DE3128225C2 - Reflexionsseismische Aufnahmeeinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bodenpositionssteuerung (und ein Verfahren) zur Erzeugung, Formatierung und Aufzeichnung von Informationen zur Sicherstellung der Integrität der Geländeschuß- und Aufzeichnungsvorgänge.

Description

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltfolgeeinrichtung (31,34) mit dem

Rechner (30) und mit der digitalen Aufnahmeapparatur (10) verbunden ist und bei Erregung ein Operationssignal zur Aufzeichnung von irt der Anzeige (27) erscheinenden Daten im Vorspann des für die nachfolgende Aufnahme in der Aufzeichnungsvorrichtung (21) laufenden Magnetbandes und zur Aktivierung einer seismischen Quelle abgibt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Freigabe der Aufnahmeapparatur

(10) nach Überprüfung der Anzeige (27) Synchronisationsverbindungseinrichtungen (34) über eine Systemsammelschiene (28) mit der Schaltfolgeeinrichtung (31,56 bis 66) verbunden sind.

4. Einrichtung nacl·. einem Jer vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der digitalen Aufnahmeapparstur (10) nach der Überwachungs- und Steuerungsvorrichtung (20) gehende Ver-

bindung zur Abgabe eines das lufzeichnungsende anzeigenden Signals (EOR) an einen Steuerungsteil (31) der Übenvachungs- und Steuerungsvorrichtung (20) besteht und das Signal die Darstellung der nächstfolgenden Aufnahmedaten auslöst.

Die Erfindung bezieht sich auf eine reflexionsseismische Aufnahmeeinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 36 18 000 bekannt, in der ein besonderer Laufschalter beschrieben wird, mit dem auf einfache Weise jeweils eine der Anzahl der Aufzeichnungskanäle entsprechende Zahl von Geophonen oder Geophon-Gruppen mit der Aufzeichnungseinrichtung verbunden werden kann, um auf diese Weise fortlaufend reflexionsseismische Aufnahmen für das mit gemeinsamem Teufenpunkt arbeitende Auswertungsverfahren herzustellen. Bei der Aufzeichnung bleibt dabei die Kennzeichnung der einzelnen Spuren auf Ordnungszahlen beschränkt, die mit Kennzeichnungsstiften abgeleitet werden, die in der Schaltmatrix des }, 50 Laufschalters entsprechende Kontakte herstellen. Zwischen dem Laufschalter und der digitalen seismischen f Aufzeichnungseinrichtung ist nach dieser Druckschrift eine Codiervorrichtung angeordnet, die dafür sorgt, daß

bei der digitalen Aufzeichnung im Vorspann die an die einzelnen Kanäle angeschlossenen Geophone bzw. Geophongruppen der Gesamtauslegung entsprechend gekennzeichnet werden. Diese Kennzeichnung bej schränkt sich aber im wesentlichen auf die Angabe der den einzelnen Geophonen oder Geophongruppen der

55 Gesamtauslegung zugeordneten Ordnungszahlen.

Für die spätere Auswertung muß demnach bei dieser bekannten Einrichtung noch ein zusätzliches Tagebuch

geführt werden. Da für eine Stapelung mit gemeinsamem Teufenpunkt (CDP). insbesondere beim Vibroseis-Verfahren, in schneller Folge eine Vielzahl von Aufnahmen hergestellt wird, erfordert die sorgfältige Überwachung der apparativen Aufnahmedaten für eine spätere eindeutige Zuordnung beträchtliche Zeit und Konzentration. Dadurch wird einerseits der Arbeitsfortschritt verzögert, andererseits der die Apparatur handhabende Meßtechniker erheblich belastet. Besonders unübersichtlich wird die Arbeit dann, wenn von einer Gesamtauslegung jeweils zwei durch eine Lücke getrennte Abschnitte für eine Aufnahme benutzt werden.

In der DE-OS 29 41 194 ist eine digitale seismische Aufnahmeeinrichtung beschrieben, die eine Vielzahl von Kanälen aufweist, in denen mittels einer besonderen Rechneranordnung die von den jeweils angeschlossenen Geophonen kommenden Signale nach einem vorgegebenen Programm gewichtet und einander überlagert werden. Diese bekannte Einrichtung ist deshalb mit irgendwelchen als Rechner oder Mikrocomputer oder -processor zu bezeichnenden Mitteln ausgestattet, die ähnlich wirken wie die Mischungsschaltungcn bei der Analog-Registricrung. Aufgrund der besonderen Anordnung und Ausbildung dieser Mittel sind sie nur zu dem

unmittelbar angegebenen Zweck geeignet

In der DE-OS 23 23 099 ist ein marines Aufnahmeverfahren beschrieben, bei dem ein Streamer mit einer stets gleichbleibenden Hydrophon-Anordnung durch das Wasser geschleppt wird, und zwar auch während der eigentlichen Aufnahme, wobei für das Schiff jeweils eine Ortsbestimmung ausgeführt wird. Diese bei Beginn der Aufnahme erzeugte Ortsbestimmung wird in codierter Form in den Vorspann der Digitalaufzeichnung aufgenommen. Zusätzlich ist nach dieser Druckschrift vorgesehen, das Streamerende durch Benutzung eines Ottergerätes aus dem Grundkurs des Schiffes auszulenken, so daß der in einem oder minder flachen Bogen hinter dem Schiff geschleppte Streamer einen Flächenstreifen überdeckt und damit eine räumliche Aufnahme ermöglicht. Die damit angestrebte Präzision erfordert auch eine Überwachung der Bogenlinie des Streamers. Hierfür sind besondere Sonarmessungen vorgesehen, deren Ergebnisse ebenfalls unmittelbar im Vorspann jeder Aufnahme aufgezeichnet werden. Allerdings erfolgt die Gesamtauswertung bei derartigen Aufnahmen erst nachträglich an Land in einem Rechenzentrum. Der Meßtechniker braucht bei solchen Aufnahmen auf See nur die automatischen Abläufe zu überwachen. Die vorstehend im Zusammenhang mit der US-PS 36 18 000 erwähnten Probleme treten hier nicht auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine reflexionsseismische Aufnahmeeinrichtung derart auszubilden, daß die Aufnahmen bei Weiterschaltung mit dem Laufschalter durch den Meßtechniker mit weniger Aufwand und Konzentration als bisher überwacht werden können und dabei örtlich einwandfrei zuzuordende Aufnahmen erzielt werden. Eine Aufnahmeeinrichtung gemäß Anspruch 1 bildet eine Lösung dieser Aufgabe.

Ausgestaltungen der sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der Erfindung wird ein zusätzlicher Weg geschaffen, über den Daten, die für die Abwertung einer Aufnähme unmittelbar wichtig sind, in die Aufzeichnungsvorrichtung zur digitalen Aufzeichnung auf dem Magnetband eingeführt und außerdem noch in einer zusätzlichen Anzeigevorrichtung sichtbar gemacht werden können, so daß damit gleichzeitig eine perfekte Überwachung und Kontrolle der jeweiligen Aufnahmesituation ermöglicht wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 und 2 eine seismische Aufnahmeeinrichtung gemäß der Erfindung mit einer Energiequelle und einer Anordnung von Sensoren, die mit einem Aufzeichnungswagen verbunden sind;

F i g. 3 und 6 Blockdiagramme der Bodenüberwachung und -Steuerung für die Einrichtung der F i g. 1 und 2;

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer A nzeigetafel der Steuerung der F i g. 3 und 6;

F i g. 5 ein Blockdiagramm einer Mikroprozessoreinheit der Steuerung der F i g. 3 und 6;

F i g. 7 ein vereinfachtes Beispiel für Kopfdaten, die mittels der Steuerung durch die Aufzeichnungseinheit des ts Explorationssystems der F i g. 1 und 2 auf einem Magnetband kodiert sind;

f F i g. 8 ein Blockdiagramm von Teilen der die Steuerung der F i g. 3 und 6 bildenden Schaltungen sowie der in

der Einrichtung der F i g. 1 und 2 verwendeten Aufzeichnungseinheit;

Fig. 9A—9E Flußdiagramme zur Erläuterung der Erfindung, und

Fig. 10 eine teilweise schematische Darstellung der Aufzeichnungseinheit der Fig.8. und einer Folge von damit verknüpften Vorgängen.

Eine seismische Aufnahmeeinrichtung, F i g. 1, umfaßt ein digitales Feldsystem (DFS) 10, das in dem Aufze/chnungswagen 11 beherbergt ist und elektrisch über ein vieladriges Meßkabel 12 mit einer Anordnung von Sensoren 1J verbunden, die auf der Erdoberfläche 14 positioniert sind.

Die dargestellten Bodenorte 15 sind die Orte der Anordnur g der Sensoren 13 und der seismischen Energiequelle 16, die alle an der Oberfläche 14 aufgereiht sind. Für das CDPR-Aufnahmeverfahren werden im allgemeinen die Bodenorte 15 eingemessen, bevor die Aufnahme entlang der Profiiiinie 17 in Richtung des Pfeiles 18 stattfindet. Daher kann jeder der Orte 15 entlang der Linie 17 mit einer besonderen Positionsnummer (oder P-Nummer) bezeichnet werden, in F i g. 1 mit den P-Nummern 300,301,..., 329. Auch die Anzahl der Sensoren 13, die bei einer Aufnahme jeweils eine Aufstellung bilden, werden durch die Folge der Zahlen N, Λ/+1, .... N+ M identifiziert, weiche die Länge der aktiven Aufstellung angeben, wenn die Sensoren 13 in Richtung des Pfeiles 18 vorgeschoben werden.

Die Notation der Orte der Sensoranordnungen wird dadurch erleichtert, daß jeder Sensor während einer Aufnahme einem speziellen Datenkanal 1,2,...,K des DFS 10 zugeordnet wird. Bei üblichen Aufnahmen kann z. B. K gleich 24, 48, 60, 96, 120, usw., sein. Jeder Sensorort und jeder Quellenort kann mittels einer Überwachungs- u.id Steuerungsvorrichtung 20 bezeichnet werden, die in Verbindung mit der Aufzeichnungseinheit 21 des DFS 10 verwendet wird und die in F i g. 2 im einzelnen dargestellt ist. Die Vorrichtung 20 ermöglicht, bei den Feldarbeiten die Übereinstimmung zwischen den vorgesehenen und den tatsächlichen Aufnahmen durch eine Reihe von Schritten sicherzustellen, nämlich durch Abspeichern. Bearbeiten vd Darstellen von Datei,, die sich beziehen auf

(i) Gclündeorte der Quelle und der Sensoranordnung aufgrund der Positionsnummer,

(ii) geometrische Anordnungs- und Quellenorte (sowohl gegenwärtige als au^h zeitlich nächstfolgende), die auf Berechnung der geometrischen Geländedaten beruhen, und

(iii) die Aufzeichnungsanordnung von Auslegungs- und Quellenparanieter, so daß die aufeinanderfolgenden Aufnahmen den tatsächlichen Verhältnissen entsprechend gekennzeichnet werden.

Hierfür benutzt der Meßtechniker kodierte Daten, die er zu Beginn mit Hilfe von Kodierern 26 herstellt, abgeleitete Ergebnisse, die durch die Vorrichtung 20 erzeugt wurden, und zwsr teilweise auf der Grundlage gespeicherter Beziehungen innerhalb des Mikrocomputers 25, und schließlich geometrische Erkennungsdaten, die auf Anzeigen 27 unJ als Vorsatzinformation in der Aufzeichnungseinheit 21 erscheinen.

Beim CDPR-Verfahren werden die Auslegung der Sensoren 13 und die Energiequelle 16 kontinuierlich in

Richtung des Pfeiles 18 unter Verwendung eines Laufschalters 22 »vorwärts gerollt«. Das heißt, daß nach der Aufzeichnung der im Verstärker 24 verstärkten seismischen Daten in der Digiial-Bandaufzcichnungscinhcil 21, die an einer ersten Reihe von Orten P gelegene Anordnung von Sensoren 13 und der Quelle 16 in Richtung des Pfeiles 18 »vorwärts gerollt« werden. Die Veränderung des aktiven Anordnungsmusters der Fig. I in der

vorstehenden Weise wird durch die mit N, /V-fl Λ/+ M bezeichnete Anordnungssequenz identifiziert. Die

tpj Anordnungs- und Quellengeometrie ist jedoch im Aufzeichnungswagen 11 stets bekannt, vorausgesetzt, daß die

Lageorte300,301,302 Pder Fig. 1 für die spezielle aktive Anordnung N, Λ/-Η,..., N+ M während jeder

einzelnen Aufnahme durch Benutzung der Vorrichtung 20 korrekt identifiziert und aufgezeichnet werden. Von besonderer Bedeutung ist die Behandlung von Daten, die der Feldgeometrie der Sensoren 13 und der Quelle 16 über die Geometrie und den Arbeitsfortschritt betreffende Rechenbeziehungen zugeordnet sind, die in dem Mikrocomputer 25 der Vorrichtung 20 gespeichert sind.

Der Mikrocomputer 25 dient zur Vorhersage korrekter Anordnungspositionen, während der Laufschalter 23 zwischen »aktiven« und »inaktiven« Sensoranordnungen schaltet. Der Mikrocomputer 25 kann auch mit dem Laufschalter 22 in Wechselwirkung treten, vorausgesetzt, daß letzterer die Mehrfachbit-Kodes annehmen kann, die herkömmlicherweise durch den Mikrocomputer 25 erzeugt werden. Derartige Laufschalter sind im Handel erhältlich und bestehen z. B. aus einer Reihe von Kontakten, die an einer zentralen Welle eines Schrittmotors befestigt sind, welcher über einen Digitaleingangskode von dem Mikrocomputer 25 gesteuert wird.

Der Laufschalter 22 umfaßt gewöhnlich eine Anzeige (nicht gezeigt), die mit einer oder zweien der Lageorte der aktiven Sensoranordnung 13 verknüpft ist. Diese Anzeige ändert sich natürlich, wenn die aktive Anordnung

sich gemäß der aufeinanderfolgenden Muster N, N+2 N+ Mändert. Der Laufschalter 22 umfaßt auch einen

Digitalgenerator (nicht gezeigt) zur Erzeugung eines zweiten Mehrfachbit-Kodes, der die Position P eines Elementes der Sensoranordnung als Vorsatzindex im Aufzeichnungsgerät 21 bezeichnet. Wie vorstehend erläutert, stellt jedoch dieser letztgenannte Digitalkode nur eine willkürliche Zahl dar und nicht die wahre geodätische Lage.

Im einzelnen umfaßt der Mikrocomputer 25, Fig.3, eine Systemsammeischiene 28, die zur Verbindung der Kodierer 26 und der Anzeigen 27 über eine I/O-Anschlußanordnung 34 mit der Mikroprozessoreinheil 30 (MPU) des Mikrocomputers 25 verwendet wird. Ebenfalls über die Sammelschiene 28 und die Anschlüsse 29 sind die Interrupt-Steuerung 31, das RAM 32, das ROM 33 (zusätzlich zu dir I/O-Anschlußanordnung34) verbunden, die in herkömmlicher Weise Anzeigepositionsdaten berechnen, verarbeiten und speichern, welche mit dem Explorationsbetrieb verknüpft sind. Es ist anzumerken, daß die I/O-Anordnung 34 nicht nur die MPU 30 mit den Kodierern 26 und den Anzeigen 27 verbindet, sondern auch dazu verwendet wird, Daten unt°r der Steuerung der MPU 30 an den Drucker 35 zu liefern, um eine permanente Aufzeichnung der an den Anzeigen 27 dargestellten Daten zu erzeugen, falls gewünscht.

Die Sammelschiene 28 umfaßt im wesentlichen drei getrennte Sammelschienen, nämlich eine Datcnsammclschiene, eine Adressensammelschiene und eine Steuersammeischiene. Die Datensammelschiene ist herkömmlich: sie führt nicht nur Informationen von dem MPU 30 weg und zu diesem hin, sondern wird auch zur Einholung von Instruktionen verwendet, die in dem ROM 33 gespeichert wurden, wie erforderlich, sowie zur Weiterleitung von Daten zu den Kodierern 26 und Anzeigen 27 der F i g. 2 weg und zu diesen hin, und zwar über das RAM 32 (oder unabhängig davon).

Das Adressieren von Segmenten der Daten ist die Notierungsfunktion der Adressensammelschiene. Sie kann einen Platz im RAM 32 oder ROM 33 auswählen oder eine spezielle Adresse in der MPU 30, wenn beispielsweise über die Interrupt-Steuerung 31 geeignete Signale zugeführt werden. Die Steuersammeischiene steuert die Aufeinanderfolge und Beschaffenheit der Operation, wobei übliche Auswahlbefehle, wie beispielsweise »Lesen«. »Schreiben«, usw. verwendet werden.

Zusätzlich sollte angemerkt werden, daß die System-Interrupt-Befehle gewöhnlich über die Steuersammclschiene geführt werden, um die Planung und Bedienung unterschiedlicher Anschlüsse durchzuführen, wie es durch die Operationen erforderlich ist. Die Interrupt-Steuerung 31 handhabt sieben (7) Vektor-Prioritäts-Interruptbefehle für die MPU 30, wie nachstehend erläutert, und zwar einschließlich eines Aufzeichnungsende-Inlerrupts (EOR), das von dem digitalen Feldsystem 10 in der Fig. 1 erzeugt wird, um das Ende des Sammelzyklus anzuzeigen und die Operationen in dem zeitlich nächstfolgenden Zyklus auszulösen.

Im allgemeinen ist bei der Bedienung der Interrupts die Aufrechterhaltung des Programmstatus erforderlici. und dies wird leicht durch die MPU 30 ausgeführt Da die Steuerung 31 sowohl vektororientiert als auch prioritätsorientiert ist, hat sie die Verantwortung, vektororientierte Interrupts an die MPU 30 zu liefern, sowie die Beschaffenheit des Interrupts zu identifizieren (oder seiner Verzweigungsadresse) und eine Priorität zwisehen konkurrierenden Interrupts herzustellen.

Insbesondere bei der Bedienung des EOR-Interrupts werden die in den F i g. 9B und 9D gezeigten Schritte ausgeführt, um die automatische Nachdatierung der Anordnungs- und Quellengeometrie herbeizuführen und die zeitlich nächste Sammlung von Daten zu erreichen, die teilweise auf Feldalgorithmen beruhen, welche in den nachstehenden Gleichungsgruppen I, II, III oder IV enthalten sind.

Die F i g. 4 veranschaulicht die Art der in' den Kodierern 26 und Anzeigen 27 bereitgestellten Daten.

Der Meßtechniker vergleicht anfänglich die Orte der Auslegung und der Quelle mit bereits vorher vermessenen geographischen Stationen. Die Information ist bereits vorher über die Kodierer 26 zur Verwendung durch , I den Mikrocomputer 25 einkodiert, bevor die Aufnahmen beginnen. Die in den Kodierern 26 kodierten Daten

umfassen:

(i) den Wagenort (in bezug zu Vermessungsstationen bekannter geographischer Lage), der im Kodierer-Sub-

element 40 kodiert ist;
(ii) Hilfswagenort (falls gegeben), der unter Verwendung des Kodierer-Subelements 41 kodiert ist;

(iii) Refcrenzslation-Ort (wo das Ende der Auslegung anfänglich liegt, der über das Kodierungs-Subelement 42

kodiert ist;

(iv) anfängliche Lage der Energiequelle, die unter Verwendung des Kodierer-Subelements 43 kodiert wird;
(v) die Anzahl der Schüsse oder Sweeps, die am Subelement 44 kodiert wird;

(vi) die anfangliche Lage der Lücke, die am Subelemeht 45 gespeichert wird; (vii) die Lückengröße, die unter Verwendung des Kodierer-Subelements 46 kodiert wird; und
(viii)Schrittgröße der Lücke beim Weiterziehen, kodiert unter Verwendung des Subelements 47.

Der Techniker hat auch die anfängliche Aufgabe, andere Daten zu kodieren, die sich meistenteils während der Erkundung nicht verändern. In dieser Hinsicht braucht der Techniker ggf. nur anfänglich die Schußtiefe und -größe (an den Subelementen 48 und 4V)), die Schußrichtung und -ausrückung (an den Subelementen 50 und 51) sowie solche Daten zu kodieren, die mit der Auslegung verknüpft sind, wie mit deren Richtung (am Subelement 52) und dem Abstand zwischen Gruppen (am Subelement 53). Auch die Schalteranordnungen, die allgemein mit 54 und 55 bezeichnet sind, werden durch den Meßtechniker eingestellt. Die von diesen Schalteranordnungen gelieferten Daten beziehen sich auf zwei oder drei mögliche Schalterzustände der Schalter 56 bis 66, die beispielsweise mit der Art der Aufnahme und den Ablaufbedingungen verknüpft sind, die während der Meßarbeiten auftreten.

Die Funktionen der Schalter werden wie folgt erläutert: Der Schalter 56 spezifiziert die Linienrichtung: der Selialicr 57 spezifiziert den Wagenrang, d. h. er bestimmt, ob der Referenzwagen der Hauptwagen oder Hüfswagcn ist in bezug auf einen anderen Wagen; der Schalter 58 bestimmt Arbeitsabläufe entweder in Reihenfolge oder in paralleler Weise, bezogen darauf, ob eine oder zwei Anordnungen von Geophonen auf der entsprechenden Qucllenlinie oder parallel dazu verwendet werden; die Druckknopfschalter 59 und 60 beziehen sich auf Start- bzw. Alarm-Rückstellfunktionen; der Schalter 59 löst Aufnahmen aus, nachdem die gesamte Synchronisation vollendet ist; der Schalter 60 schaltet den Audioalarm aus, wenn ein Signal von einiger Wichtigkeit erzeugt wurde, das die Aktivierung des Alarms verursacht; der Sendeschalter 61 triggert die Energiequelle und ist nur dann wirksam, nachdem die Bedienungsperson die Korrektheit der Anordnungs- und Quellenfunktionen, wie sie in den Anzeigen 27 gezeigt werden, festgestellt hat; die Schalter 62 und 63 beziehen sich auf (i) die Triggerverbindung für die Aktivierung der Quelle (elektrische Drahtleitung oder über Funk) und darauf (ii) ob der Laufschalter 22 (F i g. 2) sich in einem aktiven oder passiven Zustand befinden soll oder nicht. Der Drei-Positions-Schalter 64 bestimmt, ob die Operation im manuellen, automatischen oder Prüfmodus ablaufen soll; der Nachdatierungsschalter 65 arbeitet nur, wenn sich der Schalter 64 im manuellen Modus befindet und wird (im manuellen Modus) dazu verwendet, das Fortschreiten des Laufschalters auszulösen, so daß neue Bodenorte für die Anordnung erzeugt werden, nachdem der Aufzeichnungszyklus vollendet ist; und der Schalter 66 ist ein herkömmlicher Energieversorgungs-Einschalter. §

Die Anzeigen 27 können herkömmliche LED-Segmentanzeigen sein mit der Ausnahme, daß sie mit einem 35 ' Mikrocomputer verwirklicht sind. Die Anzeigen 27 sollen hauptsächlich Daten liefern, so daß bestimmt werden kann, ob die Einrichtün*⁷ korrekt funkiionisrt odsr nicht. Fsrnsr kann dsr Meßtechniken unabhängig die Richtigkeit der dargestellten Bodenorte nachprüfen. Die Daten der Anzeigen 27 beziehen sich zum größten Teil auf die Art der vorgenommenen Aufnahme und die Aufnahmebedingungen.

Nachstehend wird die Beschaffenheit der Anzeigen 27 angegeben: die Unteranzeigen 70 und 71 geben <u Schußpunkt und die Anzahl der Schüsse pro Punkt an; die Unteranzeigen 72—75 beziehen sich auf geographische Positionen der aktiven Anordnung als Funktion der Zeit; die Unteranzeige 76 gibt die Position der Hilfsrcfcrenz an; die Status-Unteranzeige 77 spezifiziert (durch Kode) das Auftreten gewisser Aktivitäten während des Aiufnahmevorgangs, die von einem Audioalarm begleitet sein können, um die unmittelbare Notwendigkeit des Eingreifens der Bedienungsperson anzuzeigen; die Bedeutung des Status-Kode der Unteranzeigc 77 ist nachstehend in der Tabelle I angegeben.

Tabelle 1

Kode Aktivität

0 Einstellung für die Sequenz Start-Operation

1 Geometrische Fehlverbindung

2 Bereut zur Nachdatierung oder Nachdatierung im Gange (falls im automatischen Modus) |

3 Laufschalter läuft

4 Laufschalter (angehalten in Position)

5 Laufschalter gesperrt

6 Hilfsreferenzkode empfangen

7 Obertragungsreferenzfehler (Hilfsreferenzkode nicht empfangen)

8 Lade Referenzausgang am Schieberegister &o

9 Sende (ein Bit des Referenzkode)

A Lückeneinstellung — Fehlverbindung

D Auftreten des letzten Schusses

1X Piepion eingeschaltet bei einem allein als Kode 0,1,.., 9, A, D angezeigten Status |

53 Schalte Laufschalter aufwärts mit eingeschaltetem Piepton und Kode »3« &5 I

93 Schalte Laufschalter abwärts mit eingeschaltetem Piepton und Kode »3«. '

Erläuterung der Tabelle I: Der Statuskode »0« tritt jedes Mal dann auf, wenn die Vorrichtung 20 eingeschaltet wird, um die Bedienungsperson zu benachrichtigen, daß alle Eingangsdaten st* den Kodierern 26 eingestellt sein müssen. Der Sequenz-Startschalter 59 beendet den Benachrichtungsvorgang; der Statuskode »D« gibt an, daß der !etzte Schuß aufgenommen ist und daher die Wagenposition und die Verbindungsstation gegenüber der Anordnung geändert werden müssen; die Statuskodes »3«, »4«, »5« und »53« und »93« bezeichnen verschiedene Laufschalteraktivitäten. Wenn in der programmierten Aufnahmetätigkeit Fehler auftreten, werden auch Warnungskode durch die Statuskodes »1« und »7« erzeugt.

Es sei angenommen, daß die Bedienungsperson anfänglich die Starpositionen der Anordnung und der Quelle mit den eingetusssenen Orten verglichen hat. Wie vorstehend mit Bezug auf die Fig.4 angedeutet, erfordert

ίο dies die Kodierung von Ortsdaten über die Kodierer 26 in Verbindung mit der richtigen Einstellung der Schaltanordnungen 54 und 55. Das Ergebnis: entsprechende Schuß-, Auslegungs- und zugeordnete Daten erscheinen in den Anzeigen 27 aufgrund der Wechselwirkung der Datenbeziehung, die durch den Betrieb des Mikrocomputers 25 der Fig.2 hergestellt wurde. Zum besseren Verständnis, wie die Erfindung alle Daten anwendet, wird nachstehend ein kurzer Überblick über die Geräteeigenschaften des Mikroprozessors 30 in Verbindung mit der Fig. 5 gegeben.

Als Mikroprozessor(MPU) wird ein handelsübliches Erzeugnis benutzt, bei dem ein Mikroprozessor und eine Steuerung auf einem einzigen Chip integriert sind. Es ist auch eine Anordnung von Registern 82 vorgesehen, die I

über eine von einer Steuereinheit 85 gesteuerte Datensammelschiene 81 mit einer arithmetischen Logik-Einheit B

(ALU) 83 verbunden ist. Der Programmzähler 86 und das Befehlsregister 87 haben besondere Aufgaben; die anderen Register, wie der Akkumulator SS haben allgemeinere Aufgaben. In dem hier benutzten MPU ergeben sich erweiterte Steuerfunktionen, da die niedrig-acht (8) Adreßbits gemultiplext werden können. Dieser Vorgang findet am Anfang jedes Befehlszyklus statt; die niedrig-acht Adreßleitungen erscheinen über die ALE-Leitung 89 zur Kontrolle verschiedener Elemente, der Einrichtung einschließlich der Kodierer 26. der Anzeigen 27 und des Druckers 35 über die I/O-Anschlußanordnung 34 der F i g. 6.

Wie in der Fig.6 gezeigt ist, ist zwar die I/O-Anordnung 34 herkömmlich, sie muß jedoch eine Reihe von unabhängig adressierbaren 8-Bit-Kodes handhaben können. Zu diesem Zweck umfaßt sie vorzugsweise eine Vielzahl von 8-Bit I/O-Anschlußchips, die über die ALE-Leitung 89 der Fig.5 von der MPU 30 unabhängig adressierbar sind. Jeder 8-Bit-I/O-Anschlußchip umfaßt vorzugsweise eine 8-Bit-Kippstufe, die mit einem 3-Zustands-Ausgangspuffer kombiniert ist, wobei jeder separat getrieben werden kann. Zur Festlegung der Lage von Daten über den Adreßdekodierer 38 muß die MPU 30 auch die Daten unter Verwendung bekannter geometrischer Beziehungen manipulieren, in denen kodierte Positionsdaten wie erforderlich in Abhängigkeit von mehreren Faktoren übersetzt werden können.

Es sei nun angenommen, daß die Erkundung gerade begonnen wurde; die Bedienungsperson hat alle wesentlichen Daten über die Kodierer 26 einkodiert. Auch die Schalteranordnungen 54, 55 wurden richtig eingestellt.

Anfänglich werden die Kontroll- und Referenzlage-Positionsdaten von den Kodierern 26 (und den Schalteranordnungen) durch die MPU 30 eingeholt. Danach führt die MPU 30 die erforderliche Manipulation dieser Daten durch, um interessierende räumliche Anordnungs- und Quellengeometrien in der Art und Weise der F i g. 9A und 9C zu definieren. Diese Datenmanipuiaiior. umfaßt die Ausführung asr mit der grundlegenden Einschahroutine der F i g. 9A und der Sequenz-Startroutine der F i g. 9B verbundenen Schritte, einschließlich der Einführung der berechneten Daten in die Anzeigen 27 zur Einsicht für die Bedienungsperson.

Die an den Anzeigen 27 der Fig.4 erscheinenden Datenwerte hängen natürlich von der Verwendung gewisser geometrischer Gleichungsgruppen ab, nämlich der Gleichungsgruppen I, II, III und IV, wie nachstehend angegeben, die in der MiPU 30 gespeichert sind und selektiv durch die Vorrichtung 20 nach Bedarf genutzt werden.

Sequenzstart-Gleichungsgruppe I

Es sie angenommen, daß sowohl die Ordnungszahlen der Aufstellungsorte und die Ordnungszahlen der Datenkanäle entlang der Profillinie in Richtung des Pfeiles 18 anwachsen; dementsprechend steuert die folgende Gleichungsgruppe die Operationen:

(1) RLSP = REF-NP-TR

(2) END\ = REF

(3) END 2 = REF+ CPNO+ K-\

Wenn GPNO = 0

(4) GAPi = 0

(5) GAP 2 = 0

Wenn GPNO > 0

(4) GAPl = REF+ GPLOC-X

(5) GAP2 = REF+GPLOC+GPNO

(6) ROM = TR-REF-GPNO+l

Die nachstehende Tabelle II definiert die in Verbindung mit der Gleichungsgruppe I verwendeten Notationen:

Tabelle!!

Notation Dsfinition

SHLO Energiequellenort, 5

SHNO Energiequellenzahl, REF Lage des Referenzsensors,

ROOM Zahl der zum Vorrollen (Weiterschalten) der aktiven Auslegung verfügbaren Laufschnlterposilioncn,

TR Bodenreferenz für den Ort der Aufzeichnungsvorrichtung,

GPNO Anzahl der Geophongruppen in der Lücke, io

GPLOC Lage der Lücke,

K Anzahl der Datenkanäle im Aufzeichnungssystem (24,48,60,96,120, usw.),

END I Bodenposition der Geophongruppe, die über den Laufschalter mit dem ersten Datenkanal des

Aufzeichnungsgerätes verbunden ist,

END2 Bodenposition für den/C-ten Datenkanal, 15

GA P1 Bodenposition des Dalenkanals unterhalb der Lücke zur Seite des ersten Datenkanals, GAP2 Bodenposition des Datenkanals über der Lücke zum K-len Kanal hin, RLSP Laufschalter-Position, die für eine gewünschte aktive Auslegung erforderlich ist, NP Anzah! der verfügbaren Laufschalter Positionen minus !,d. h. also (N-1); der Lauischaiier muß für

K + /V Eingänge und K-Ausgänge eingerichtet sein, 20

GL (+) Bo, Jenpositionszahlen entlang der seismischen Linie, die numerisch in der Richtung anwachsen, in

welcher die aktive Geophonanordnung für jede weiterfolgende Aufzeichnung vorgeschoben wird, GL (—) Bodenpositionszahlen, die numerisch in der Richtung abnehmen, in welcher die aktive Auslegung

vorgeschoben wird,
CH (+) Seismischer Datenkanal, der numerisch entlang der aktiven Auslegung in der Richtung anwächst (1 25

bis K), in welcher die aktive Auslegung vorgeschoben wird,
CH(-) Seismische Datenkanäle, die numerisch in der Richtung abnehmen (von /C bis 1), in welcher die aktive

Auslegung vorgeschoben wird.

Es ist anzumerken, daß die Vorzeichen (+) (—) jeder der Bodenpositionszahlen (GL) die Beziehung zur Richtung des Anordnungsvorschubs bezeichnen; der Referenzsensor und das Vorzeichen der Kanalnummer hängen ebenfalls von dem Anordnungs-Referenzstatus ab. Wenn dieser gleich 1 ist, ist die CH positiv. Wenn nicht, ist das Vorzeichen negativ.

Sequenzstart-Gleichungsgruppe II

Wenn die Ordnungszahlen der Aufstellungsorte zunehmen, jedoch die der Datenkanäle abnehmen, wird die folgende Gleichungsgruppe verwendet:

35

(1) RLSP =

(2) END I =

(3) END 2 =

Wenn GPNO =

(4) GAP\ =

(5) GA P 2 =

Wenn GPNO >

(4) GAP\ =

(5) GAP2 =

(6) ROOM =

TR- REF-CPNO+1 REF+ GPNO+ K-1 REF

0 0 0

END \-GPLOC-X

END 1 - GPLOC- GPNO

TR-REF-GPNO

45 50

Sequenzstart-Gleichungsgruppe III

Wenn Ordnungszahlen der Aufstellungsorte abnehmen, jedoch die der Datenkanäle zunehmen, wird die folgende Gleichungsgruppe verwendet: 55

(1) RLSP = TR+NP-REF

(2) END\ = REF

(3) END2 = REF-(K-I)-GPNO

Wenn GPNO = 0

(4) GAPX = 0

(5) GAP2 = 0

Wenn PPNO > 0

(4) GAPX = REF-GPOC-X

(5) GAP2 = REF-GPLOC-GPNO

(6) ROOM = REF—TR—GPNO+X

60 65

Sequenzstart-Gleichungsgruppe IV f

Wenn sowohl die Ordnungszahlen der Aufstellungsorte als audi die der Datenkanäle abnehmen, wird die

folgende Gleichungsgruppe verwendet: I

!:

(1) RLSP = REF—TR- GPNO+X (.

(2) ENDX = REF-(K-X)-GPNO ψ

(3) END 2 = REF j;

ίο Wenn GPNO= 0 f

(4) GAPX =0 I

(5) GAP2 = 0 f

Wenn GPNO > 0

<4) GAPX = END X+ GPLOC-X

(5) GAP2 = END X+ GPLOC-GPNO _it

(6) ROOM = REF-TR-GPNO |

Nach diesen Operationen sieht die Bedienungsperson die Daten an den Anzeigen 27 und den Kodierern 26 '%

durch. Wenn sie korrekt sind, aktiviert die Bedienungsperson den Triggerschalter 61 (F i g. 4), um schließlich die ||

Aktivierung der Energiequelle 16 (Fig. 1) hervorzurufen. Bevor dies jedoch laufen kann, erfolgt die Überführung ailer wesentlichen Vorsatzdaten zum digitalen Feldaufzeichnungsgerät 21 in der hi den Fig.8 und 10 gezeigten Art und Weise. Hinsichtlich der Fi^. 10 ist anzumerken, daß, nachdem die Bedienungsperson den Abschußschalter 61 aktiviert, die DFS 10 eine Reihe von Befehlen für das Aufzeichnungsgerät 21 erzeugt, welches sie in der gezeigten Weise ausführt Das heißt, daß der Bandantrieb des Aufzeichnungsgeräts 21 zuerst das Band am Aufzeichnungskopf entlang beschleunigt, bis die nominelle Betriebsgeschwindigkeit erreicht ist Danach werden auf dem Band zur Zeit T\ — Ti reguläre Vorsatzdaien aufgezeichnet Es ist anzumerken, daß zur Zeit Ti die mit den ausgewählten Kodierern 26 und Anzeigen 27 verknüpften Daten als nächste in der in der F i g. 8 gezeigten Weise überführt werden, wobei die I/0-Anordnung 34 die vorstehenden »ausgewählten« Elemente befähigt, die zugeordneten Daten weiterzuleiten. Das heißt also, daß die Anordnung 34 die Anzeigen 70 bis 73 und die Kodierer 48 bis 53 freigeben kann, so daß Daten über die Sammelschiene 80 und den Vorsatzanschluß 81 in das Aufzeichnungsgerät 21 überführt werden können. Der Adreß-Multiplexer 78 wird zur Erzeugung des vorausgesetzt notwendigen Formates in herkömmlicher Weise verwendet Dadurch wird die Notation der Auslegungs- und Quellenposition sichergestellt, die mit den nachfolgend gesammelten Daten verknüpft sind. (Zur F i g. 9E ist anzumerken, daß die Vorrichtung 20 während der Aufzeichnung der Vorsatzdaten in einen inhibierten bzw. gesperrten Betriebsmodus gebracht ist. Wenn sich daher unbeabsichtigte Veränderungen des Status der Vorrichtung während seiner Aufzeichnung ergeben, beeinträchtigen sie die Operationen nicht)

Es sollte auch angemerkt werden, daß der Adreß-Multiplexer 78 die Daten unter Verwendung von Standard-Richtlinien formatiert, die von dem SEG Technical Standards Subcommittee on Tape Formats übernommen wurden, siehe F i g. 7.

Datenanordnung am Aufzeichnungsgerät 21

Wie in der F i g. 7 gezeigt ist, weist das Vorsatzsegment 79 2 χ 2-Anordnungsabmessungen auf, die vierundsechzig (64) Bytes mal neun (9) Zeichen weit sind. Die Organisation jedes Bytes umfaßt zwei 4-Bit-BCD-Segmente, die verwendet werden, um folgendes anzuzeigen: Linienrichtung, Gruppenintervall, Schußtiefe, SchußausrOkkung. Ausrückungsrichtung, Ladungsgröße, Schußposition, Schußzahl, Wagenposition, Endgruppenposition, Lückengruppen-Positionen und zugeordneter Datenkanal, und zwar in der angegebenen Reihenfolge. Dadurch wird eine angemessene Dokumentation der Auslegungs- und Quellen-Orte für Notationszwecke sichergestellt.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Reflexionsseismische Aufnahmeeinrichtung, insbesondere für mi? gemeinsamem Teufenpunkt (CDP) arbeitende Auswertung, mit einer an der Erdoberfläche (14) entlang einer Profillinie (17) angeordneten Auslegung, bestehend aus einem Übertragungskabel (12) und daran angeschlossenen Sensoren (13), deren mit fortlaufenden Ordnungszahlen versehene Aufstellungsorte (15) ebenso wie die Orte für die Quellen der seismischen Erregung durch vorherige Vermessung bestimmt sind, und mit einer digital arbeitenden, die Aufzeichnungsvorrichtung enthaltenden Aufnahmeapparatur (10} die eine Vielzahl von ebenfalls mit fortlaufenden Ordnungszahlen versehenen Datenkanälen aufweist, und einer Schaltvorrichtung (22), durci die für eine Aufnahme eine Folge von Sensoren mit den Datenkanälen verbunden ist und die bei Weiterschaltung für eine nachfolgende Aufnahme eine zweite Folge von Sensoren, die gegenüber der ersten um mindestens einen Aufstellungsort entlang der Profillinie versetzt ist mit den Datenkanälen verbindet, wobei die Schaltvorrichtung durch einen Codierer aufweisende Schaltmittel in den Datenkanälen eine der Aufnahme vorausgehende, digital codierte Kennzeichnung auslöst, die den auf die Auslegung bezogenen Ordnungs-

zahlen der mit den Datenkanälen jeweils verbundenen Sensoren entspricht, und wobei ferner die Schaltvorrichtung zwischen Datenkanälen und Auslegung Verbindungen in gleichsinnig oder gegensinnig sich ändernder Zuordnung der Ordnungszahlen herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die besonderen Schaltmittel zur Umsetzung von den Ordnungszahlen der Aufstellungsorte zuzuordnenden, geometrischen Daten in Digitalform eine Cberwachungs- und Steuerungsvorrichtung (20) enthalten, die den Codierer (26),

einen Rechner (25) einschl. Speichervorrichtungen (32,33) und eine alphanumerische Anzeige (27) aufweist, wobei der Codierer zur Eingabe auch der die Aufnahme bestimmenden geometrischen Daten an den Rechner angeschlossen ist, der mit der Schaltvorrichtung (22) zur Datenaufnahme und ferner zur Darstellung von Daten mit der Aufzeichnungsvorrichtung (21) der Aufnahmeapparatur (10) und der Anzeige (27) verbunden is L