JPH0321886A - 音響圧力パルスの整形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、音響圧力パルスの整形方法に関し、高圧力ガ
スの水中下での爆発的な放出によって生成される音響標
示（ｓ　ｉｇｎａｔｕｒｅ）を修正あるいは整形する方
法に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、反
対位相の第２の小波あるいはさざ波を好適に重ね合わせ
て、第１パルスの発生から派生する音響標示の不均一で
先鋭的な性状を修正する方法に関するものである。

従来の技術及び発明が解決しようとする課題充填された
高圧ガスが爆発的に水中下で放出された時、強力かつ有
用な第１の圧力パルスが生成され、該第１パルスには数
種の第２圧力パルスを伴う振動が追従する。これらの第
２パルスは一般に形状が先鋭的な脈動追従からなる。一
般に、この標示の追従は不均一の性状を有し、そのため
、地震探査のための受容レベルにその振幅を減少するこ
とを困難としている。

上記不均一な性状を有する第２圧力パルスの減少あるい
は抑止をするための方法が既に開発されている。米国特
許第４，７３５，８２１に開示された技術は、実質的に
脈動追従する放射をなくすようにしている。上記技術に
よる第２パルスの減少は、第１の充填ガスの放出により
生成されるバブル内への、第２の充填高圧ガスの選択的
な噴射を調整することにより達成される。

しかしながら、上記方法１こ代わるものが、種々の要因
から好ましいことらある。例えば、順次噴射して形成し
た基礎上に全体にわたって音響標示を形成することが好
ましいこともある。さらに、より安定したＰ，／Ｐｏ比
を得るために、順次噴射して形成した基礎上の標示をイ
ンバートすること、あるいは、段階的に変凋すること、
あるいは標示の振動範囲を抑止することが好ましいこと
らある。

また、上記特許出願に記載された方法を代えることは、
音響波を操縦するビーム（方向偕示電波）の見地からも
好ましいことである。

上記特許出願に記載された技術を代える誘因は、構成上
において、同一の音響発生器を最小数たけ用いて配列し
える構成とし得ろ可能性を含んでいることにある。重要
なことであるが、エネルギー保存の目的のため、上記特
許出願に記載した方法から外れることが好ましいことも
ある。

本発明は、上記した点および他の必要性の点より、完全
に或いは実質的にバブルの抑制を達成するために、上記
した特許出願に記載した技術とは別の技術を提供せんと
するものある。

課題を解決するための手段 本発明は、高圧ガスの爆発的な水中下での放出から派生
ずる音響標示を整形するための方法に関するものである
。本発明の方法の利用することにより、音響波動標示の
選択的な調整が可能となる。

本発明の方法は、ガスの水中下での爆発的な放出により
生成される修正された振動追従の放射を与える。振動追
従の性状の修正は、通常は、不均一な形状を示している
先鋭的な振動追従を準調和した振動を示す追従に変化さ
せることによって、部分的に達成される。これは、通常
、バブル内への、部分的及び／或いはＭ調（ｄｅｔｕｎ
ｅｄ）　Ｌたガスの放射によって達成される。上記修正
は、第１の波動と実質的に反対の位相であるが、同一あ
るいは実質的に同様な特性を有する第２の小波を利用す
ることにより、完全なものとされる。このような形態に
おいて、準調和されていない振動追従が実質的に破壊的
な干渉によって減少されあるいは抑制されろ。

本発明は従来の技術に対して多数のｆｌｊ点を備えてい
る。即ち、本発明の第１のｆｌｌ点は、先に開示した技
術において受容しえるバブルの抑制に必要とされる最小
のエネルギーより低いレベルで、受容しえるＰ　ｔｌ　
Ｐ　ｏ比とすることかでき、よって、本発明は必要とさ
れるエネルギーを減少しえる可能を有している点である
。

本発明の第２の利点は、装置の作用を中断する必要なく
、音響装置のガン部品の部分的な不調を補償することが
可能な点である。

本発明の第３の利点は、数種の音響標示を重ねることに
より、第１の波動に対するバブルの割合を減少すること
を可能とし、それによって、音響標示を全体的に強化す
ることが出来る点にある。

実施例 以下、本発明を、図面を参照して詳述する。

本発明は、充填ガスの水中下での爆発的な放出から発生
する音響標示及びそれに伴う小波の変動範囲を整形する
方法として用いられている。しかしながら、本発明は、
また、特有かつ所望の分野の用達にも適応でき、圧力パ
ルスの標示を調整する方法として用いることが出来る。

充填されている高圧ガスが爆発的に水中に放出された時
、爆発的な放出は強力で有益な第１パルスを生成すると
共に、数種の第２圧力パルスからなる振動追従も生じる
。この追従はバブルの最初の拡張の後に派生する小波と
して定義づけられる。

第１図に示すように、エア・ガンによる標示においては
、第１圧力パルスＰ。に続く振動追従は、通常、先鋭的
な高い振幅ビーク２と、丸く低い振幅の負側アーチ４の
形状で特徴づけられる。

通常、エア・ガンによる標示は、形状と振幅の両方にお
いて不均一である。重ね合わせることにより抑制する場
合、受容しえる抑制のレヘルとするためには、正側のピ
ークの先鋭的な特徴は２つの脈動する小波より大きなも
のを｛り用する必要がある。この点において、受容しえ
る抑制を達成するために、典型的な例として、６つの脈
動する小波が用いられる。

正側ピークの上記先鋭的な特徴は、破壊的な干渉によっ
て、受容レベルとなるまで脈動を抑制あるいは減少する
を困難としている大きな要因となっている。言い替える
と、正側パルスの先鋭的な性状は、極性が反対の同一の
小波による干渉によっては、第２のパルスの振幅を受容
出来る程度に減少することを不可能としている。

重ね合わせにより、先鋭的な波形の標示を抑制ずる場合
に直而ずる困錐さが、第１Ｏ図に示されている、第１Ｏ
図のＡはエア・ガンによる充填ガスの水中での爆発的な
噴射の先鋭的な標示特性を有する最初の小波を示してい
る。第１０図のＢは選択的に遅延された反対の位相と極
性の第２の小波を示している。第１０図のＣは第１Ｏ図
のＡとＢに示ず小波の重ねあわせを示している。Ｃに示
すように、先鋭的な形状の正側のピークを有する標示の
重ねあわせでは、反対の位相と極性を有ずる波による干
渉を｛１１用して、脈動追従を受容水準まで減少するこ
とは実際上不可能である。

しかしながら、振動する先鋭的な追従が、第２図に示す
ような、減衰されたＬ＄１凋和振動に近似したものに整
形されるならば、追従の抑制あるいは減少は容易に達成
され得るものである。ほほ反対の位相であるが、同一周
期で同一振幅の準凋和された追従を有する第２信号を重
ね合わせることにより、第１のパルスの振幅に構造的に
干渉しながら、振動追従を皆無あるいは減少することが
十分１こ為しえる。このような形態において、第２パル
スが最小とされる一方、第１パルスの振幅が強化される
。

同様に、オリジナルな元の追従のゴーストは、発生する
振動の振幅を減少するために使用されうるちのであり、
該ゴーストは、元の波とゴーストの間の遅延が破壊的な
干渉を生じるような方法で調整されて与えられる。この
ような謂整は、例えば、音響源の水中深さを調整するこ
とにより為し得る。

「実施例ｌ」 第３ｃ図は、音響源により生成される近い領域の標示を
、ゴースト・チューニング（ｇｈｏｓｔ　ｔｕｎｉｎｇ
）している例を示しており、噴射は下記のパラメータを
有している。

Ｖａ　＝　４５　ｉｎ３Ｐａ　−＝　２０００　ｐｓｉ
Ｖｂ＝　　８５　　ｉｎ３　Ｐｂ＝　　２０００　ｐｓ
ｉ上記式において、エアに対して、Ｅｂ／Ｅａ＝１．８
８あるいは２４％で、理論上の最小値Ｅｂ／Ｅａ＝２．
５の２４％以下である。第３ｃ図に例示的に示すために
、噴射深さＤは、Ｄ＝４．５ｍ　＝１　５　ｆｔに保持
されている。

第１比（Ｐｔ／ＰＯ）に対するバブルは、噴射時間がｔ
ｆｆｉ＝　３　２　．　　５　ｍｓｅｃで最小値となる
ことが判明している。　しかしながら、第３ｃ図に示さ
れた結果は、ｔ＝３ＦＪｍｓｅｃの噴射時間を使用して
得られた結果である。この噴射時間は噴射最適時間（３
２．５　ｍｓｅｃ）より長い。その結果生じる標示は、
周期Ｔ’　＝　８　６　ｍｓｅｃで、１８％のＰ　ｔｌ
　Ｐ　ｏ比を有する準調和した形状を示している。

１８％のｐ　ｔ　／　ｐ　ｏ比は、通常、地震探査での
使用受容には達していない。しかしながら、コースト或
いは自由な表面で反射される元の小波部分が、第３０図
Ｚこ示されるような小波標示に付加されると、遠い領域
（ｆａｒ　　ｆ’ｉｅｌｄ）の標示は第３ｄ図に示すよ
うに生成される。図示のように、振動追従はＰ２／ＰＧ
比が１８％から１５％に相当する減少量で減少される。

このＰ，／Ｐ．の減少は、元の小波の標示の追従と、そ
れに対応するゴーストの間での破壊的な干炭の結果とし
て生じる。

元の小波の振幅を高めるために、ゴーストの小波が、最
初の小波から２Ｄ／Ｃで重ね合わせに先立って遅延され
る。第３ｄ図に示すように、２Ｄ／　Ｃ　＝　６　ｍｓ
ｅｃである（Ｃは水中での音の速度１　５　０　０ｒａ
／ｓｅｃ）である、第１の小波とゴーストの小波の間の
遅延あるいはシフトは期間の約７％である。

Ｐ　ｔｌ　Ｐ　ｏ比の減少は、充填ガスが小波の期間に
放出される深さを調整あるいはチューニングすることに
より達成され得る。例えば、深さＤで発生された時の元
の振動追従が、振幅Ａで期間′ｒ′　を有するならば、
それ自身のゴーストの小波との干渉は、振幅Ａ゜を有す
る追従を生じ、Ａ゛″／Ａの減衰が生じる。地震工業に
おいて判明している最も実際的な例では，Ａ’　／Ａの
減衰は下式で現しえる。

Ａ’　／Ａ　＝　Ｑ　．　Ｑ　０　８　ｆ）／′Ｉ’（
Ｄ−メーター、′ｒ一秒） 上記関係で示されるように、Ｄ／Ｔ比は噴射深さが減少
する時、急激に減少ずる。ゴース１・が元の標示に付加
された時、有用な第１パルスの振幅（ピークからピーク
）は、大部分は、通常、使用されている噴射深さでもか
なり増加され、さらに、Ｐ，／Ｐ．比を改良する。

Ｐ　ｔｌ　Ｐ　ｏ比の調整は、噴射深さＤを一定（かつ
、選択された値と等しく）に保持すると共に、Ｔを増加
（あるいは減少）することにより達成しえる。

この形態において、噴射されたエネルギーの値を変化さ
せることが出来る。さらに、朋間Ｔは下記の比に従う。

（　Ｅｂ　／Ｅａ　）　’　／’ そのため、Ｅｂ／Ｅａ比を増加することに上り、Ｔが増
加し、結果としてＡ’　／Ａ比が減少する。

エア・ガンによる標示の振動追従の先鋭的な形状は、ガ
ス圧Ｐａの最初の圧力と、ガスが放出される深さにおけ
る水圧ｆ）　＋１の間で、大きな圧力差に応じて形成さ
れる。典型的には、 ガス圧Ｐａが Ｐａ　＝２０００　ｐｓｉ　＝Ｉ３８　　ｂａｒ深さＤ
が Ｄ−１　８ｆｔ”６ｍ　， 水圧Ｐｌ＋が ＰＨ　＝　　２　２．８　ｐｓｉ　＝　１．６　ｂａｒ
において、Ｐａ　／ＰＩ｛＝　８　６である。

バブルがその最人容ｆｆｉＶｍ’　に達した時、内部ガ
ス圧Ｐａと水圧Ｐｌｌの間の圧力差が大きくなるため、
バブルＰ＋ｎｉｎ内のガス圧は水圧ＰＨより遥かに低く
なる。例えば、 Ｐｒａｉｎ／ＰＨ＝　０　．０　５　５バブルがつぶれ
る時、バブル内の実際の圧力Ｐａは、水圧ＰＨに達する
まで、非常にゆっくりと増加し、かつ、水はその最大の
連動エネルギーを必要とする。バブル内圧か水圧に達し
た後、圧力は非常に迅速に増加し、標示内に“先端（　
ｃｕｓｐ）“を生じる。この現象の特徴は、第１１１３
図に表された標示に対応させて第１１Ａ図に示されてい
る。

それとは対照的に、ガスの内圧と水圧との差が井常に大
きなものでないならば、ガスの爆発的な放出は＄謂和し
た小波を生じることとなる。この場合、バブルの内圧は
下式の関係にあるＰａとＰｍｉｎの間で変動するために
、正の方向の振幅は実質的に負の方向の振１幅と等しい
。

Ｐａ　−ＰＪＩ　＝　Ｐ｝Ｉ−Ｐｍｉｎ上記関係は、重
量物（　ｍａｓｓ）がスプリング上で停止された時に生
じる小さい振動と同様な、？＄調和された振動を表して
いる。

バブルの破裂によって生じる第２圧力のパルスの形状及
び振幅の両方は、最初は、破裂の開始前のその最大容量
におけるバブルの内圧に応じたものとなる。第４図は破
裂の開始直前の内部圧力Ｐ１を有する最大容ｉ１Ｖ’ａ
＋を持つバブルを概略的に示している。破裂局面の終わ
りでは、バブルは容量Ｖ，と内郎圧Ｐ２を有する。

水圧ＰＨであると、ｌ）１とＶ’　ｃｍの値は、バブル
の変遷にしかたって、Ｐ，とＶ，となる。例えば、元の
バブルに対４゜る噴射がなされないと、バブルは元の最
大容量或はＶ’ｍに等しい最大容量を存し、かつ、Ｐ，
はＰｍ’　　に等しくなる。例えば、Ｐｍ　＝Ｐ．＝０
．０　５　５ＰＩＩである。

バブルが最大容量に拡張した後、急激な崩れが生じる。

バブルが完全に崩れて、最小の容量Ｖ２に達した時、圧
力Ｐ，はＰ，−８６ＰＩｌの大きさになる。このバブル
の崩れに続いて、バブルは急激に反動して、最初に記載
したよう１こ先鋭的な形状を有する圧力パルスを生じる
。

米国特許４，７３５，８２１に開示されているように、
最適な噴射が元のバブル内に為されるならば、その後、
噴射されたバブルか最大容量Ｖ’ｍとなり、内部圧力Ｐ
ｉはＰｌｌと実質的に等しくなる。Ｐｉ−′Ｐｉｔ０か
つ、実質的に崩れは生じない。Ｐ１曾　ＰＨ０ これらの２つの限界状態の間で、バブルはその最大容Ｉ
Ｖ’ｍとなり、バブルの内部圧力Ｐｉは０とＰｌｌの間
となる。

追従の圧力ピークは、バブルがその最小容量Ｖ，と最大
圧力Ｐｔを有した時に生じる。そのため、追従の特性は
主としてＰ２と，に対応するものであり、その結果、圧
力Ｐ，と容量Ｖ’　ｍによって殆ど決定される。

ソステム（ガスと水）のトータルのエネルギーがＥｏで
ある時、バブルの内圧Ｐｉは、Ｐ，とＰ，の間で（フリ
クションが存在しない状態で）振動する一方、上記シス
テムの位置エネルギーＥｐは第５図で示すカーブに従っ
たものとなる。第５図に示すように、Ｐ，／ＰｌｌとＰ
，／Ｐｌ＋の値は、水平ラインＥｐ　＝Ｅｏと交差する
カーブで与えられている。最大値ｖ’　ｍが与えられ、
Ｐ，＝ＰＩ＋’なら、その時、システムの位置エネルギ
ーＥｐはＯであり、対応ずる対の値はＰ２＝Ｐｔｌとな
る。この理論的な抑制方法によりバブルは安定化される
。

圧力Ｐ，がＰ．＝ＰＩ｛’の値から減少する時、その後
、対応するＰ，の値はＰＩ｛を越えて増加する。ＰがＰ
Ｈに十分に近似した値となり、あるいはＰ＋／Ｐｏ比が
１に近いならば、その後、Ｐ，／ＰＨは同様に１に近似
し、Ｐ　＋／　Ｐ　ＩＩで表される値と対称なものとな
る。

これは、その均衡位置の周囲で、バブルの振動が小さく
なる場合である。第５図に示すように、Ｐ　！　／　Ｐ
　Ｈ比は、Ｐ＋／ＰＨ比での減少より、非常に迅速に増
加する。放射された標示の追従は、Ｐ．／Ｐｌ｛比がｋ
−１と１の範囲内にあるならば、その’ＩＮ和した特性
を保持することが判明している。尚、上記には噴射され
たガスの特有の熱の比である。空気のには、ｋ＝１．４
０である。しかしながら、Ｐ＋／ＰＨ比がｋ−１と０の
間の値まで更に減少すると、その後、標示の追従は、引
き続く噴射のない単一のエア・ガンからの噴射により生
じる標示追従の特性である先鋭的かつ不均一な特性を有
するようになる。

エネルギーＥａを有する充填された高圧ガスの爆発的は
放出により生成されるバブルの振動を全体的に抑制する
ために、噴射されるガスはほぼＥａ　／（　ｋ　−　１
）に少なくとも等しいエネルギーを持つ必要がある。上
記のような噴射が与えられると、バブルはその新しい最
大容ｆｉ　Ｖ　’　ｍ’に達した時、バブルの内圧は水
圧Ｐｌ＋に等しくなる。最小エネルギーＥａ　／（ｋ　
−　１　）を用いてバブル内を水圧とするために、噴射
はバブルがほぼその最大容ｒ３　Ｖ　ｔｒＩとなった時
にされるすべきである。米国特許４，７３５，８２１に
記載されているように、噴射持続時間は０．２Ｔを越え
ないようにすべきであり、上記Ｔはノ＼ブルの期間であ
る。そのため、バブル内をＰｌ＋にかえて（ｋ−１）Ｐ
Ｈとすることが望ましいならば、必要とされるエネルギ
ーは、ほぼ、（ｋ−１）　　・Ｅａ／（ｋ−１）＝Ｅａ
である。

この場合においても、噴射はバブルがほぼその最大容量
Ｖｍになった時になされるべきである。

さらに、噴射されるエネルギーＥｂが、ほぼＥｂ　＝Ｅ
ａ　’　の値を持つ時、Ｐ，／ＰＨ比はほぼｋ−１に等
しく、第１パルスに対するバブルの比ｐ　ｔ　／　ｐ　
ｏは、２０％と３０％の間であることが、判明している
。

エネルギーＥａを有する充填された高圧ガスが水中で爆
発的に放出された時、振幅ＰＯを有する第１の圧力パル
スを生じ、かつ、期間′ｒで振動すると共に最大振幅Ｐ
，を有ずる先鋭的で不均一な脈動の追従を生じるバブル
を派生する。この振動は第６ａ図に図示されている。ｐ
＝／ｐｏ比、即ち、第１パルスの振幅に対するバブルの
振幅の比は、信号の形状或いは特性を考慮せずに、通常
、信号の質を測定するのに用いられる。しかしながら、
先に言及したように、信号の形状或いは特性は、他の信
号との組合わせて使用する場合、および信号のプロセス
を使用する場合に、第１に重要なこととなる。

米国特許第４，７３５，８２１は、バブルをＰｔ／Ｐｏ
比がほぼ５％となるように抑制し、その結果、円滑で平
担な追従となる最適の条件を開示している。該最適条件
での抑制で、第６Ｃ図に図示するような標示を生じる。

抑制されないノくブルの状態と、バブル抑制技術により
抑制されるノくブル状態との間に、第６ｈ図に図示する
ような準凋和した振動の追従を生み出すために、非最適
に調整された噴射がなされる。これは、バブル内へのガ
スの噴射を，ｌｌｔＦｌ（ｄｅｔｕｎｉｎｇ）すること
により、成し遂げられる。

ｌ和した追従となるようなＭ調の方法は、噴射の下記の
３つの基本的なパラメータの内の少なくとも一つのパラ
メータを非最適化することにより為される。

ｌ．元の放出されたエネルギーＥａに対する噴射された
エネルギＥｂの比（Ｅｂ／Ｅａ）２．バブルの期間Ｔに
対する噴射の開始時間Ｌ１の比（ｔ，／Ｔ） ３．放出の継続（時間）の比（△ｔ／Ｔ）エネルギー比
Ｅｂ／Ｅａがその最小値 １／（ｋ−１）と略等しいか或いはそれより大きい場合
には、他の２つのパラメータｔ　．　／　Ｔ及び△ｔ／
Ｔを、Ｐｔ／ＰＪｌ比を≦５％の最小値となるように、
選択し得る。　Ｅ　ｂ／　Ｅ　Ｂ比がほぼ最小値１　／
（ｋ−１）に保持され、且つ、△ｔ／Ｔ比が対応する最
適値（例えば、０．２以下）であるが、ｔ．／Ｔ、即ち
、噴射の開始時間が変えられた時、ｐ　ｔ　／　ｐ。

比は第７図に図示するような形状のカーブを描く。

第７図に示すように、Ｅｂ／Ｅａ比が最小値以下に減少
すると、対応ずるカーブは同形状を保持するが、縦軸座
標、即ち、Ｐ２／ＰＱの最小値は増加する。第７図にお
いて、カーブＡはほぼ最小値１　／（ｋ−１）でのエネ
ルギーの比Ｅｂ／Ｅａに対応し、カーブＢは最小値以下
でのエネルギーの比に対応している。これより、Ｐ　ｔ
ｌ　Ｐ　ｏ比が３０％以下或いは約３０％であるならば
、追従は準調和した形状に保持されることが判明してい
る。

第７図のカーブＡに示すように、エネルギーの比がほぼ
最小値である時、ｔ，／Ｔ比は約０．２０から約０．６
５の間で変化すると共に、ＰｔｌＰａ比は３０％以下の
値を維持することが判明している。上記のように値を維
持することにより、追従は準調和した形状となる。

先に言及したように、ｐ　！　／　ｐ　ｏ比は、噴射エ
ネルギーＥｂが最初のエネルギーＥａに対して略等しく
、或いは、エネルギーの比Ｅｂ／Ｅａが約１、即ち、Ｅ
ｂ／　Ｅａ”Ｉである時、ｐ　！／　ｐ　ｏ比は３０％
以下或いは約３０％の最小値をとる。エネルギーの比Ｅ
ｂ／Ｅａが最小値１／（ｋ−１）を越えて増加すると共
に、それに応じて、噴射の継続時間△ｔ／Ｔが調整され
ると、Ｐ，／Ｐ．の変化は第７図の示したカーブＡと同
様のカーブとなるが、第７図のカーブＣ’？：′図示す
るように、ｔ　＋　／　Ｔかより小さい値の方ヘンフト
する。追従は、ｔ１がｔｍ−０．２Ｔ　≦（　≦ｔ＋ａ
＋０２Ｔなる値をとる時には、準調和した形状を保持す
ることが判明している（第７図Ｃ）。

もし、噴射エネルギーが最小エルネギー以下か或いは該
最小エネルギーと等しく、噴射の継続時間が期間Ｔが比
較して短いならば（理想的には、即時ｊこ）、放出が開
始する最適時間ｔは、期間Ｔの半分に等しくなる。（ｔ
ｔａ−ｆＴ／２）噴射エネルギーが最小値より大きく、
及び／又は噴射の継続時間がその最適値より大きければ
、最小比のｐ　＊／　ｐ　ｏを生じる時間　ｔｅは、第
７図に図示するように、Ｔ／２より小さい値の方ヘシフ
トする。

２つの放出が、ｔ，　＋　ｔ，−２ｔｍ’のように、最
通時間ｔｎ＋″について対称で２つの異なる時間Ｌ．と
ｔ，で生じた時、２つの振動追従は同一斯間、同一振幅
を有ずろが、位相は本体方向にシフトされている。この
場合に、一つの小波は遅延し、他方の小波は先行する。

従って、２つの小波の和は、夫々の小波の振幅の２倍よ
り小さい振幅を持つこととなり、この破壊的な干渉によ
り追従は減少される。更に、エネルギーの比Ｅｂ／Ｅａ
がほぼ最小値１／（ｋ−１）を取るなら、ｔ，　＋　ｔ
，　＝　２ｔｍ’の時に、２つの小波１．とｔ，は反対
の位相となり、重ね合わせると互いにキャンセルする。

この作用は、下記の実施例２および実施例３によっても
認めめられる。

「実施例２Ｊ エネルギーＥａを有する最初に充填された高圧ガスが水
中で放出される。エネルギーＥｂを有する第２の充填さ
れたガスが、第１の充填ガスの噴射によりバブル内に噴
射される。ここでＥａ及びＥｂは下記の値を有する： Ｅａ　　体積Ｖａ＝　４　５　ｉｎ３ 圧力Ｐａ＝　２　０　０　０ｐｓｉ Ｅｂ　　体積ｖｂ＝　Ｉ　０　５　ｉｎ３圧力Ｐｂ＝　
２　０　０　０ｐｓｉ Ｅｂ／Ｅａ＝２．３　３ 噴射深さはＤは、Ｄ　＝　２　０　ｒｔ１バブルの期間
’ｒは、Ｔ＝６３ミリ・セカンドである。

噴射をｔ　ｍ　＝Ｔ／２＝３　１．　　５ｍｓｅｃで開
始し、噴射継続時間を０．２Ｔ＝　１　２．６ｍｓｅｃ
より小さくすると、第１パルスの圧力に対するバブル圧
力の比Ｐ，／Ｐ．は最小となり、４％なる。

「実施例３」 エネルギーＥａを有する最初の充填高圧ガスが水中に噴
射される。バブル内に対して一連の連続的な噴射がなさ
れる。噴射は、ｔ，＋ｔｔ−　２　ｔｍとなるように、
ｔ，＝２　３ｍｓｅｃ，　ｔ，＝４　０ｍｓｅｃで連続
的にはじめられる。

上記時間ｔ１及びｔ，はｔｍに対して対称である。この
結果、２つの異なる噴射により、２つの圧力パルスか生
じることとなる。これらのパルスは第８ａ図、及び第８
ｂ図に図示している。

第８ａ図及び第８ｂ図に示すように、２つの振動の追従
は、同一期間で、Ｈつ、実質的に同一の振幅を有するが
、対向する位相を有している。この予期しない現象は、
第８ｃ図Ｉこ示ずような、いかなる残余の振動或いは残
余の動揺（ｂｕｍｐ）を低減するために最も重要である
。２つの同一の充填されたガスの放出を同期させ、夫々
のバブル内への同一の充填ガスの噴射を、これらの噴射
が、ｔ，　＋ｔ．　＝２ｆ となる２つ対称な時間ｔ１、ｔ，に生じさせると、第１
のパルス？こは、破壊的な干渉により実質的ｌこ互いに
キャンセルされる振動追従か付加されことなる。この場
合、Ｐ　ｔｌ　Ｐ　ｏ比は約５％となる。これは、通常
のＰ，／Ｐ．比が夫々１８％と２２％であるのと比較し
て、非常に小さい。

追従の振幅を更に減少させるために、２以上の小波を噴
射の時期を異ならせて用いることができる。同一水体へ
の少なくとも２つの同一の充填ガスの放出を同期すると
共に、夫々のバブル内へ同一の充填ガスを噴射して、夫
々のバブルが異なる回数で異なる時間に噴射に合うよう
にしていることにより、第１パルスの振幅に対ずるバブ
ルの振幅を減少させることが出来る。更に、第１の振幅
ｊ二対するバブルの振幅の比を選定された値に減少する
ために、数対の対称的にＭ調された噴射を重ね合わせて
もよい。

異なる期間を有する異なるパルスの重ね合わせてパルス
を発生するエア・ガン装置で使用される技術と対比して
、本発明の方法では、期間が同一であるが噴射時間を相
違させていることにより位相される異なる振動追従を利
用している。エア・ガン装置を使用するにあたり、異な
る容量及び／又は異なる深さでガンを使用しなければな
らないため、上記本発明の方法は実際的な配慮を与えて
いる。Ｐｔｌｐｏ比を約１５％にするのであれば、少な
くと６５から６の異なる容量のエア・ガンが必要であり
、また、Ｐ，／Ｐ．比を約５％にするのであれば、少な
くともＩ６の異なる容量のエア・ガンが必要であった。

しかしながら、本発明によれば、第１パルスとバブルの
比を５％にするには、たった２つの同一の圧力源があれ
ばよい。

本発明は、更に、実際的な利点を有するものである。も
し、作動中に、一或いはそれ以上の地震装置でなされる
追従の特徴が設定値からソフトすると、他の装置この移
動の影響を相殺するために、再調整する。このような再
調整は、主に、噴射の時間の再調整による。このような
再調整はエア・ガン装置の場合において一般に必要とさ
れる装置の作用の中断を必要することなく、順次噴射の
基本的なことで為しえる。

本発明は上記の実施例に限定されるものではない。例え
ば、異なるエネルギー及び／又は異なる深さが、異なる
噴射時間とすることにより生じる位相との関連で使用さ
れる。上記の２又はそれ以上の準調和された追従の位相
を反転さけてバブルを抑制する技術では、比較的大きな
、例えば、３０％程度の第１パルスとバブルとの比を行
する小波を利用することが出来る。重要なことであるが
、準調和した標示追従を生み出すためには、夫々の発生
器及び噴射器を完全にチューニングする必要がない。厳
しい制限に代えて、発生器および噴射乙の両方の作用が
予定時間制御される。

本発明の目的を達成するために、噴射されるガスのエネ
ルギーは、全体の抑制に要求される最小のエネルギーを
下回ることが出来る点ら留偉１る必要がある。先に開示
したように、噴射されたエネルギーＥｂ，即ら、Ｅ　ｂ
／　Ｅ　ａ”　Ｉが、異なる噴射時間を有する２または
２以上の装置と関連して使用され、かつ、有用な第１圧
力パルスを達成するために所要のエネルギーの４０％を
節約することが出来る。更に、ほぼ最小値のエネルギー
比が使用されている場合には、放出が開始時に振動追従
の位相が時間Ｌ．の線形関数を描くことがふかできに判
明している。

ｋ接領域の標示の圧力パルスの急激な変化は、遠方領域
の動揺を生み出す。もし、噴射継続時間が非常に短かけ
れば、それは特別な場合である。

元の近傍領域の小波の先鋭的なピークは、それ自体の「
ゴースト」標示での干渉で受容可能なレベルまで減少さ
れない。

この現象は第３ｃ図および第３ｄ図においてら見られる
。第３Ｃ図において、近接領域の標示は、噴射がなされ
た時にその振幅を増加する形状を示している。極性およ
びソフトが逆転された時（それは反射された波あるいは
ゴーストにおける場合のように）、この形状の増加は近
接領域の標示内のその対応部によって十分に補償される
ことは出来ない。そのために、遠方領域の標示内に動盛
（ｄｕｍｐ）が生じる。これは、非常に高度な分析が望
ましい場合のように、動揺の振幅を減少することを望む
時、重要な問題となる。

上記動揺の減少は、噴射比を減少することによって、あ
るいは、同等に、噴射期間を増加することによって達成
され得る。第３ｃ図において、噴射期間は△ｔ＝６ｍｓ
ｅｃであり、△ｔ＝　Ｉ　４　ｍｓｅｃが受容できる最
大値である。第３ｃ図における衝突は△ｔから１　４　
ｍｓｅｃに増加することにより減少され得る。

動揺の位置は第ｉパルスＰＯに関連すると共に、第１の
充填ガスが放出される深さＤおよびバブルの期間′ｒに
対応し、かつ、該動揺は噴射が生じた時間１＋の線関数
を構成する。そのため、２つの同一の第１充填ガスが同
時に同一の深さで放出された時、第１パルスに合わせら
れる。

２つの噴射が同時に開始されない時、２つの動淫は２つ
の相違した時間で形成されると共に、その後、それらの
振幅も一致しない。言い替えるならば、動揺の位置が噴
射の開始時に応じるものである故に、２あるいは２以上
の同一の噴射源から、相違した噴射時間で噴射すること
により、相違した動揺が建設的に合算されることなく、
適宜に干渉させることが出来る。さらに詳しくは、下記
のような最適時間を中心としてつり合った２つの噴射時
間ｔ，とｔ，を利用することによって、動揺を反対の方
向にシフトさせることが出来る。

ｔ，　＋　ｔ，　＝　　２ｔｍ 典型的には、動展の広さは、元の波あるいは２Ｄ／Ｃの
関係と比較した場合に、ゴーストの時間シフトにほぼ等
しい。上記Ｄは噴射の深さであり、Ｃは水中の音の速度
であり、対称的に相対向された噴射時間を備えた複数対
の同一のユニットを加えることにより、動揺および振動
を選定されたレベルに減少し得る。この技術は第９ａ図
に示されている。第９ａ図は約１２％の動隅を示す１つ
のガンからの遠方領域の標示を示している。

方、第９ｂ図は４つの同一のガンを備えた１つの装置か
らの遠方領域の標示を示しており、４つのガンからの噴
射は約６％の振幅を有する動揺を生じるように対称的に
離調される。

この特有の方法は多くの実際的な利益を与えている。ま
ず、相違した位相を有する数種の振動を重ね合わせるこ
とは、第１パルスに対するバブルの比を大きく減少する
と共に、標示を全体的に強化する。第２に、振動追従は
低い周波数で、単色キャリャ（ＩＩＩｏｎｏｃｈｒｏｌ
Ｉｌａｔｉｃ　　ｃａｒｒｉｅｒ）であり、その期間は
、噴射の開始時に応じて、 Ｔ　・（Ｅｂ／Ｅａ）’／３　　　からＴ　・（　１　
＋　ｇｂ，，’　Ｅａ）’／’に変換される．実際的な
場合においてほとんど、これはｌ０Ｈｚと以下である。

これらの低い周波敗は海洋の下方底面内に深く浸透する
のに有益である。

同−の位相を有する２つの同一の間隔をあけた噴射源か
ら対称的に噴射された時、噴射されるエネルギーのほと
んどは噴射源から弔面上で等しく離れて位置する。２つ
の噴射源がわずかに位相がずれると、放射される最大の
エネルギーが、動揺撹拌作用する垂直方向に傾斜された
方向に放射されるという干渉理論が知られている。加え
て、位相をずらせると（例えば、位相を逆にする）、各
噴射に特有の特徴を与えて、基礎の噴ａ＝ｔの上に順次
噴射することが容易に実現され、かつ、第１のパルスは
同一のまま残り、参照として使用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はエア・ガンによる標示の先鋭的かつ不均一な追
従の性状を示す線図、第２図はパルスおよび振動の両方
が減衰している準調和した波形を例示している線図、第
３ａ図は近接領域に先鋭的および不均一がある標示を示
す線図、第３ｂ図は遠方領域に先鋭的および不均一があ
る標識を示す線図、第３ｃ図は近接領域の準調和した標
示を示す線図、第３ｄ図は遠方領域の準調和した標示を
示す線図、第４図は噴射後で且つ破裂の開始直前におけ
る最大容ｌＶ’ｍと圧力｝）１を有するハブルと爆発の
最後での最小容ｆｆｉｖｔと圧力Ｐ２を有ずるバブルを
概略的に示す図面、第５図は最大圧力値と最小圧力値の
間で振動しているシステムの位置エネルギー行程を示し
ている線図、第６ａ図はエア・ガスによる標示の振動し
ている不均一な追従を示す線図、第６ｂ図はバブル内に
部分的あるいはＭ１４して噴射されて生成された準調和
追従を示す線図、第６ｃ図は米国特許第４，７５３，８
２１の技術により抑制された振動追従を示す線図、第７
図はバブル内にエア噴射の３つの基本的作用パラメータ
のうちの少なくとも１つの最良でない場合の結果として
生じるＰ　ｅ／　Ｐ　ｏ比を示す線図、第８ａ図はバブ
ル内へのエア噴射において最適な遅延より短い場合の結
果として形成される音響標示を示す線図、第８ｂ図はバ
ブル内へのエア噴射における最適な遅延より大きな場合
の結果とじて生成される波形を示す線図、第８ｃ図は第
８ａ図と第８１）図に示された波形の間に為される干渉
の結果として形成される波形を示す線図、第９ａ図は単
一の噴射源で最適条件でチューイングされる遠方領域の
標示を示す線図、第９ｂ図は第１のパルスがチューイン
グされている４つの同一の噴射源からの遠方領域の標示
を示す線図、第１０図はゴーストを伴う先鋭的な標示の
重なりを示す線図、第１１Ａ図および第１１Ｂ図は充填
ガスの爆発的な水中下での放出に伴って生じるの振動パ
ルスとそれに伴う標示とを比較する図面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エネルギーＥａを有する第１の充填高圧ガスの爆発
   的な水中での放出で派生する第２パルスの先鋭的波形の
   特徴を整形する方法であって、上記第１の充填ガスの放
   出は、水中で第１圧力パルスと、期間Ｔで振動する非常
   に低い圧力領域を生成するもので、 少なくとも上記エネルギーＥａとほぼ等しいエネルギー
   Ｅｂを有する第２の充填高圧ガスを上記低い圧力領域で
   噴射し、かつ、 準調和した波形を有する第２パルスを生成するように、
   噴射の持続期間および噴射の開始時間をチューニングす
   る 上記行程を備えている音響圧力パルスの整形方法。 ２、上記噴射される充填ガスのエネルギーＥｂが、最初
   の充填ガスのエネルギーＥａに対する比は、ほぼ１／ｋ
   −１に保持され、上記には噴射されるガスの特有の熱の
   比と等しいものである請求項１記載の方法。 ３、上記第１および第２の充填ガスの爆発的な放出から
   生じるバブルの最小圧力Ｐ＿１が、水圧ＰＨに対する割
   合を、ｋ−１＜Ｐ＿１／ＰＨ＜１の関係を保持するよう
   にし、上記ｋは噴射されたガスの特有の熱の比と等しい
   ものである請求項１記載の方法。 ４、上記第１パルスに対するバブルの比が３０％以下に
   保持される請求項１記載の方法。 ５、上記第１の充填ガスの放出から生じるバブルの期間
   Ｔに対する、噴射の開始時間の割合は、０．２０と０．
   ６５の間に保持される請求項１記載の方法。 ６、第１の充填高圧ガスの爆発的な水中での放出で派生
   する第２パルスの先鋭的波形の特徴を整形する方法であ
   って、上記第１の充填ガスの放出は、水中で第１圧力パ
   ルスと期間Ｔで振動する非常に低い圧力領域を生成する
   もので、上記方法が、低い圧力領域内に、第２の充填高
   圧ガスを噴射し、該第２の充填ガスは上記低い領域内を
   水圧とするには不十分なエネルギーしか有していないが
   、準調和した波形を示す第２パルスを生成するには十分
   なエネルギーを有しているものである音響圧力パルスの
   整形方法。 ７、第１および第２の充填ガスの放出から生ずるバブル
   の最小圧力Ｐ＿１が、水圧に対する割合は、ｋ−１と１
   の間に保持され、該ｋはガスの特有な熱の比と等しいも
   のである請求項６記載の方法。 ８、高圧の第１充填ガスの爆発的な水中での放出から派
   生する第２パルスの振幅を減少するための方法で、上記
   第１の充填ガスの爆発的な放出は第１波形を生成するも
   ので、上記方法は、 第１の充填ガスの放出によって生成されるバブル内に第
   ２の充填ガスを噴射し、バブル内を水圧とするには不十
   分であるが、準調和波形を示す第２パルスを生成するに
   は十分なものとし、 上記第１の波形上に第１の充填ガスの放出によって生成
   される準調和した第２パルス波形のゴースト像を重ね合
   わせ、 上記第１の充填ガスを放出する深さを、選択されたＰ＿
   ２／Ｐ＿０比となるようにチューニングする行程を備え
   た音響圧力パルスの整形方法。 ９、第１の充填高圧ガスの水中での爆発的な放出から派
   生される第２の圧力パルスの振幅を減少する方法であっ
   て、上記方法が、 第１の充填ガスの放出によって生成されるバブル内に第
   ２の充填ガスを噴射し、該第２の充填ガスは準調和され
   た波形を描く第２パルスを形成するのに十分なエネルギ
   ーを有するものであり、反復的な振幅および期間を有す
   る第２の振動を重ねあわせ、該振動が噴射の時間をずら
   せた同一の充填ガスにより生成されるものである音響圧
   力パルスの整形方法。