DE3228527C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zur Verbindung aufeinanderfolgender Abschnitte einer seismischen Empfangseinrichtung großer Länge, die es ermöglicht, die Anzahl aufgenommener Signale, die von wirksamen seismischen Empfängern ausgehen, die bestimmten Aufzeichnungsstrecken zugeordnet sind, zu wählen, wobei jeder Abschnitt mehrere Empfänger, diesen zugeordnete elektrische Leitungen sowie mindestens am ersten Ende eine Datenerfassungseinrichtung mit 2 n Eingängen für von seismischen Empfängern ausgehende Signale aufweist.

Eine seismische Sonde besteht im allgemeinen aus mehreren Abschnitten gleicher Länge, die in Reihe geschaltet sind. Jeder dieser Abschnitte hat eine große Anzahl von seismischen Meßfühlern (Unterwasserschallempfängern), die in regelmäßigen Abschnitten in einer dichten Hülle verteilt sind.

Die Meßfühler jedes Abschnittes sind in einer bestimmten Anzahl benachbarter Gruppen verteilt. Jede dieser Gruppen besteht aus einer Gesamtheit von aufeinanderfolgenden Meßfühlern, die auf eine bestimmte Länge des Abschnittes verteilt sind, dessen Ausgänge elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sind und der einen seismischen Empfänger bildet. Wenn die seismische Sonde unter Wasser verwendet wird, nehmen die Empfänger die akustischen Wellen auf, die von einer seismischen Quelle ausgesandt werden, die an das Zugfahrzeug angehängt ist, und die durch die verschiedenen unterirdischen Schichten reflektiert oder gebeugt werden.

Die von jedem dieser Empfänger erzeugten Signale werden zu einer Aufzeichnungseinrichtung übertragen, die an dem Fahrzeug installiert ist und eine "Aufzeichnungsstrecke" bildet. Da die seismischen Empfänger mit einem gleichmäßigen Abstand verteilt sind, unterscheidet man jedes aufgezeichnete Signal oder jede Aufzeichnungsstrecke gewöhnlich durch die Länge (l) des Sondenabschnitts, längs dem die verbundenen Meßfühler jedes Empfängers verteilt sind, der die Aufzeichnungsstrecke bildet. Wenn man die Meßfühler, die auf einer Länge von z. B. 6,25 m verteilt sind, im Inneren eines Sondenabschnitts von 75 m verbindet, kann dieser 12 Signale bzw. Strecken entsprechend Meßfühlergruppen von 6,25 m oder abgekürzt Strecken von 6,25 m liefern. Wenn man die Anzahl der Meßfühler jeder Gruppe verdoppelt, indem man diejenigen, die auf einer Strecke von 12,5 m regelmäßig verteilt sind, verbindet, ist der gleiche Abschnitt der seismischen Sonde nun in der Lage, sechs Signale oder Aufzeichnungsstrecken entsprechend Meßfühlergruppen von 12,5 m oder abgekürzt 6 Strecken von 12,5 m zu liefern.

Die von den verschiedenen Empfängern erzeugten seismischen Signale können kontinuierlich zu einem Aufzeichnungssystem übertragen werden, indem man besondere Übertragungsleitungen für jeden hiervon verwendet. Da jedoch die jetzt verwendeten seismischen Sonden eine größere Länge haben, ist die Übertragung verschiedener, von den Empfängern erzeugter Signale gleichzeitig und kontinuierlich nicht mehr sichergestellt, sondern sequenziell, indem man eine bestimmte Anzahl von gemeinsamen Übertragungsleitungen verwendet. Um diese sequenzielle Übertragung durchzuführen, werden die verschiedenen seismischen Signale, die von jedem Abschnitt erzeugt werden, durch elektronische Datenerfassungseinrichtungen gesammelt, die in regelmäßigen Intervallen in der seismischen Sonde oder in dichten, zwischen die Sondenabschnitte geschalteten Gehäusen angeordnet sind. Die Anzahl und Anordnung der Gehäuse hängt von der Anzahl der Strecken ab, die die seismischen Empfänger jedes Sondenabschnittes erzeugen können, und auch von der Anzahl der Strecken, die an jede Erfassungseinrichtung angeschlossen werden können.

Im allgemeinen wird die Struktur jedes Abschnittes einmal für alle Abschnitte beim Entwurf festgelegt, die Meßfühler werden gruppenweise angeordnet, und die Empfänger werden an die verschiedenen Eingänge der Erfassungseinrichtungen angeschlossen, die am einen oder anderen Ende jedes Elements angeordnet sind. Die Anzahl der unterschiedlichen seismischen Signale, die von jedem Sondenabschnitt aufgenommen werden, kann nur schwer geändert werden. Die Anzahl der Aufzeichnungsstrecken entsprechend den von einer seismischen Sonde empfangenen Signalen kann daher nur durch Zufügung von zusätzlichen Sondenabschnitten oder Fertigung von Sondenabschnitten eines anderen Typs erhöht werden.

Bekannt ist in diesem Zusammenhang ein Erfassungssystem für seismische Daten oder Empfänger, die jeweils aus einer Vielzahl von Geophonketten gebildet sind und miteinander in Reihenparallelschaltung mit einer seismischen Erfassungs­ vorrichtung RDTAC und insbesondere vermittels hermaphroditischer Verbindungseinrichtungen verbunden sind, die es ermöglichen, die Signale zweier oder mehrerer benachbarter Empfänger zu kombinieren.

Die dort beschriebene Vorrichtung ermöglicht es zwar, die "Geometrie" des seismischen Empfangssystems gut zu modifizieren. Es handelt sich jedoch hier um eine seismische Sonde (sog. seismische Flöte), die zu Lande einsetzbar ist. Die Verbindungseinrichtungen sind benachbart von Gruppen von Geophonen angeordnet und direkt zugänglich. Das Personal kann sich frei auf der Erde bis zu diesen Verbindern bewegen, um die Ausbildung der Verbinder zu modifizieren.

Die beschriebene Lösung ist nicht zweckmäßig im Rahmen der seismischen Prospektion im Meer, wo sämtliche Elemente in einer dichten relativ engen Hülle eingeschlossen sind, die gut gegen das äußere Medium geschützt werden muß. Die längs jedes Abschnitts verteilten Empfänger sind nicht getrennt zugänglich und dies kompliziert in ganz besonderer Weise das Problem, wenn es sich darum handelt, deren gegenseitige Verbindungen zu modifizieren. Die besonderen Anforderungen an die Verwendung im Meer machen also die Ausbildung einer Sonde mit variabler Konfiguration schwierig. Im übrigen findet sich in der Entgegenhaltung nichts, was nahelegen könnte, daß man die Zahl unterschiedlicher aufgezeichneter Signale multiplizieren oder durch zwei dividieren könnte, genauso wie die Entfernung der seismischen Empfänger, welche die unterschiedlichen Signale liefern (Intertrass von den Seismikern genannt) und somit eine Auflösung einer Sonde durch eine Modifikation lokalisierter Verbindungen in diesen Gehäusen der gegenseitigen Verbindung des Querschnitts der Sonde oder Flöte zu ermöglichen.

Weiterhin ist es durch die DE-AS 19 12 189 bekannt, eine seismische Sonde im Meer von der passiven Bauart herzustellen, d. h. die durch eine gegenseitige Verbindung von Sondenabschnitten aufgebaut ist, wobei die durch die Hydrophone in jedem der Abschnitte aufgenommenen Signale direkt mit einem Bündel von Stromübertragungsdrähten 20 längs der Sonde bis zum Aufzeichnungslabor auf dem Schleppschiff verbunden sind. Es gibt also keinerlei elektronisches Erfassungsgerät in den Gehäusen der Verbindung der Sonden oder Flötenabschnitte.

Jeder Abschnitt umfaßt zwei Typen von Hydrophonketten: einen langen einzigen Typ P und zwei kurze Typen. Verbinder ermöglichen es, wenn man sie einsteckt, eine Kette oder Gruppierung längs eines Abschnittes mit einer kurzen Kette oder Gruppierung des benachbarten Abschnittes zu verbinden und somit die Anzahl der parallel geschalteten Empfänger zu modifizieren.

Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht es also, die "Geometrie" der seismischen Sonde zu modifizieren.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Auswechslung von Abschnitten einer seismischen im Meer verwendbaren aktiven Sonde bzw. Empfangseinrichtung (mit zwischengeschalteten elektronischen Erfassungsgeräten) nach Wunsch beliebig durchführen und die Anzahl unabhängiger seismischer Empfänger bzw. die Anzahl unabhängiger seismischer Spuren pro Abschnitt verdoppeln zu können.

Erreicht wird dies, ausgehend von einer Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß überraschend dadurch, daß die Empfänger (R₁, R₂ . . .) jedes Abschnittes in einer Anzahl n von Empfängerpaaren verteilt sind, von denen jeder durch die jeweils gleiche Leitung (L₁, L′₁ . . . L₁₂, L′₁₂) mit den beiden gegenüberliegenden Enden jedes Abschnittes verbunden ist, daß je ein erster Empfänger (R₁, R₃ . . .) jedes Empfängerpaares (z. B. R₁, R₂) durch eine zugeordnete Leitung mit je einem Eingang einer ersten Datenerfassungseinrichtung (z. B. A₂) am ersten Ende jedes Abschnittes (z. B. T₁) verbunden ist, und daß der jeweils zweite Empfänger (R₂, R₄, . . .) jedes Paares wählbar entweder durch die zugeordnete Leitung mit je einem Eingang einer zweiten Datenerfassungseinrichtung (z. B. A₁) am zweiten Ende jedes Abschnittes (z. B. T₁) verbunden ist oder über eine zusätzliche Einrichtung am zweiten Ende des zugehörigen Abschnitts und den jeweils ersten Empfänger mit dem jeweiligen Eingang der Datenerfassungseinrichtung (z. B. A₂) am ersten Ende des jeweiligen Abschnitts (z. B. T₁).

In beiden Fällen kann dabei eine Datenerfassungseinrichtung, da sie 2 · n Eingänge aufweist, zwei benachbarten Abschnitten zugeordnet sein.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 2.

In einfacher Weise ermöglicht es die Erfindung, die in einem Multiplexbetrieb übertragbaren seismischen Spuren zahlenmäßig zu verdoppeln.

Im ersten Fall entsprechen jedem Sondenabschnitt 2 n Auf­ zeichnungsstrecken, im zweiten Falle n.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 5 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Anordnung der längs eines Abschnittes einer seismischen Sonde bzw. Empfangseinrichtung verteilten Empfänger;

Fig. 2 eine Anschlußanordnung, die es ermöglicht, das Ende eines Sondenabschnitts mit einem Gehäuse zu verbinden, das eine Einrichtung zur Erfassung seismischer Daten enthält;

Fig. 3 eine Anschlußanordnung entsprechend der Fig. 2, bei der eine Datenerfassungseinrichtung durch eine passive Steckverbindung ersetzt ist, die zwischen den Leitungen der Empfänger jedes Paars die in Fig. 4 gezeigten Verbindungen herstellen kann;

Fig. 4 einen Teil einer Verbindungsanordnung, die es ermöglicht, sechs Aufzeichnungsstrecken pro Sondenelement zu erhalten; und

Fig. 5 einen Teil einer Verbindungsanordnung, die es ermöglicht, zwölf Aufzeichnungsstrecken pro Sondenelement zu erhalten.

Die in Fig. 1 gezeigte Sonde hat zwölf seismische Empfänger, die symbolisch durch zwölf Rechtecke R₁, R₂ . . . R₁₂ dargestellt und in regelmäßigen Intervallen in einer dichten Hülle 2 verteilt sind. Jeder Empfänger besteht in bekannter Weise aus einer bestimmten Anzahl (z. B. fünf) seismischen Meßfühlern, die elektrisch an zwei Leitungen L₁, L′₂ angeschlossen sind, die die gleiche Länge wie die Sonde haben. Paarweise Leitungen (L₂, L′₂), (L₃, L′₃) . . . (L₁₂, L′₁₂) sind jeweils an die Ausgangsanschlüsse der Empfänger R₂, R₃ . . . R₁₂ angeschlossen. Jeder Abschnitt der seismischen Sonde ist an jedem seiner Enden an ein zylindrisches Gehäuse B, B′ durch eine Anschlußanordnung C angeschlossen, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist und nachstehend beschrieben wird.

Die Anschlußanordnung ermöglicht gleichzeitig die elektrische und mechanische Verbindung jedes Sondenelements mit einem zylindrischen Gehäuse B. Der Endteil jedes Elements hat ein Rohrstück 3, an dem die dichte Hülle 2 befestigt ist, und eine elektrische Kontakthülse 4. An der Kontakthülse 4 ist ein Leiterbündel 5 angelötet, das aus den zwölf Leiterpaaren (L₁, L′₁) . . . (L₁₂, L′₁₂) besteht, die mit den zwölf Empfängern (R₁, R₂ . . . R₁₂) jedes Elements der Sonde T verbunden sind, sowie aus elektrischen Versorgungskabeln verschiedener Datenerfassungseinrichtungen, die in der Sonde verteilt sind, sowie Datenübertragungskabeln, die die aufeinanderfolgenden Erfassungseinrichtungen verbinden. Das rohrförmige Gehäuse B ist durch einen Ring 6 nahe jedem seiner Enden abgeschlossen. In der Mitte jedes Ringes 6 ist ein elektrischer Kontaktstecker 7 befestigt. Ein Gewindering 8 kann auf den Endteil jedes rohrförmigen Gehäuses B geschraubt werden und dieses mit dem Rohrstück 3 des entsprechenden Elements der seismischen Sonde verbinden. Dichtungen 9 in Nuten, die in den verschiedenen Teilen jeder Anschlußanordnung ausgebildet sind, ermöglichen es, das Innere der Sonde gegen die Umgebung zu isolieren.

In Fig. 2 sind die Kontaktstifte des Kontaktsteckers durch Leitungen mit verschiedenen ausgewählten Eingängen einer bekannten Erfassungseinrichtung seismischer Daten verbunden, wie sie z. B. in der französischen Patentanmeldung 24 71 088 beschrieben ist und die in der Lage ist, die seismischen Signale aufzunehmen, die von den zwölf seismischen Empfängern oder Gruppen unterschiedlicher seismischer Meßfühler erzeugt werden.

In Fig. 3 sind die Kontaktstifte des Kontaktsteckers 7 derart angeschlossen, daß sie die Empfänger jedes Paares in Fig. 4 verbinden.

In dieser Figur sind die Verbindungen angegeben, die es ermöglichen, sechs Aufzeichnungsstrecken (allgemein n Strecken) ausgehend von zwölf Empfängern (allgemein 2n Empfänger) zu erhalten, die in jedem Element der Sonde enthalten sind. Zur Vereinfachung sind die Leitungen L′₁, L′₂ . . . L′₁₂ nicht gezeigt. Entsprechend dieser Ausführungsform sind zwei aufeinanderfolgende Elemente der Sonde wie T₁, T₂ in der in Fig. 2 gezeigten Weise an ein Gehäuse B₂ angeschlossen, das eine Erfassungseinrichtung A₂ für seismische Daten enthält. Die Leitungen L₁, L₃, L₅ . . . L₁₁ des Abschnittes T₁ sind jeweils mit den Eingängen E₁, E₂, E₃ . . . E₆ der Erfassungseinrichtung A₂ verbunden. In gleicher Weise sind die Leitungen L₂, L₄ . . . L₁₂ des Sondenabschnittes T₂ jeweils mit den Eingängen E₇, E₈ . . . E₁₂ der gleichen Erfassungseinrichtung A₂ verbunden. Das andere Ende jedes Abschnittes T₁, T₂ ist in der in Fig. 3 angegebenen Weise mit einem Zwischengehäuse B₁, B₃ verbunden. Jedes dieser Gehäuse ist an jedem Ende mit einem Kontaktstecker 7 verbunden, dessen Kontaktstifte derart angeschlossen sind, daß sie die Leitungen L₁ und L₂, L₃ und L₄ . . . L₁₁ und L₁₂ jedes der benachbarten Abschnitte T₁, T₂ elektrisch in Reihe schalten. Der Kontaktstecker 7, der mit geeigneten Anschlüssen versehen ist, bildet die elektrischen Verbindungseinrichtungen. In der gleichen Weise ist der folgende Sondenabschnitt T₃ mit dem einen Ende des Zwischengehäuses B₃ verbunden, dessen einer Kontaktstecker 7 die elektrischen Verbindungen zwischen den Leitungen L₁ und L₂, L₃ und L₄ . . . L₁₁ und L₁₂ herstellt, die darin angeordnet sind, und mit dem einen Ende eines aktiven Gehäuses B₄, das eine Datenerfassungseinrichtung A₄ enthält. Diese Einrichtung dient dazu, an sechs ihrer Eingänge (E₁, E₂ . . . E₆) die seismischen Signale zu empfangen, die von den Gruppen von Empfängern R₁, R₂, R₃ . . . R₁₂ aufgenommen werden, die längs dieses Sondenabschnittes T₃ angeordnet sind, und sie über die Leitungen L₁, L₃ . . . L₁₁ zu übertragen.

Entsprechend dieser Ausführungsform ermöglichen es die Kontaktstecker 7 der Zwischengehäuse wie z. B. B₁ und B₃ durch geeignete Anschlüsse, die Anzahl der Empfänger und damit die verschiedenen, jedem Sondenabschnitt entsprechenden seismischen Strecken auf sechs zu begrenzen. Die Erfassungseinrichtungen mit zwölf verwendeten Eingängen sind daher in der Lage, die seismischen Signale zu empfangen, die von zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten aufgenommen werden. Die verschiedenen Abschnitte der seismischen Sonde sind daher abwechselnd durch aktive Gehäuse (B₂, B₄ . . . ) verbunden, die die Erfassungseinrichtungen enthalten, und durch passive Zwischengehäuse B₁, B₃ . . .

Bei der Anschlußart der Fig. 5 sind zwei beliebige Sondenabschnitte T₁, T₂ durch ein Gehäuse B₂ verbunden, das eine Datenerfassungseinrichtung A₂ mit zwölf Eingängen E₁, E₂ . . . E₁₂ enthält, und zwar in der in Fig. 2 gezeigten Weise. Zur Vereinfachung sind die Leitungen L′₁, L′₂ . . . L′₁₂ nicht gezeigt. Die Leitungen L₁, L₃ . . . L₁₁ des Abschnittes T₁ sind jeweils mit den Eingängen E₁, E₂ . . . E₆ der Erfassungseinrichtung A₁ verbunden, die Eingänge E₇, E₈ . . . E₁₂ hiervon mit den Leitungen L₂, L₄ . . . L₁₂ des benachbarten Abschnittes T₂. In der gleichen Weise sind die Leitungen L₁, L₃ . . . L₁₁ des Abschnittes T₂ mit den Eingängen E₁, E₂ . . . E₆ der folgenden Erfassungseinrichtung A₂ verbunden, die die Sondenabschnitte T₂ und T₃ usw. verbindet.

Entsprechend dieser Ausführungsform bleiben die Empfänger R₁, R₂ . . . R₁₂ jedes Sondenabschnittes unterschiedlich. Jeder Abschnitt ist so ausgebildet, daß man zur Aufzeichnung zwölf seismische Strecken von jeweils 6,25 m erhält, weshalb es erforderlich ist, ein Gehäuse zwischenzuschalten, das eine Datenerfassungseinrichtung mit zwölf Wegen zwischen zwölf beliebigen aufeinanderfolgenden Abschnitten enthält, wobei jede dieser Einrichtungen so betrieben wird, daß sie die Signale aufnimmt, die von sechs Empfängern jedes der benachbarten Sondenabschnitte erzeugt werden. Aus Kompatibilitätsgründen sind die Empfänger jedes Abschnittes in sechs benachbarten Paaren verteilt, wobei die beiden Empfänger jedes Paares jeweils mit den Erfassungseinrichtungen A₁, A₂, A₃ . . . verbunden sind, die an die beiden Enden des Abschnittes angeschlossen sind.

Ausgehend von einer Sonde entsprechend n seismischen Strecken pro Sondenabschnitt (n = 6 im vorliegenden Falle) eine 2n seismischen Strecken ebenfalls pro Abschnitt entsprechende Sonde zu erhalten, muß man daher nur alle Zwischengehäuse wie B₁, B₃ (Fig. 4) demontieren und sie durch aktive Gehäuse wie B₂, B₄ ersetzen, die Datenerfassungs­ einrichtungen (Fig. 5) enthalten.

Claims (2)

1. Verbindungsanordnung zur Verbindung aufeinanderfolgender Abschnitte einer seismischen Empfangseinrichtung großer Länge, die es ermöglicht, die Anzahl aufgenommener Signale, die von wirksamen seismischen Empfängern ausgehen, die bestimmten Aufzeichnungsstrecken zugeordnet sind, zu wählen, wobei jeder Abschnitt mehrere Empfänger, diesen zugeordnete elektrische Leitungen sowie mindestens am ersten Ende eine Datenerfassungseinrichtung mit 2n Eingängen für von seismischen Empfängern ausgehende Signale aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger (R₁, R₂ . . .) jedes Abschnittes in einer Anzahl n von Empfängerpaaren verteilt sind, von denen jeder durch die jeweils gleiche Leitung (L₁, L′₁ . . . L₁₂, L′₁₂) mit den beiden gegenüberliegenden Enden jedes Abschnittes verbunden ist, daß je ein erster Empfänger (R₁, R₃ . . . ) jedes Empfängerpaares (z. B. R₁, R₂) durch eine zugeordnete Leitung mit je einem Eingang einer ersten Datenerfassungseinrichtung (z. B. A₂) am ersten Ende jedes Abschnittes (z. B. T₁) verbunden ist, und daß der jeweils zweite Empfänger (R₂, R₄, . . . ) jedes Paares wählbar entweder durch die zugeordnete Leitung mit je einem Eingang einer zweiten Datenerfassungseinrichtung (z. B. A₁) am zweiten Ende jedes Abschnittes (z. B. T₁) verbunden ist oder über eine zusätzliche Einrichtung am zweiten Ende des zugehörigen Abschnitts und den jeweils ersten Empfänger mit dem jeweiligen Eingang der Datenerfassungseinrichtung (z. B. A₂) am ersten Ende des jeweiligen Abschnitts (z. B. T₁).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt (T₁, T₂ . . . ) an jedem seiner Enden mit einem Rohrstück (3) versehen ist, das einer Kontakthülse (4) zugeordnet ist, an die die Leitungen anschließbar sind, die den Abschnitt auf seiner gesamten Länge durchlaufen und die mit den verschiedenen Empfängern verbunden sind, die längs des Abschnittes verteilt sind, und daß die Kontakthülse (4) mit einem Kontaktstecker (7) verbindbar ist, der am Ende eines Gehäuses (B) befestigt ist und dessen Kontaktstifte wählbar entweder mit den Anschlüssen einer Datenerfassungseinrichtung (A) verbunden sind, die in dem Gehäuse angeordnet ist, oder derart geschaltet sind, daß sie den zweiten und den ersten Empfänger jedes Paares des Abschnittes der Empfangseinrichtung elektrisch an demjenigen Ende des Abschnitts verbinden, das keine Datenerfassungseinrichtung aufnimmt.