spatiate la distnate neregulate calculate folosind o eroare max de 10%

din 5 m.

11

Page 12: GA Seismica Curs 7

Figura 3.5 Spectrul de amplitudine (stanga) si faza (dreapta) obtinut pentru o grupare de geofoane cu 12

elemente spatiate la 5 m si cu un singur element pozitionat cu o eroare de 10% din 5 m

Figura 3.6 Spectrul de amplitudine (stanga) si faza (dreapta) obtinut pentru o grupare de

geofoane cu 12 elemente spatiate la distante neregulate 10% din 5 m

- variatiile de amplitudine

12

Page 13: GA Seismica Curs 7

Aceste variatii sint generate de plantarea incorecta a geofoanelor pe profil, cuplajul sol-

geofon este diferit de la un geofon la altul, ele afectand amplitudinea semnalului de la iesirea

geofonului.

Spectrele de amplitudine si de faza ale unei grupari de geofoane cu 12 elemente in care s-a

dat o pondere aleatoare, diferita de 1, unui singur geofon sunt reprezentate in Figura 3.7.

Prezenta acestei erori de amplitudine afecteaza ambele spectre. Un efect mult mai mare

asupra spectrelor se obtine atunci cind variatia de amplitudine se aplica tuturor elementelor

gruparii.

Comparind spectrele de amplitudine obtinute in prezenta variatiilor de faza si de amplitudine

se constata ca variatiile de amplitudine au un effect mult mai mare asupra raspunsului unei

grupari de geofoane comparativ cu cele de faza.

Figura 3.7 Spectrul de amplitudine (stanga) si faza (dreapta) al unei grupari de geofoane cu 12

elemente, variatia de amplitudine 10% a fost aplicatat unui singur geofon

13

Page 14: GA Seismica Curs 7

Figura 3.8 Spectrul de amplitudine (stanga) si faza (dreapta) al unei grupari de geofoane cu 12

elemente, variatia de amplitudine 10% a fost aplicatat tuturor geofoanelor din grupare

Spectrul de amplitudine al unei inregistrari seismice ce contine raspunsurile mai multor grupari

de geofoane se obtine folosind Transformata Fourier 2D. In Figura 3.9 am reprezentat un

exemplu de inregistrare seismica modelata folosind geofoni individuali. Distanta dintre geofonii

individuali este 5 m. Evenimentul liniar este unda de suprafata, ce trebuie atenuata, iar

evenimentul hyperbolic este unda simplu reflectata, considerate semnal si trebuie protejata in

timpul obtinerii raspunsului gruparii de geofoane. Energia undei simplu reflectate apare pe

spectrul de amplitudine sub forma unei benzi negre apropiate de verticala (Figura 3.10).

Raspunsul unei grupari de geofoane se obtine prin insumarea traselor date de fiecare 12 geofoane

(1-12, 2-13, 3-14 etc)si re-esantionarea spatial a rezultatului insumarii la 10 m (adica se pastreaza

fiecare a 2-a trasa). In Figura 3.9, dreapta, am reprezentat rezultatul insumarii a cite 12 trase

pentru a avea o inregistrare cu cat mai multe trase pentru aplicarea transformatei Fourier 2D.

Efectul insumarii de trase este clar pe evenimentul liniar care este atenuat (Figura 3.9).

Atenuarea evenimentului liniar este clara si pe spectrul de amplitudine (f, k) reprezentat in

Figura 3.10. Pozitia numerelor de unda la care spectrul de amplitudine este zero (reject notches)

este data de zonele albe observate in lungul benzii negre inclinate ce reprezinta energia

evenimentului liniar.

14

Page 15: GA Seismica Curs 7

Figura 3.9 Inregistrare seismica folosind geofoni individuali (stanga) si raspunsul insumarii de

trase (dreapta)

Figura 3.10 Spectrul (f, k) al inregistrarilor din Figura 3.9

Efectul variatiilor de faza si de amplitudine asupra raspunsului gruparilor de geofoane

- variatiile de faza

In Figura 3.11 am reprezentat o seismograma modelata avand geofoanele individuale plasate la

distante neregulata (10% din 5 m). Efectul acestor variatii este mai mare asupra undei de

15

Page 16: GA Seismica Curs 7

suprafata, fiind unda ce se propaga cu o viteza mult mai mica decat cea a undei simplu reflectate.

Prezenta acestor variatii este vizibila si dupa insumarea traselor (compara Figura 3.8 cu Figura

3.10).

Prezenta variatiilor de faza este recunoscuta pe spectrul de amplitudine (f, k) al inregistrarii

datorita benzilor de energie inclinate, aratind prezenta unei energii aliasate spatial. Aceatsa

energie se poate atenua prin folosirea gruparilor de geofoane (Figura 3.12).

Figura 3.11 Inregistrare cu geofoni individuali plasati la distante neregulate, 20% din 5 m,

(stanga) dupa insumarea a 12 trase (dreapta)

16

Page 17: GA Seismica Curs 7

Figura 3.12 Spectrele de amplitudine (f, k) ale inregistrarilor reprezentate in Figura 3.11; aliasing

spatial pe spectrul din dreapta

Folosirea inregistrarilor cu geofoni individuali pentru calculul raspunsului gruparilor de geofoane

permite o pre-prelucrare a acestora care are ca rezultat obtinerea unui raspuns mai correct

(atenuare mai buna a zgomotului cu pastrarea semnalului). In Figura 3.13 am reprezentat

raspunsul gruparilor de geofoane calculate inainte si dupa aplicarea corectiilor statice. Modelarea

seismogramei initiale s-a facut folosind geofoni individuali spatiati la 50 m si in prezenta unei

variatii de relief de max 400 m. Efectul gruparii de geofoane asupra undei simplu reflectate este

destructiv daca raspunsul gruparii se calculeaza inainte de aplicarea corectiilor statice.

17

Page 18: GA Seismica Curs 7

Figura 3.13 Raspunsul gruparii de geofoane calculat dupa (stanga) si inainte (dreapta) de

aplicarea corectiilor statice

- variatiile de amplitudine

Variatiile de amplitudine pot fi analziate prin aplicarea unor ponderi diferite geofoanelor folosite

in modelarea raspunsului gruparilor de geofoane. Inregistrarea seismica reprezentata in Figura

3.14 a fost obtinuta aplicind ponderi neregulate calculate cu o eroare max de 20%. Prezenta

variatiilor de amplitudine este inidicata pe spectrul de amplitudien de benizle de energie inclinate

(Figura 3.15); aceasta energie este considerata tot un fel de energie aliasata care poatre fi

atenuata prin folosirea gruparilor de geofoane (Figura 3.15).

18

Page 19: GA Seismica Curs 7

Figura 3.14 Inregistrare cu geofoni individuali carora li s-au atribuit ponderi diferite, 20%,

(stanga) dupa insumarea a 12 trase (dreapta)

Figura 3.15 Spectrele de amplitudine (f, k) ale inregistrarilor reprezentate in Figura 3.14; aliasing

spatial pe spectrul din dreapta

19

Page 20: GA Seismica Curs 7

Raspunsul gruparii de geofoane 3D

O grupare de geofoane 3D poate avea diferite forme: grid rectangular, cerc, cruce, forma literei

T, L sau Y.

In Figura 3.16 am reprezentat o seismograma modelata folosind un grid rectangular ce are 5 linii

de geofoane cu 80 geofoane/linie si distnata intre geofoane de 5 m; distanta intre liniile de

geofoane este 5 m. sursa seisamica este plasata la capatul intinderii de geofoane de pe linia 3.

Raspunsul gruparii de geofoane s-a calculat pentru o grupare de 6 x 5 geofoane (6 geofoane in-

line si 5 cross-line).

Atenuarea undelor de suprafata nu este sufficient de buna deoarece lungimea gruparii de

geofoane pe directie in-line nu este mare; 6 geofoane in-line spatiate la 5 m inseamna 30 m.

Figura 3.16 Inregistrare seismica cu geofoni individuali plasati pe 5 linii paralele; 80 geofoane/linie,

distanta intre linii 5 m, distanta intre gefoane 5 m

20

Page 21: GA Seismica Curs 7

Figura 3.17 Raspunsul gruparii de geofoane 6 x 5 reprezentat in (t, x) si (f, k)

21

Page 22: GA Seismica Curs 7

Hidrofonul

Este un tip de traductor folosit in seismica marina. El transforma variatiile de presiune ale apei in

semnale electrice.

Caracteristicile hidrofoanelor:

- sa posede sensibilitate ridicata la variatiile de preisune corespunzatoare undelor seismice

utile (de ex., undele simplu reflectate) si sensibilitate foarte scazuta la actiunea valurilor,

vibratiilor cablului, alte surse de zgomot etc.

- sa permita obtinerea unui raspuns uniform pentru o gama larga de frecventa.

Tipuri de hidrofoane:

- magnetostrictiv: are la baza proprietatea corpurilor feromagnetice de a se magnetiza

atunci cand sunt supuse unor deformari exterioare. Din punct de vedere constructiv este

alcatuit dintr-un cilindru din material ferromagnetic pe care este infasurata bobina. Sub

actiunea variatiei de presiune, fluxul magnetic indus se modifica si ia nastere o tensiune

electrica proportional cu deformarea hidrofonului.

- electromagnetic: din punct de vedere constructiv seamana cu geofonul. Este alcatuit

dintr-un magnet permanent solidar cu carcasa si o bobina mobila ce este pusa in miscare

de un resort ce preia deformarile diafragmei elastice prezenta la partea superioara a

carcasei. Variatiile de presiune ale apei sunt preluate de diafragma si transmise bobinei in

care se va induce un flux magnetic variabil.

- cu reductanta variabila: din punct de vedere constructive, bobina si magnetul permanent

sunt fixe generand un camp magnetic stationar. Variatiile de presiune din exterior

determina aparitia unui current electric in bobina. Sensibilitatea hidrofonului scade cu

cresterea adancimii apei datorita cresterii presiunii hidrostatice.

- piezoelectric: are la baza proprietatea anumitor materiale anizotrope de a produce sarcini

electrice pe fetele lor opuse atunci cand sunt supuse unor presiuni exterioare. De ex:

cuartul, turmalina, sarea Rochelle. In constructia acestor hidrofoane se folosesc material

cu proprietati asemnatoare: titanul de bariu, strontiu, zirconatul de plumb. Din punct de

vedere constructiv, are o placuta de cupru sprijinita la ambele capete de o armature

metalica peste care se aplica un strat de cristal piezoelectric acoperit cu o folie dintr-un

material bun conducator de electricitate. In prezenta unei variatii de presiune, intre

22

Page 23: GA Seismica Curs 7

placuta si folie se masoara o diferenta de tensiune. Intregul ansamblu este pus intr-un

manson de cauciuc.

Streamer-ul

Este un tip de receptor folosit un seismica marina. Din punct de vedere constructiv, este un cablu

seismic alcatuit dintr-un tub cu un invelis din material plastic si cu diametrul in jurul valorii de 5

cm. Lungimea cablului seismic variaza intre sute si mii de metri, in functie de numarul canalelor

seismice si distanta dintre punctele de observatie. Astfel, sunt folosite cabluri cu lungime de

1200, 1600, 2400, 3600, 4800 m.

Cablul seismic contine urmatoarele elemente:

- cablul de tractiune;

- ansamblul de afundare;

- sectiunea de amortizare;

- sectiunea activa;

- ansamblul balizelor subacvatice active;

- ansamblul indicatorilor de adancime;

- unitatea pentru ruperile in apa;

- balizele de suprafata;

Figura … Vas cu 8 Streamer-e

23

Page 24: GA Seismica Curs 7

Figura … detaliu din Streamer

Figura … Unitate pentru controlul adancimii

Figura … Unitate pentru controlul pozitiei cablului

Figura … sensor pentru determinarea pozitiei receptorilor

Cablul de tractiune: reprezinta portiunea de cablu care face legatura intre troliul de pe vas si

sistemul de afundare, plasat in partea frontala a Streamer-ului (adica aproape de vas). Pe acest

cablu sunt plasati conductorii electrici care fac legatura intre diversele parti ale cablului si statia

seismica de pe vas. Lungimea cablului de tractiune este de 250-300 m. Portiunea care opereaza

in apa este prevazuta cu aripioare de cauciuc pentru evitarea agitatiei si zgomotului provocat de

ea.

Ansamblul de afundare: are rolul de a mentine aceasta parte a cablului la adancimea dorita

independent de viteza de tractare. El se compune dintr-o baliza de suprafata, un cablu elastic in

capatul caruia se gaseste o greutate fixate de cablu de legatura prin intermediul unui lagar

pivotant. Lungimea cablului elastic de legatura se allege in fucntie de adancimea de imersiune a

streamer-ului.

24

Page 25: GA Seismica Curs 7

Sectiunea de amortizare: are rolul de a decuple acustic streamer-ul de vasul de inregistrare, adica

sa elimine influenta zgomotului generat de vas si de valurile marii care se pot transmite cablului

seismic prin cablul de tractiune sub forma unor impulsuri acustice. Amortizarea este efectuata

cu ajutorul a doua material plastic peste care stau conductorii electrici de conexiune, totul fiind

montat intr-un strat de spuma de plastic.

Sectiunea activa: cuprinde hidrofoanele (numar variabil, 20 – 100), transformatoare de adaptare

a impedantei inalte a gruparii de hidrofoane la impedanta joasa a amplificatorului seismic,

conductor electrici, cablu de tractiune pentru prelucrarea efortului. Lungimea unei sectiuni active

poate fi de 50, 70 si 100 m.

Ansamblul balizelor subacvatice active: cuprinde o serie de balize care se monteaza direct pe

cablu si permit stabilizarea adancimii prin corectarea continua a pozitiei cablului seismic cu

ajutorul unui system servo-mecanic.

Ansamblul indicatorilor de adancime: cuprinde sectiuni scurte pline cu ulei, cuplate intre

sectiunile active. In general se folosesc 5 indicatori montati linga canalele seismice 1, 6, 12, 18 si

24.

Unitatea pentru ruperile in apa: este destinata controlului deviatiei laterale a cablului seismic de

la linia profilului. El consta din 6 hidrofoane plasate in dreptul canalelor seismice 1, 5, 10, 15, 20

si 24. Ruperile sunt reprezentate de undele directe inregistrate de cele 6 hidrofoane. Acestea se

printeaza si se masoara intervalul de timp dintre ele; daca acest interval este constant inseamna

ca streamer-ul este rectiliniu si se gaseste pe directia profilului.

Balizele de suprafata: sunt in numar de doua, plasate una la ansamblul de afundare si cea de a

doua la capatul departat de vas al cablului. Balizele pot fi construite din metal sau din material

plastic si vopsite cu o culoare deschisa pentru a putea fi observate de la distante mari.

Ocean-Bottom-Cable (OBC)

Un tip de metoda de achizitie a datelor seismice in care receptorii sunt pusi pe fundul marii,

un receptor fiind compus din 3 geofoni si un hidrofon. Adancimea maxima a apei este de 200 m.

Pozitia in 3D si viteza determinate folosind GPS-ul. Atenueaza reflexiile fantoma prin insumarea

p-z, unde p –presiunea si z - adancimea.

Echipa de OBC:

- un vas ce poarta sursa;

25

Page 26: GA Seismica Curs 7

- un vas pe care se face inregistrarea;

- cel putin un vas pentru cabluri,

de obicei sunt 2 vase pt cabluri

Figura … OBC

Ocean Bottom Seismometeres:

Sunt folosite in studiile seismice passive. Dpdv constructiv, un OBS contine un hidrofon si 3

geofoane (multicomponente). OBS-ul este plasat direct pe fundul marii.

Figura … OBS

Nodurile seismice:

26

Page 27: GA Seismica Curs 7

Nodurile sunt de fapt niste OBS-uri plasate direct pe fundul marii in regiunile cu topografie

foarte accidentata, la adancimi de peste 3000 m. acest tip de configuratie se foloseste atunci cind

PBS-ul obisnuit (ce foloseste cabluri de legatura intre unitati) nu se poate folosi.

Figura … Exemplu de dispunere a nodurilor seismice

Figura … Detaliu de nod seismic

27

Page 28: GA Seismica Curs 7

Figura ….Achizitia seismica folosind nodurile seismice

28