(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震探査を実施する際に使用するための音源装置であって、端と端を一緒に結合して、外部断面形状およびサイズが実質的に均一な、長い可撓構造物を作る複数の可撓構造モジュール（７，１１）を含み、該可撓構造モジュールの少なくとも一つ（７）が、音響衝撃波を発生する装置を含むエアガンモジュールであり、前記可撓構造モジュール（７，１１）のそれぞれがモジュール（７，１１）を通して圧縮ガスを導くための通路（２４）を含み、端と端との結合がまた通路（２４）を圧縮ガスの共通通路に結合し、該共通通路が長い可撓構造物の引張り端で長い可撓構造物に結合された圧縮ガス源から圧縮ガスによって供給され、その結果圧縮ガスを前記共通通路を経て所望数のエアガンモジュール（７）へ供給することを特徴とする音源装置。
【請求項２】
請求項１による音源装置（１）に於いて、機械的な端と端との結合が前記可撓構造モジュール（７，１１）の端部間で取外し可能な継ぎ手部材（６）によって作られ、継ぎ手部材（６）が通路（２４）を共通通路に結合すると共にまた信号及び電力線用電気的結合を自動的に行うことを特徴とする音源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に水域で、とりわけ浅い水深でおよび植物の繁茂した水域で並びに凍った水域で使用することを意図した、地震探査用音源および測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船で曳航する音源および測定装置は、例えば、米国特許第５，１４４，５８８号および米国特許第５，１８５，７２６号から知られ、それらによれば、曳航される装置をブイ等によって所望の深さで動くようにセットすることが出来る。既知の音源装置は、米国特許第５，０１８，１１５号に示されている。測定装置を音源装置と同じ船で曳航してもよい。その代わりに、測定装置を音源装置とは別の船で曳航してもよい。
【０００３】
船で曳航するのに適した、既知の音源装置は、複雑で、それらの進水および回収中の操作が厄介で、特別な装置を必要とする。既知の装置は、氷塊の間に容易に詰まり、それによって破損するので、氷で覆われた水域で使用するには適さない。
【０００４】
米国特許第４，０３８，６３０号は、可撓管の中に位置するエネルギー源を備え、ワイヤによって曳航される装置を示す。信号およびエネルギーは、船とこの可撓管の中の装置の間を別の伝送ケーブルを通して伝送する。図示の装置は、容易に修正できない。この装置は、水中から搬送ロールの上を通して船の中へ引き揚げられるようにするために柔軟であるべきだと言われているが、ドラム上に保管することについては言及がない。
【０００５】
浮力を調整することによって水中を曳航される装置の深さを制御することは、封入した媒体の量の変化に応じて体積が変る要素を使う、英国特許第１，４２１，３６４号および米国特許第４，７４５，５８３号から知られている。この種の装置は、ドラム上に巻取るには適さない。
【０００６】
探査装置の組立、即ち、この探査装置の種々の機能部品の相対配置は、異なる探査状況に対応するために容易に変えられねばならない。米国特許第４，６３１，７１１号は、探査装置の片側にカートリッジを取外し可能に受けるためのくぼみがあって、それがこのカートリッジを交換可能にする装置を示す。米国特許第４，６３１，７１１号に示す装置の長さを変えることは容易でない。
【０００７】
単純な聴取および測定作業用に、米国特許第４，６４１，２８８号に示すように、主として突起部品のない装置、所謂ストリーマが知られている。そのような装置に、例えば、従来のストリーマで利用できるより多くのスペースが要る、所謂エアガンを設けることは不可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、進水および回収するときの取り扱いが容易且つ時間が掛からず、氷塊があるまたは植物が繁茂した水域でも実行できる、探査目的用音源装置を提供することである。この装置の組立を変える必要がしばしばあるので、修正できる構造が好ましい。もう一つの目的は、この装置をドラム上に巻取って保管することが可能な十分な柔軟性を維持しながら、必要な手段および用具を全て組み込み可能にする、小さな断面の探査装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明による音源装置は、端が次々に結合され、断面がほぼ同じサイズである、多数の可撓構造モジュールを含む。それで、これらのモジュールが一緒にケーブル状組立体を形成し、その取り扱いは、回収するときは勿論、進水するときも容易で時間が掛からない。これらのモジュールは、基本的に外部断面が均一であるので、この組立体には、水中の物体、例えば、氷塊または植物、によって妨害され得る、不連続部または突起がない。これらのモジュールが柔軟であるので、この組立体をドラム上に巻取ることができ、それで保管のためにこの組立体を分解する必要がない。このモジュール構造が実際の探査要件に従ってこの装置構成を変えられるようにする。更に、この組立体をドラム上に巻取ったとき、それを船から陸地へまたは他の船へ容易に移動することができる。探査船で、この発明は、必要なスペースおよび機能を配置するための向上した可能性をもたらす。
【００１０】
この発明による音源装置は、水域で地震探査または地震・音響探査用に使うことができる。それは、特別な状況では、雪原のような他の環境領域で使ってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この装置は、曳航船上のコンプレッサを含み、またはそれと共に使ってもよい。このコンプレッサをケーブル状組立体の引張り端に接続し、この装置が更にこのコンプレッサから音響衝撃波を発生するための装置へ圧縮ガス、例えば、空気を導くための装置を含む。このために必要な接続部および装置は、全てこの組立体の内部によく保護されている。音響衝撃波を発生するための装置は、圧縮ガスを非常に高圧、例えば、２００バールでこの水域に放出し、それによって水中に圧力（音響）衝撃波を発生するための、弁のような、既知の手段を含んでもよい。この音響衝撃波を発生するための装置の弁は、応答時間（密閉から全開まで変るに要する時間）が約１ｍｓでもよい。この音響衝撃波を発生するための装置は、１０〜８０ｍｓである、音響衝撃波の持続時間および、典型的には５〜３０ｓである、連続する音響衝撃波間の間隔を制御するための既知の手段を含んでもよい。探査要件に依って、これらの弁が同時に開いても、連続する弁の開放の間にわずかな遅延があって、連続して開いてもよい。従って、この探査装置は、音響衝撃波を発生するための所望の方法で柔軟に稼働することができ、同じ音響衝撃波を繰り返し発生することができる。
【００１２】
音響衝撃波を発生するためのモジュールが浮力制御用に柔軟な気泡質の層を含んでもよい。この場合、このモジュールは、探査作業中、所望の稼働深さを達成し且つ維持するために、このモジュールの浮力を制御するように、この気泡質の素材を周囲からの媒体で部分的にまたは完全に満たすための、従来の弁および管のような装置も含む。
【００１３】
ケーブル状実体の浮遊深さは、それに空気のようなガスを送ることによって、および／または、フィンのような、既知の構造の追加の能動的および／または受動的深さ制御装置を使うことによって制御してもよい。深さ制御装置を使うことは、所望の稼働深さへの到達を速め、この実体を所望の稼働深さに維持することを容易にする。しかし、フィンの使用は、氷の張った水中または植物が生長しているところには適当でないかも知れない。
【００１４】
これらのモジュールの端でよく保護された領域に位置する接続手段は、これらのモジュールを互いに結合するとき、エネルギーおよび信号伝送線を自動的に接続する。それによって、この探査装置の組立および分解が容易にできる。
【００１５】
もし、必要な電気またはその他のエネルギーのためのケーブルおよび適当な引張り強度を得るための補強部品を各モジュールに組み込むならば、これらのモジュールは、容易に直列組立にできる。また、分解、組立および保守が、この場合、容易で時間が掛からない。
【００１６】
この発明は、音響発生装置（所謂エアガン）並びに可撓部材および高圧ガス、例えば、空気の流れを制御するための弁およびガス排出開口および排出制御用装置を含むケーブル状組立体を一体にした装置にも関する。この種の装置の巻取りおよび取り扱い特性は良い。
【００１７】
この探査装置を望ましくない音源の影響から隔離するためには、このケーブル状実体の所望の部分の周りに気泡領域を作ってもよい。そのような気泡装置は、米国特許第５，５１３，１４９号から知られている。
【００１８】
【実施例】
以下に、添付の図面を参照してこの発明を更に詳しく説明する。
【００１９】
図面で、１は、地震探査用音源および測定装置を指す。曳航船２は、スペース４に駆動ドラム３を担持し、それに曳航実体、所謂ガン・ライン５が結合されている。この曳航実体５をドラム上に部分的にまたは完全に巻取ることが出来る。
【００２０】
この実体５は、端と端を継手部材６によって互いに結合された幾つかのモジュールを含む。これらのモジュールには、ガン・モジュール７と浮遊モジュール１１がある。モジュール７および１１並びに継手部材６の外部断面形状およびサイズは、基本的に均一で、この実体の外部断面形状およびサイズがその長さ全体に亘ってほぼ均一である。この実体５の後端に、終端部材８がある。
【００２１】
図７を参照して、継手部材６は、二つのフレーム部１４を含む。各フレーム部は、内ねじを有する、スリーブ状締付けリング１３に嵌っている。これら二つのリングは、例えばねじ（図示せず）によって、互いに結合されている。フレーム部１４は、中空で、この継手部材を貫通する通路を形成する。
【００２２】
図３に示す、ガン・モジュール７の主部は、長い可撓部材９で、それも浮遊部材の機能を有する。図１０は、この可撓部材９の構造を示す。外側に、可撓性カバーまたはジャケット２２があり、それは、ファイバまたはワイヤまたはその他の構造要素によって補強されていてもよく、その内側に、海綿状または気泡質の素材２３がある。可撓部材９を貫通するのは、ガス輸送ダクトの機能を有する通路２４を形成する中央管である。
【００２３】
ガン・モジュール７の長さは、広く、例えば１〜１０ｍで変ってもよいが、概して１〜５ｍである。両端に、このガン・モジュールは、端部１９を有する。結合部材１０が、継手部材６に係合するために、この端部１９に取付けられている。端部１９は、ジャケット２２の中へ突出する中空管状スリーブを有し、中央管がこの中空管状スリーブの中へ伸びる。
【００２４】
結合部材１０は、可撓部材９と同じ外部断面形状およびサイズの結合本体並びに次第に小さい直径の三つの部分１５、１６および１７を含む。部分１５は、締付けリング１３の内ねじと係合するために、外ねじが切られている。部分１６に溝が作られていて、それがＯ−リングを受け、フレーム１４の内面と水密シールを形成する。最小部分１７は、電気コネクタ筋１８を備える。
【００２５】
端部１９および結合部材１０は、それぞれのくぼみを画定し、それらは一緒に、既知の弁およびその他の制御装置（図示せず）を含む、装置箱２０を収容する空洞を形成する。中央管は、この装置箱の中の弁および管に接続され、後に説明する目的で、この中央管が供給するより低い圧力、例えば３バールで圧縮ガスを供給するために圧力調整器にも接続されてよい。
【００２６】
結合部材１０の本体は、その周囲にある圧縮ガス用開口２１を含む。高圧圧縮ガス、例えば、約２００バールの空気、をガン・モジュールに含まれるエアガン弁に供給し、このエアガン弁を制御した方法で開閉する。このエアガン弁を開くとき、高圧空気が開口２１を通って周囲の水の中に逃げ、圧力衝撃波を生ずる。水中聴音器がこのガン・モジュールに組み込まれていてもよく、それが圧力衝撃波の間隔中の圧力変動を検出する。
【００２７】
周囲水域からの水が中央管とカバー２２の間の環状スペースに入ることができ、圧力調整器が供給する圧縮ガスが弁（図示せず）の制御の下でこの環状スペースに導入またはそこから排出できる。これは、海綿状素材２３の密度をその水／ガス含有率を変えることによって変動させる。従って、この環状スペースからガスを排出して水がこのスペースに入れるようにすることによって、この可撓部材の浮力を減らし、一方、この環状スペースに圧縮ガスを供給して水をこのスペースから排出することによって浮力を増すことができる。
【００２８】
図４による浮遊モジュール１１を使って浮力を調整し、曳航実体５の形状を変える。浮遊モジュール１１の構造は、大部分はガン・モジュール７の構造に類似し、それは両端に結合部材１２を有し、この浮遊モジュール１１を曳航実体５の一部として結合できるようにする。この浮遊モジュール１１は、ガン・モジュール７の結合部材１０に類似するある機能も有してよい。浮遊モジュール１１の結合部材１２は、結合部材１２の本体に排出開口がないことを除いて、ガン・モジュール７の結合部材１０に類似する。終端部材８は、結合部材１２に類似する一体の結合部を含む。二つの結合部材が継手部材６と適正に係合するとき、この継手部材６は、これらモジュール間にきつく、機械的に強い継手を作る。特に、部分１６の溝のＯ−リングが部分１７への水の浸透を防ぐ。これらのモジュールを継手部材６によって一緒に結合するとき、コネクタ筋１８は、電気制御信号および運転電力が船２からガン・モジュールに伝送されるようにする。更に、それらは、圧縮空気を圧縮機からガン・モジュールにおよび浮遊モジュールに供給するようにする。
【００２９】
図６は、図５の完成した継手が均一な外形を有することを示す。この継手部は、可撓部材９の長さに比べて比較的短い。
【００３０】
図１１は、終端部材８を曳航実体の端で継手部材６によって結合する方法を示す。それによって、曳航実体５の水密末端シールが得られる。この終端部材８の外部寸法は、曳航実体５のモジュール７および１１の寸法と同一である。
【００３１】
【発明の効果】
この曳航実体は、柔軟でその全長に亘って外部断面形状およびサイズが均一であるので、それは、適当な直径、典型的には５〜８ｍのドラムに巻取ることができ、それがこの曳航実体を進水および回収するときの取り扱いを比較的容易にし、ドラム上に巻いた、この実体の他の船へ移送も容易にする。
【００３２】
この発明は、図示した実施例に限定されず、前記特許請求の範囲内でその幾つかの修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】船で曳航される、この発明による装置を概略的に示す。
【図２】図１の曳航されるユニットの一部の側面図を概略的に示す。
【図３】図２のユニットのガン・モジュールの側面図を概略的に示す。
【図４】図２のユニットの浮遊モジュールの側面図を概略的に示す。
【図５】図３による二つのガン・モジュールの間の結合部材の側面図を概略的に示す。
【図６】図５の完成した結合を概略的に示す。
【図７】図５の結合部材の縦断面を概略的に示す。
【図８】図３のガン・モジュールの端部を部分断面で概略的に示す。
【図９】ガン・モジュールの弁部の縦断面を概略的に示す。
【図１０】可撓室の断面を概略的に示す。
【図１１】部材を結合する前の、図２の装置の後端の側面図を概略的に示す。
【符号の説明】
１  音源装置
３  巻取りユニット
５  長い可撓構造物
７  可撓構造モジュール
１１  可撓構造モジュール
１８  コネクタ要素
２２  可撓性カバー
２３  気泡質素材
２４  ガス通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004203150.tif 000009
【図９】
0004203150.tif 000010
【図１０】
0004203150.tif 000011
【図１１】
0004203150.tif 000012