Seismische Impulsquelle SQ5
Die seismische Impulsquelle SQ5 liefert als pneumatisch betriebener Impakthammer reproduzierbare Schläge mit einer Energie von ca. 140 Joule bei einem Arbeitsdruck von 7 bis 8 bar. Das kompakte Gerät, das über einen integrierten Zustell-/Anpresszylinder verfügt, ist sowohl für den Einsatz auf Tunnelbohrmaschinen als auch für die Montage auf einem Trägerfahrzeug (z.B. Bagger, Radlader) geeignet. Die Quelle ist vor allem für den Einsatz im Hartgestein oder auf festen Oberflächen vorgesehen und kann dabei in jede Richtung anregen. Über die verbauten Lichtschranken liefert der Hammer einen zuverlässigen Triggerimpuls, um die Aufzeichnung mit dem angeschlossenen Akquisitionssystem zu starten. Die Bedienung des Hammers über eine SPS-basierte Steuerung kann, alternativ zu den verbauten Bedientasten, auch über elektronische Schnittstellen in bestehende Systeme des Kunden eingebunden werden. Die Einhaltung der Einsatzparameter wird über eingebaute Sensorik überwacht und bei Erreichen der eingestellten Grenzwerte wird das Gerät in Notaus geschaltet um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
| Gewicht | 60 kg |
| Druckluft | 8 bar |
| Erkundungsreichweite | 100-250 m |
| Wiederholungsrate | 5 s |
Vibrationsquelle (Quadvib)
Die Vibrationsquelle ist ein Array aus bis zu vier magnetostriktiven Aktuatoren, die einen definierten Frequenz-Sweep in das zu analysierende Gestein einprägen können. Die vier Köpfe können dabei einzeln an den Untergrund mittels Druckluft angepresst werden, was bei unebenen Oberflächen eine bestmögliche Ankopplung gewährleistet. Das kompakte Design, das über vier integrierte Zustell-/Anpresszylinder verfügt, ist für die Montage auf einem Trägerfahrzeug (z.B. Bagger, Gabelstablern) ausgelegt. Diese Quelle kann so in jede Richtung zur Anregung genutzt werden. Die vier Köpfe können auch versetzt angesteuert werden, womit man eine gewisse Richtwirkung der ausgesendeten Wellen erzeugen kann. Das angeschlossene Regelsystem optimiert den Frequenz-Sweep für jeden Messpunkt variabel, sodass immer die meiste Energie in den Untergrund geleitet wird, um eine maximale Erkundungsreichweite zu erzielen. Diese Regelung erfolgt über einen angeschlossenen Messlaptop, auf dem einen entsprechende Software installiert ist. Über einen Trigger-Impuls kann ein angeschlossenes Akquisitionssystem mit dem Sweep synchronisiert gestartet werden.
| Gewicht | 120 kg |
| Aktuatoren | 1-4 |
| Erkundungsreichweite | 100-450 m |
| Frequenzbereich | 100-6000 Hz |
Bohrlochquelle
Die Bohrlochquelle ist eine Vibrationsquelle, die speziell für den Einsatz in Bohrlöchern konzipiert wurde. Ihr schlankes Design ermöglicht es sie in Bohrlöchern mit einem Durchmesser von 86 mm bis 97 mm einzusetzen. Sie ist modular aufgebaut und kann mehrere Einzelquellen (magnetostriktive Aktuatoren) enthalten. Über die Erweiterung dieses Arrays wird ein größerer Energieeintrag erreicht und so eine größere Erkundungsreichweite erzielt. Die einzelnen Komponenten sind an einem Glasfaserstab angehängt um eine flexible Kette zu bilden, die auch in leicht gebogenen Bohrlöchern leichtgängig installiert werden kann. Die einzelnen Quellsektionen werden über Druckluft angepresst und über einen passiven Federmechanismus abgekoppelt, um im Falle eines evl. Ausfalles der Druckluft wieder sicher aus dem Bohrloch entfernt werden zu können. Das angeschlossene Regelsystem optimiert den Frequenz-Sweep für jeden Messpunkt variabel, sodass immer die meiste Energie in den Untergrund geleitet wird, um eine maximale Erkundungsreichweite zu erzielen. Diese Regelung erfolgt über einen angeschlossenen Messlaptop, auf dem einen entsprechende Software installiert ist. In Abhängigkeit vom eingesetzten Aktuator können Frequenzen im Bereich von 200 bis 18.000 Hz angeregt werden. Über einen Trigger-Impuls kann ein angeschlossenes Akquisitionssystem mit dem Sweep synchronisiert gestartet werden.
SPWD-Laborprototyp
Der SPWD-Laborprototyp ist eine seismische „vorausschauende“ Bohrlochsonde für den Einsatz in horizontalen trockenen Bohrungen mit einem Durchmesser von 8 ½" (SPWD - Seismic Prediction While Drilling). Die Sonde besteht im Wesentlichen aus vier mit leistungsfähigen Vibrationsquellen bestückten Sektionen und zwei Sektionen, die mit jeweils zwei Dreikomponenten-Geofonköpfen als Empfänger ausgestattet sind. Die Sektionen können einzeln gedreht werden. Die Ankopplung an die Bohrlochwand erfolgt für Quellen und Empfänger pneumatisch. Bei geeigneter amplituden- und phasengenauer Ansteuerung der Vibrationsquellen kann das applizierte Wellenfeld in der gewünschten Richtung fokussiert werden. So wird das gezielte „Schauen“ ermöglicht. Das Gerät ist kabelgebunden. Es können Bohrungen bis zu einer Länge von 50 Meter befahren werden. Die SPWD-Sonde ist im Frontbereich mit einer Kamera ausgestattet, um eine sichere Befahrung der Bohrung zu gewährleisten.
SPWD-Feldprototyp
Der SPWD-Feldprototyp wurde für den Einsatz in tiefen vertikalen Bohrungen konzipiert und gebaut. Er besitzt vier magnetostriktive Aktuatoren für die Anregung und zwei Dreikomponenten-Geofone für die Registrierung der seismischen Wellen. Damit wird eine gerichtete Anregung der seismischen Wellen möglich, wodurch gezielt gewünschte Raumrichtungen erkundet werden können. Der SPWD-Feldprototyp ist für 8½“ Bohrungen bis in eine Tiefe von 2000 m und eine Temperatur von 85 °C ausgelegt. Er wird wie andere Logging-Sonden mit einem Standard-Bohrlochmesskabel eingesetzt. Er besteht aus einer Elektronikeinheit, aus jeweils zwei Geofon- und Spanneinheiten, einer Aktuatoreinheit und einer Hydraulikeinheit. Mit der Hydraulikeinheit können die seismischen Aktuatoren, die Empfänger und die Spanneinheit an die Bohrlochwand angekoppelt werden. Eine hochauflösende Erkundung des Bohrumfelds erlaubt eine deutliche Verbesserung der Charakterisierung des zu erbohrenden Reservoirs. Im Vergleich zu seismischen Methoden von der Oberfläche wie VSP oder SWD aber auch von Loggingsonden werden so die Explorationsmöglichkeiten deutlich verbessert.
| Temperatur | 85°C kurzzeitig, bis 60°C Normalbetrieb |
| Druck | bis 200 bar |
| Länge mit Kabelkopf | 7,5 m (Transport und Aufbau in drei Sektionen) |
| Max. Durchmesser | 7¾“ für die Anwendung in 8½“ (erweiterbar auf 9⅝“) Bohrlöchern |
| Gewicht | 750 kg |
| Quellenart | vier magnetostriktive Aktuatoren mit einem Gewicht von je 1 kg in Amplitude und Phase geregelt als Phased-Array |
| Erkundungsreichweite | 100 - 300 m |
| Frequenzbereich | 300-5000 Hz |