FR2475235A1 - Unite de controle en temps reel pour dispositif d'exploration sismique sous-marine et son procede de fonctionnement - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE UNITE DE CONTROLE EN TEMPS REEL POUR DISPOSITIF D'EXPLORATION SISMIQUE ET SON PROCEDE DE FONCTIONNEMENT. LE DISPOSITIF D'EXPLORATION COMPORTE UN DISPOSITIF DE DETECTION DE SIGNAUX SISMIQUES QUI PRODUIT DES TRACES SISMIQUES, UN DISPOSITIF 22, 23, 24, 26, 28 QUI ENREGISTRE CES TRACES, ET UNE UNITE DE CONTROLE DU FONCTIONNEMENT DES DISPOSITIFS DE DETECTION ET D'ENREGISTREMENT. L'UNITE DE CONTROLE COMPORTE UN DISPOSITIF D'AFFICHAGE 32, PAR EXEMPLE DU TYPE A STYLET 36 D'IMPRESSION PAR POINTS, ET UNE UNITE CENTRALE DE TRAITEMENT 30 QUI APPLIQUE SIMULTANEMENT PLUSIEURS TRACES SISMIQUES AU DISPOSITIF D'AFFICHAGE AFIN DE PRODUIRE UN AFFICHAGE DE TRACES EN CHEVAUCHEMENT, CECI RENDANT PLUS VISIBLE LA PRESENCE D'ERREURS DANS LES DONNEES AFFICHEES.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'explo-

ration sismique sous-marine et, plus particulièrement, elle concerne un semblable dispositif doté d'une unité de contrôle qui produit une

indication en temps réel des données mémorisées sur une bande magné-

tique ainsi que le procédé de fonctionnement qui lui est associé. Pour l'exploration sismique, on fait se propager une onde acoustique à travers la terre, et celle-ci se réfléchit aux interfaces existant entre les diverses couches souterraines. Le temps nécessaire pour que l'onde réfléchie revienne à sa source, ou à un géophone placé à proximité, permet d'obtenir la profondeur à laquelle l'onde est arrivée avant d'être réfléchie et peut donc être utilisé pour produire une indication sur la structure souterraine. Si on effectue un certain nombre de mesures en parallèle, on peut dresser une carte de la structure souterraine. Des techniques identiques peuvent être utilisées sur terre, ou bien en mer, selon l'endroit

o l'exploration va être effectuée.

Fréquemment, l'exploration sismique sous-marine implique l'utilisation d'un navire d'exploration spécialement conçu qui produit des impulsions acoustiques à partir de sources, telles que des canons

à air comprimé, qui sont remorquées par le navire. Les ondes acous-

tiques produites par les sources traversent la mer et le lit de la mer pour être partiellement réfléchies aux interfaces existant entre couches de densités différentes. Une importante fraction de l'onde

est réfléchie au niveau du fond de la mer, tandis que d'autres frac-

tions sont réfléchies au niveau de la première interface, entre une couche d'un premier type et une couche d'un deuxième type, toutes deux situées sous la mer, et ainsi de suite, jusqu'à dissipation de l'onde. Derrière le navire, se trouve donc un long câble doté d'un

grand nombre de détecteurs d'énergie acoustique, tels que des hydro-

phones piézo-électrique. Ces détecteurs sont eux-mêmes connectés à un circuit permettant la transformation des formes d'onde analogiques (c'està-dire des traces) produites par les détecteurs en des données numériques adaptées au traitement par calculateur, le but final étant

de produire une image du fond sous-marin.

On facilite l'interprétation des données en augmentant le nombre de celles dont on dispose. A cet effet, plusieurs procédés utilisant des nombres croissants de détecteurs et de dispositifs d'enregistrement ont été proposés. Toutefois, ces procédés amènent avec eux leurs propres difficultés, puisqu'un nombre plus grand de

données doit être traité, les quantités considérées étant prodigieuses.

Divers procédés permettant de traiter les données à bord du navire

et de les mettre sous une forme appropriée à la poursuite du traite-

ment à terre ont été proposés. On trouvera des exemples de ces procédés dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 4 016 531, 4 084 151. Un procédé amélioré est décrit dans la demande de brevet français n0 déposée ce jour par la demanderesse sous le

titre 'Dispositif d'exploration sismique".

Dans le procédé décrit par la demande françeaise citée ci-dessus, on échantillonne la forme d'onde acoustique que représente chaque trace toutes les 4 ms et on utilise le résultat pour produire une représentation numérique de son amplitude instantanée. Les mots de données numériques ainsi produits sont donc créés dans l'ordre des instants d'échantillonnage; ainsi, ils sont en série par rapport à l'instant de détection. En ce qui concerne le calcul final, il est utile d'effectuer le traitement de ces données alors qu'elles sont

en série par rapport à la trace; ainsi, il est souhaitable de mémo-

riser en premier sur la bande magnétique toutes les données issues d'une trace considérée, puis toutes les données issues d'une deuxième trace, et ainsi de suite. C'est pourquoi, on prévoit à bord du navire lui-même des moyens de traitement permettant de réorganiser ces données

suivant une deuxième présentation, ou format, à savoir la pré-

sentation de traitement dans laquelle elles doivent être présentées

à un calculateur d'un centre de calcul terrestre.

Il est souhaitable que le fonctionnement de ces dis-

positifs de réorganisation de données, ainsi que celui des unités

d'interface et d'autres unités de traitement de données, soit con-

trôlé en temps réel, c'est-à-dire pendant que la réorganisation des

données s'effectue.

En raison de la grande quantité de données créées par le processus, il est souhaitable de faciliter une interprétation visuelle des données soumises au contrôle. Par exemple, les traces des formes d'onde analogiques produites au niveau des géophones apparaissent comme des ondes de type sinusoïdal, bien qu'il ne s'agisse naturellement pas de sinusoïdes parfaites. Si on reproduit une grande quantité de ces formes d'onde sur une unique feuille de papier à l'aide d'un traceur de courbe de contrôle, celles-ci tendent à être plutôt petites et faiblement distingables les unes des autres, dans la mesure o un très grand nombre de données a été imprimé et affiché sur une seule feuille de papier. Il a donc été découvert par la demanderesse qu'en faisant se chevaucher partiellement des traces successives et en remplissant la partie positive de la forme d'onde tracée, on rendait les données beaucoup plus lisibles, de sorte qu'il

était beaucoup plus facile de détecter les erreurs. Une telle situa-

tion est très avantageuse dans le cas o les données sont visualisées sur l'écran d'un tube à rayons cathodiques, tel que télévision ou

oscilloscope, au lieu que ce soit sur une feuille de papier.

La demanderesse a conçu un moyen de contrôle en temps réel destiné à être appliqué au stockage de données sismiques, ce moyen permettant d'identifier des défauts survenus dans le stockage

des données.

Le moyen de contrôle peut comporter un dispositif d'affichage qui renforce la visualisation de manière à faciliter une compréhension efficace de l'affichage par un opérateur et qui souligne la présence d'erreurs dans les données. Il est possible de rendre le calculateur choisi pour la préparation de l'affichage compatible avec les calculateurs utilisés pour les fonctions de contrôle, de sorte que

le premier calculateur peut servir de calculateur de secours.

Selon l'invention, l'unité de contrôle visualise des représentations analogiques des données sismiques numériques au moyen de traces sismiques adjacentes se chevauchant partiellement de façon que la présence d'une erreur soit soulignée. Le dispositif d'affichage de contrôle est commandé par un calculateur qui peut être d'un type identique à celui des calculateurs utilisés dans le dispositif de

stockage de données sismiques pour d'autres raisons que celle de ser-

vir de calculateur de secours. On améliore ce dispositif en incorpo-

rant dans le dispositif de commande de mémorisation sur bande magné-

tique un circuit assurant une lecture juste après l'écriture, si bien que des données placées sur la bande puissent être lues sur la bande

immédiatement après et utilisées pour cormmander l'unité de contrôle.-

De cette manière, l'unité de ontrôle fonctionne en fait en temps réel et opère sur les données qui se trouvent sur la bande; ainsi, toute erreur affichée sur l'unité de contrôle en temps réel concerne une erreur faite dans l'enregistrement actuel des données sur la bande magnétique.

La description suivante, conçue à titre d'illustration

de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 représente une vue d'ensemble du dispositif d'exploration sismique, comprenant le navire et une bande remorquée portant des géophones, la figure 2 est un schéma de principe du dispositif de détection et d'enregistrement de données sismiques selon l'invention, la figure 3 montre la présentation multiplexe dans laquelle les données sont initialement créées la figure 4 montre la présentation orientée par canaux dans laquelle les données sont réarrangées par les calculateurs placés à bord du navire, en vue de permettre un traitement plus économique ultérieurement les figures5A, 5B et 5C présentent des procédés de mise en forme d'une mémoire d'image complète permettant l'impression de données sur une unité de contrôle en temps réel

les figures 6A et 6B présentent d'autres procédés d'or-

ganisation de cette mémoire en vue de l'impression de données numéri-

ques correspondant à des données sismiques d'entrée selon l'invention; la figure 7 représente l'image réellement affichée au moyen d'un mode de réalisation de l'invention; et la figure 8 est un organigramme de l'unité centrale de

traitement de contrôle.

Sur la figure 1, est présentée une vue d'ensemble d'un dispositif de détection et d'enregistrement de données sismiques selon l'invention. Ce dispositif comprend un navire d'exploration 10 doté d'un certain nombre de canons 12 à air comprimé (par exemple 40 dans un mode de réalisation préféré), que l'on charge sous une pression élevée d'air comprimé afin de relâcher rapidement celui-ci dans la mer en produisant une onde acoustique. Les ondes réfléchies sont détectées par plusieurs hydrophones 16 portés par un câble 14 remorqué par le navire.

Le signal de tension analogique produit par les détec-

teurs 16 est transporté via le câble 14 à un équipement 18 de calcul et de mémorisation se trouvant dans le navire 10. Dans le même temps, des informationsde navigation en provenance de stations radio basées à terre et de satellites sont reçues par une antenne 20 et sont égale- ment mémorisées dans l'équipement 18 de calcul d'enregistrement de données. Ces informations, ainsi que d'autres informations servant à identifier les paramètres dans lesquels des données sismiques ont été

recueillies, sont utilisées pour produire une en-tête destinée à for-

mer le début de chaque enregistrement de données sismiques sur une bande; l'en-tête peut en fait être imprimée sur l'unité de contrôle

afin d'aider à l'identification de la source des erreurs ou d'expli-

citer les conditions dans lesquelles les données ont été prélevées.

Le processus de création de ces en-têtes est décrit plus complètement dans la demande de brevet français né déposée ce jour par

la demanderesse sous le titre "Dispositif d'exploration sous-marine".

La figure 2 est un schéma de principe du dispositif de traitement et de mémorisation de données. Les signaux sismiques des

géophones 16 de la figure 1 sont transmis à un circuit analogique 22.

Ce circuit peut comprendre divers moyens bien connus de traitement de signaux analogiques; par exemple, une adaptation d'impédance des

signaux en provenance de divers emplacements le long de la bande remor-

quée 14 est généralement effectuée, ainsi qu'un filtrage et une ampli-

fication. Les signaux sont alors mis sous forme numérique dans un con-

vertisseur analogique-numérique 23. Dans le mode de réalisation préféré, chacun des signaux sismiques entrant est échantillonné à des intervalles de temps réguliers, auxquels J'amplitude instantanée du signal est transformée en sa représentation numérique. Ainsi, on produit une série d'échantillons numériques correspondant chacun à l'amplitude instantanée d'un signal différent. Les échantillons numériques ainsi produits sont des signaux multiplexes, au sens o ils proviennent de plusieurs sources et ils sont en série par rapport à l'instant de détection. Comme cela a été discuté ci-dessus, il est souhaitable, pour des raisons d'efficacité de traitement, que les signaux numériques présentés aux calculateurs d'un centre terrestre soient en série par rapport à la trace, c'est-à-dire que les représentations numériques des échantillons instantanés de tension d'un hydrophone donné soient toutes rassemblées. C'est pourquoi on met les données sous forme sérielle par

rapport à la trace, plutôt que sous forme sérielle par rapport à l'ins-

tant de détection. Dans ce but, des signaux numériques sont en alter-

nances respectives choisis par l'une de deux unités centrales de trai-

tement 26, ou plus de deux. Dans un mode de réalisation préféré, l'une des unités centrales de traitement 26 constitue un calculateur prin- cipal, l'autre ou les autres lui étant asservis; ainsi, les unités centrales de traitement 26 peuvent être sensiblement identiques et être toutes commandées par la même information de programmation placée dans des mémoires appropriées de chaque calculateur. De cette manière,

il devient possible d'augmenter la taille du dispositif afin de pou-

voir manipuler un plus grand nombre de données. Cet agencement pré-

sente des avantages supplémentaires qui seront expliqués en détail ciaprès. Des unités centrales de traitement 26, les données passent ensuite dans des dispositifs 28 de mémorisation sur bandes magnétiques dans lesquelles les données sont mémorisées de façon permanente sur des bobines de bandes magnétiques, pour se trouver alors prêtes aux

calculs et aux analyses qui devront être effectués à l'aide d'un cal-

culateur d'un centre terrestre.

Des unités 28 de mémorisation sur bande magnétique,

les signaux sont ensuite envoyés, via un circuit commandant une lec-

ture juste après l'écriture, à une unité centrale de traitement de contr5le 30 o est effectué l'affichage de contrôle. Les instructions d'affichage sont ensuite envoyées à une unité d'affichage 32, qui peut

être un dispositif classique d'enregistrement électrostatique de dia-

gramme inscrivant des signes sur une feuille de papier 34 à l'aide

d'un stylet 36 (impression par points) en fonction des données numé-

riques mémorisées sur les bandes magnétiques 28. Entre le convertis-

seur analogique-numérique 23 et les unités centrales 26 se trouve

une unité d'échange de données 24.

Dans une réalisation pré-"érue, l'unité centrale de contrôle 30 (o la forme des données numériques mémorisées sur les bandes 28 est adaptée à l'affichage par l'unité d'affichage 32) est du même type que les deux unités centrales de traitement 26 servant à mettre les données dans la forme propre à la mémorisation sur bandes, de sorte que, en cas de panne d'une des unités 26j l'unité de contrôle peut être soustraite à sa première tâche et remplacer l'unité 26 défaillante. De plus, si les trois unités sont identiques, elles parlent la même langue" et le. opérations d'interface en sont moins complexes. Dans une réalisation préférée, les unités centrales et

l'unité de contrôle sont des modules "980B" (de Texas Insutrments).

L'élément 32, qui est décrit sur la figure 2 comme étant un dispositif d'enregistrement de diagramme de contrôle, peut être en fait n'importe quel dispositif de sortie, comme une impri- mante ou un tube à rayons cathodiques. Dans un mode de réalisation préféré, on utilise une imprimante électrostatique qui est le modèle "D2030/A" de la Société Versatec. Ce dispositif produit des signes sur une feuille de papier en appliquant des charges électriques aux endroits voulus et en faisant passer la feuille de papier dans une encre conductrice contenant des particules de carbone dans un solvant. L'encre est attirée par les aires chargées,

puis le solvant s'évapore, laissant le carbone sur le papier. L'avan-

tage de ce type d'imprimante est que les électrodes qui appliquent la tension au papier peuvent être très rapprochées, ce qui permet une très bonne définition. L'imprimante considérée peut imprimer points par centimètre dans des directions perpendiculaires, ce qui donne une impression très fine. Ceci est utile dans le mode

de réalisation considéré, puisque, confme cela a été discuté ci-

dessus, une importante quantité de données peuvent être représentées à l'aide du moyen de contrCle. Dans un tir sismique ordinaire, 208 traces sont chacune échantillonnées 250 fois par seconde pendant environ 6 s, ce qui produit 1500 mots de données numériques par trace, soit 312 000 mots de données par tir. Chacun de ces mots de données peut être représenté sur le diagramme indiqué ci-dessus sous forme d'un point, ce qui permet une représentation graphique complète de toutes les données numériques recueillies pendant le tir sismique. Plus spécialement, pendant que le papier 34 passe sous le stylet 36, des points sont imprimés en un certain nombre de

rangées correspondant au nombre total d'échantillons de chaque trace.

Par exemple, pour un tir de 6 s, chaque trace est échantillonnée 1500 fois de sorte que 1500 points sont produits à chaque ligne formée sur le papier 34 par le stylet 36. Le centre de déplacement

du papier, qui est indiqué sur la figure 2 par une flèche, corres-

pond à la position des traces le long de la bande remorquée 14 de détecteurs, si bien que le signal correspondant à la trace la plus éloignée du navire 10 s'imprime en premier, puis la trace la plus

rapprochée suivante et ainsi Je suite.

Bien qu'elles ne soient pas représentées dans le dispositif de la figure 2, des moyens supplémentaires peuvent Ätre employés, qui sont plus complètement décrits dans la demande de brevet français n déposée ce jour par la demanderesse sous le titre "Dispositif d'exploration sismique". Le dispositif

comporte également des disques magnétiques destinés à la mémori-

sation temporaire des données en vue du traitement en temps réel ainsi, plusieurs unités de disques magnétiques sont connectées, an moyen d'un commutateur de transfert à plusieurs disques, aux unités

centrales de traitement 26 et 30 de l'invention. Ces disques- magné-

tiques sont utilisés pour la mémorisation temporaire des données par toutes les unités centrales de traitement. La mémorisation a long terme des données est effectuée sur les bandes magnétiques

des unités 28 de commande de bande magnétique.

La figure 3 représente un enregistrement numérique suivant la présentation dans laquelle les données sont fournies à l'unité 24 d'échange de données. La partie appelée "premier tir sismique" se divise en un certain nombre d'échantillons allant de 1 à M. Dans le cas o chaque trace est échantillonnée 250 fois par seconde pendant 6 s. M est égal à 1500. Les canaux vont de 1 à à N; dans le mode de réalisation préféré o 208 traces sont associées auxdétecteurs de la bande remorquée, N est égal à 208. Les rangées

de X verticaux de la figure 1 représentent chacune un mot numé-

rique, ou la représentation numérique d'une unique mesure instan-

tanée de l'amplitude d'un signal analogique relatif à une trace.

Ces mots numériques sont organisés de façon sérielle par rapport

à l'instant de détection, mais les calculateurs des centres ter-

restres qui effectuent l'analyse finale des données sismiques peuvent fonctionner plus efficacement si on leur présente des données organisées de manière que toutes les données recueillies

par un hydrophone donné (c'est-à-dire une trace) leur soient four-

nies en même temps. Ainsi, les unités centrales de traitement 26 sont destinées à réorganiser les données à présentation multiplexe> c'est-àdire en série par rapport à l'instant de la détection comme le montre la figure 3, suivant une présentation orientée par canaux,

c'est-à-dire en série par rapport à la trace, comme cela est re-

présenté sur la figure 4.

Sur les figures 3 et 4, les données sont precédées par une en-tête que l'on obtient en combinant les informations spatiales et temporelles de l'indication qui sont associées au

tir suivant une présentation prédéterminée permettant l'identifi-

cation de chaque enregistrement sur la bande magnétique qui le porte. Ces informations d'en-tête sont réunies dans une unité 24 d'échange de données qui est décrite plus complètement dans la demande de brevet français n0 déposée ce jour par la demanderesse sous le titre "Dispositif d'exploration sismique", avec tous les détails souhaitables sur la réorganisation des données

à laquelle il est fait allusion ci-dessus. Les informations d'en-

tête sont alors intégrées à l'enregistrement sur la bande magnétique

et peuvent être imprimées sur le moyen de contrôle 32.

Les enregistrements numériques sont finalement mémo-

risés sur une bande magnétique dans des unités 28 de transport de bande magnétique suivant la présentation orientée par canaux que montre la figure 4. Si le moyen de contrôle en temps réel est destiné à travailler sur ces données, de manière à afficher une représentation analogique des données numériques stockées sur la bande magnétique, il serait plus simple d'utiliser ces données dans l'ordre o celles-ci sont présentées, à savoir en série par rapport à la trace, au lieu de les réorganiser suivant un format multiplexe

tel que celui de la figure 3. Toutefois, le dispositif de l'inven-

tion peut être appliqué aux deux modes de présentation de données,

comme cela sera explique ci-après de façon plus détaillée.

La demanderesse a découvert que l'on pouvait améliorer la clarté de présentation de données graphiques en faisant d'abord se chevaucher les traces séquentielles de manière qu'elles soient matériellement plus proches les unes des autres sur un support d'utilisation, et, en deuxième lieu, en remplissant les parties positives ou les parties négatives des formes d'onde sensiblement

sinusoïdales, de manière à mettre en évidence cette moitié de l'onde.

Les figures 5A à 5C permettent d'expliquer ces distinctions. Sur la figure 5A, sont représentées deux formes d'onde sensiblement identiques qui ne se chevauchent pas et qui ne comportent aucun remplissage. Il n'est pas facile de comparer ces deux formes d'onde pour déterminer d'un seul coup d'oeil en quoi elles diffèrent. Il est même encore plus difficile de déterminer ces différences lorsque les ondes présentent une dimension d'ensemble beaucoup plus petite, comme c'est le cas dans le dispositif de contrôle de l'invention, o les ondes se prolongent sur un moyen d'affichage beaucoup plus large et o les points constituant la forme d'onde sont beaucoup plus rapprochés les uns des autres. La figure 5B montre des formes d'onde se chevauchant. Par l'adjonction de ce moyen, il devient beaucoup plus facile de comparer les ondes, et on peut voir qu'elles sont en fait presque identiques sur la figure 5B. Enfin, sur la figure 50, les ondes sont présentées en chevauchement, bien qu'elles ne se chevauchent pas autant que sur la figure 5B, et les formes d'onde sont en outre, dans leurs moitiés positives, remplies à l'aide de points supplémentaires. Il est beaucoup plus facile de comparer ces ondes entre elles que les ondes présentées sur la figure 5A, ceci constituant en outre une amélioration par rapport à la présentation

des ondes sur la figure 5B.

Il existe un certain nombre de manières différentes

de produire des visualisations graphiques à partir de données numé-

riques contenues dans la mémoire d'un système calculateur. Le pro-

cédé qui est peut-être le plus couramment utilisé est celui dans lequel un tableau est préparé qui correspond à la longueur, ou bien à la largeur, ou bien à la fois à la longueur et à la largeur, de la visualisation voulue. On remplit ensuite le tableau, cellule par cellule, au moyen d'instructions d'impression correspondant aux données à visualiser graphiquement. On applique ensuite, ligne après ligne, le tableau à une imprimante ou à un tube à rayons cathodiques, ou bien à n'importe quel autre dispositif d'affichage. Il est clair qu'il faut effectuer certaines opérations avant de remplir le tableau au moyen d'instructions d'affichage, comme par exemple une mise à l'échelle des données visant à ce que les amplitudes des points à mémoriser dans le tableau ne dépassent pas l'amplitude maximale de celui-ci. De plus, on comprendra que le tableau peut être constitué d'une seule rangée d'emplacements de mémorisation, ou bien peut former un tableau de N lignes et M colonnes dont la

taille est égale à celle de toute la surface de l'affichage. Nlaturel-

lement, dans le premier cas, le traitement sera fait ligne après ligne, et les instructions d'affichage seront inserées dans le

tableau de façon correspondante. Dans le deuxième cas, il sera ordi-

nairement plus simple de remplir tout le tableau au moyen de toutes les instructions d'affichage avant d'imprimer quoi que ce soit sur

le dispositif d'affichage.

L'unité de contrôle de l'invention utilise, selon un mode de réalisation pref5ré, un schéma hybride dans lequel une partie seulement des données sont traitées an vue de la création d'instructions d'affichage à un instant donne, ces instructions d'affichage étant ensuite mises en oeuvre, et l'affichage total

étant ensuite partiellement produit avant que l'on passe au trai-

teament du groupe suivant de données. En particulier, le tableau n'est pas limité selon une dimension; ceci signifie que l'on affiche une première trace ou plusieurs traces graphiquement, après quoi on place dans le processeur un nouvel enregistrement de données, ou plusieurs enregistrements, correspondant à une ou plusieurs traces, et on les utilise pour produire d'autres instructions

de données, après quoi l'impression est effectuée, et ainsi de suite.

Dans un mode de réalisation préféré, la largeur du tableau est égale au nombre ioi-al d'échantillons pris pour chaque àface, à savoir ordinairinient de 1500 à 2Q00 échantillons par tir, et sa hauteur est suffisante pour permettre de représenter graphiquemett jusqu'à 3 traces en chevauchement, ceci pouvant nécessiter que le tableau comporte ec. hcuteur, jusqu'à environ 200 cellules de mimoris.tion d'instructions d'affichage. De cette manière, selon l'amplitude maximale des traces, il est possible de traiter simultanément dans le tableau des instructions d'affichage correspondant à 5 traces de manière à permettre un chevauchement des traces et uneimpression simultanée de plusieurs traces. Ainsi, les traces peuvent Etre

imprimées de manière qu'elles se chevauchent.

La nise à l'échelle qui doit être appliquée aux

données dépend de l'amplitude =ximale choisie pour la représenta-

tion graphique des données. Sur les figures 5A à 5C, différents facteurs de mise à l'échelle apparaissent. Par exemple, sur la figure 5A, l'amplitude maximale dans le sens positif et le sens n'gatif de la trace est égale a 5, d_ sorte qu'un nombre total de It cellules dans le sens vertical est nécessaire pour contenir les instructions d'impression, à savoir 5 cellules pour la partie

positive, 5 cellules pour la partie négative et 1 cellule pour zéro.

Sur la figure 5B, 9 cellules sont nécessaires par trace, à savoir 4 pour la partie positive, 4 pour la partie négative et 1 pour zéro, tandis que, sur la figure 5C, 15 cellules sont nécessaires, à savoir 7 pour la partie positive, 7 pour la partie négative et 1 pour zéro. On peut ramener le nombre des cellules à une valeur paire en supprimant la position zéro.Dans le mode de réalisation préféré, l'opérateur de l'unité de contrôle selon l'invention a la possibilité de choisir l'amplitude maximale entre 5 et 31. Ainsi, chaque trace peut occuper de 11 à 63 cellules dans la direction verticale. La mise à l'échelle des données s'effectue par conséquent de manière que la tension analogique maximale produite par une trace

corresponde à une amplitude d'affichage maxiaile choisie.

Sur la base de ce qui vient d'être énoncé on com-

prendra comment, de façon g4nérale, un graphe correspondant à la

figure 5A peut être reproduit. Chaque pVint de données est multi-

plié par un facteur de mise à l'échelle et transformé en un nombre

entier, de manière à produire une représentation entièrerent chif-

frée de l'amplitude de la donnée en un point donné. L'instruction

d'affichage correspondant à ce point est ensuite placée dans la cel-

lule appropriée du tableau, puis le point Ie données suivant est traité. Si l'imprimante est conçue de manière que le papier se déplace par rapport à l'imprimante dans le sens vertical de la

figure 5A, toute la trace doit d'abord être transformée ea instruc-

tions de données et mémorisée dans le tableau avant que l'impression ne commence. On peut ensuite effectuer l'impression ligne apres ligne, quel que soit le grand nombre de lignes nécessaire pour visualiser tous les points du tableau; ensuite, on traite la trace

suivante d'une manière identique.

L'amélioration apportée par l'invention inclut le fait que, au lieu de calculer le facteur de mise à l'échelle pour l'appliquer à toute une trace, de remplir le tableau d'instructions d'affichage correspondantes, et de faire agir le moyen d'affichage en correspondance avec ces instructions, on calcule des traces sucessives et on produit des instructions d'affichage en réponse

aux traces calculées avant de faire imprimer la première trace.

Ainsi, sur la figure 5B, il est prévu un chevauchement entre la première et la deuxième trace. Il est clair que, pour réaliser ce chevauchement, l'imprimante doit être mise en oeuvre en fonction des instructions d'affichage qui sont produites au moyen des données de plusieurs traces simultanément; il est souhaitable que la quantité retenue pour le chevauchement soit laissée au choix de l'opérateur. Sur la figure 5B, il est utilisé un chevauchement

d'une demi-onde; ainsi, la mise à l'échelle et la valeur de chevau-

chement sont choisies de telle manière que l'amplitude maximale de la deuxième trace apparaisse à un niveau qui corresponde au point zéro de la première trace. On peut utiliser un chiffre entier P pour indiquer la quantité de chevauchement; par exemple, pour un chevauchement d'une demionde, P sera égal à 2; si le chevauchement est égal à 1/3, P est égal à 3. Le nombre de rangées du tableau nécessaires pour réaliser un tel chevauchement est égal au nombre total de rangées N moins 1 (1 correspondant au point zéro) divisé par P et arrondi à l'entier le plus proche. Ainsi, par exemple, si N est égal à 29 et que l'on souhaite un chevauchement d'un tiers d'onde, N moins 1, divisé par P et arrondi donne une valeur de neuf pour les rangées (soit (29-1)/3). Le fonctionnement de l'unité de

contrôle en temps réel est alors plus clair. Pour commencer l'affi-

chage d'un tir donné, on introduit le nombre de traces qui est éventuellement d emand é par les paramètres voulus; ainsi, si la mise à l'échelle et le chevauchement choisis sont tels que jusqu'à cinq traces peuvent se chevaucher (soit P=5), on traite cinq traces à la fois pour commencer l'affichage. Un chevauchement aussi important peut être utilisé lorsqu'un taux de bruit considérable

est présent dans le signal, quoique, le plus couramment, l'ampli-

tude des signaux réfléchs de façon naturelle est plus élevée que celle du bruit; dans un tel cas, il peut être souhaitable d'avoir un chevauchement de traces de grande amplitude concernant jusqu'à quatre

ou cinq traces précédentes et suivantes afin de rendre plus claire-

ment visible la distinction entre le bruit et le signal. Puisque les ondes réfléchies sont en sombre limité, un semblable chevauchement de grande amplitude ne rend pas l'affichage illisible. Ainsi,

un nombre correspondant de traces sera introduit dans le calcula-

teur de contrôle 30 (voir figure 2) pour qu'elles soient mises à l'échelle de façon correspondante. Le tableau sera rempli au moyen des traces mises à l'échelle, et, dès qu'un nombre de rangées du tableau aura été rempli en correspondance avec l'amplitude maximale possible de la mise à l'échelle, l'impression de l'affichage pourra commencer. Ordinairement, on imprime un nombre de rangées qui correspond au nombre de rangées entre traces successives, après

quoi on introduit dans le calculateur de contrôle 30 la trace sui-

vante, que, l'on traite de la même manière. Ainsi, le tableau peut être considéré comme un tableau du type à comptage régressif dans lequel le nombre de tangées qui correspond à la distance entre les lignes zéro de traces successives est d'abord imprimé, les traces

suivantes étant ensuite ramenées à un nombre égal de rangées per-

mettant de remplir le tableau, ce qui a pour effet de vider un

nombre égal de rangées au bas du tableau pour l'insertion de don-

nées correspondant à une nouvelle trace. Ce processus se répète jusqu'à ce que les dernières traces aient été atteintes, après quoi

le tableau se déplace progressivement vers le haut sans introduc-

tion de nouvelles données à son bord inférieur.

Ce qui vient d'être énoncé est sensiblement la descrip-

tion d'un tableau d'image complète du type qui pourrait être utilisé pour commander un tube à rayons cathodiques, un écran de télévision, etc., en plus d'une imprimante destinée à produire un document imprimé. Plus précisément, les instructions d'affichage pourraient correspondre soit à un moyen électronique permettant de produire une image sur un écran, soit à des instructions permettant d'exciter

une électrode, en produisant ainsi un signe sur un papier électro-

statique. D'autres moyens de reproduction peuvent naturellement

être utilisés de manière identique.

En relation avec la figure 5C, est présenté un autre mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel les moitiés positives de traces successives ont été remplies de points. La demanderesse a découvert que ceci rendait l'affichage beaucoup plus facile à interpréter. De façon évidente, lorsque des traces formées d'une série de points sur une feuille de papier sont produites, l'oeil a tendance à ne pas voir ces points comme formant des traces, mais, au contraire, comme des points sans relation entre eux. En remplissant la moitié positive (ou inversement la moitié négative) des données, on fait en sorte que la facilité à déceler des données

porteuses d'erreurs de l'appareil d'enregistrement soit plus grande.

Dans une réalisation préférée, les traces sont remplies entre la première rangée située au-dessus de la rangée de valeur zéro, c'est-à-dire entre la rangée (N + 1)12, et la valeur maximale atteinte par les données dans chaque colonne. Ainsi, sur la figure 5C, o N = 15, la rangée de valeur zéro est le numéro (N + 1)/2, soit 8, si bien que le remplissage s'effectue entre la rangée 9 et la valeur maximale atteinte dans chaque colonne,

lorsque cette valeur est positive.

Le dispositif de mémorisation de données sismiques utilisant l'unité de contrôle de l'invention détecte initialement

et mémorise temporairement des données suivant un mode de présen-

tation multiplexe en série par rapport à l'instant de détection, comme la montre la figure 3, puis le dispositif de néLikorisation place ultérieurement ces données dans une présentation finale, plus adaptée à la mémorisation sur les dispositifs de coinmande de

bandes magnétiques et, ultérieurement, au traitement sur un ordi-

nateur d'un centre de calcul terrestre, cette présentation étant une présentation orientée par canaux qui est en série par rapport à la trace et qui est montrée sur la figure 4. Naturellement, il est souhaitable quel'unité de contrgle en temps rdel soit placée le plus

en aval possible dans le dispositif de traitement de données se trou-

vant à bord du navire, puisque, de cette manière, la plus grande

partie possible de l'équipement du navire est soumise à la sur-

veillance. Toutefois, dans certains cas, il peut être souhaitable de contrôler le traitement des données un peu avant que celles-ci aient été mises dans la présentation orientée par canaux de la figure 4. Ceci nécessite donc de prévoir un affichage des données alors qu'elles se trouvent dans la présentation multiplexe& Dans ce cas, il sera encore utile de produire des traces en chevauchement et des traces remplies, telles que décrites en relation avec les

figures 5B et 5C.

Comme cela a été décrit ci-dessus, la production d'un affichage visuel de données numériques implique généralement le remplissage d'un tableau au moyen d'instructions d'affichages

Le tableau peut être à dimensions fixes, ou être illimité. Iinven-

tion propose un tableau qui est du type "tournant". Les instznc-

tions d'affichage y sont mémorisées et traitées en blocs cDrrespon-

dant à l'écartement existant entre traces en chevauchement succes-

sives. Si le tableau se caractérise par N rangées (en hautenur) et

M colonnes (en largeur), MI correspond au nombre total d'échantil-

Ions prélevés pour chaque trace, tandis que N correspond au nonibre

total de traces échantillonnées, que multiplie un facteur présélec-

tionné correspondant à l'amplitude maximale autorisée, d'après lequel toutes les données sont mises à l'échelle de manière A s'ajuster à la place disponible sur l'affichage. Sur la figure 6A, est présenté un schéma d'affichage de données qui peut se révéler utile en relation avec des données dont la présentation correspond à la présentation en série par rapport à l'instant de détection de la figure 3. Dans ce cas, les valeurs instantanées de toutes les traces sont imprimées simultanément, comme cela est aisément réalisable avec les données mémorisées suivant la présentation de la figure 3. Puisque aucun chevauchement de la gauche vers la droite n'est nécessaire, il suffit de traiter un seul échantillon à la fois. Ainsi, la seule opération à effectuer est de mettre D l'échelle les points de données distincts en fonction des facteurs prédéterminés de mise à l'échelle qui ont été choisis par l'opéra teur au moment de la sélection de l'intervalle entre les traces, puis de placer les instructions d'affichage dans une matrice qui peut n'avoir qu'une colonne de largeur. Il faut que la hauteur de la colonne du tableau soit égale à N que multiplie l'intervalle

entre traces voulu, plus deux fois l'amplitude maximale choisie.

L'amplitude de chevauchement choisie est une fonction de l'inter-

valle entre traces et de l'amplitude maximale autorisée par le facteur de mise à l'échelle choisi. Ainsi, par exemple, si l'on souhaite permettre un chevauchement pouvant concerner jusqu'à quatre traces, et si les traces sont écartées de cinq lignes l'une de l'autre, l'amplitude maximale autorisée sera de quatre que multiplie cinq, soit vingt lignes, le facteur de mise à l'échelle

étant choisi en correspondance avec cette valeur.

La figure 6B montre la représentation correspondante de la matrice et ses dimensions lorsque l'on souhaite contrôler l'enregistrement de données dans le format orienté par canaux de la figure 4, qui a été discuté cidessus en relation avec les figures 5A à 5C. Ainsi, M, qui est la largeur du tableau, est choisi égal au nombre total d'échantillons prélevés dans un tir donné, tandis que N doit être égal à un nombre suffisamment élevé pour permettre d'atteindre L'amplitude maximale pour chaque trace à un instant donné. Ainsi, si l'amplitude maximale admissible pour la trace visualisée est égale à vingt unités et si les traces doivent être écartées d'intervalles de cinq unités, quatre traces à la fois devront être traitées de façon que l'affichage puisse être produit à raison d'une ligne à la fois. Le fait que N, qui est égal, dans l'exemple de la figure 6A, au nombre nombre total de traces visualisées, alors que M vaut seulement une unité, ne

corresponde pas à une égalité de M avec le nombre total d'échantil-

lons, alors que N est égal à plus d'une unité sur la figure 6B, est dû à ce qu'un chevauchement n'est réalisé seulement que suivant la verticale, c'est-à-dire la direction de N, sur la figure 6B, alors que, sur la figure 6A, en ce qui concerne l'imprimante, il n'y a pas de chevauchement; ainsi, toutes les traces sont traitées à la fois, à raison d'un échantillon à la fois, indépendamment

du fait qu'elles se chevauchent ou non.

Un enregistrement final réel selon l'invention est reproduit sur la figure 7. Les données qu'il contient ont subi

un chevauchement et un remplissage selon l'invention. L'améliora-

tion de la lisibilité apparaît clairement sur la figure 7. On note que les indications écrites portées sur cette figure ne sont pas

des explications: elles ont été produites en même temps que l'enre-

gistrement et ne subsistent sur la figure qu'à titre purement documentaire. La figure 8 est un diagramme du procédé de l'invention et pourrait être utilisé pour programmer un calculateur numérique de manière qu'il produise des instructions d'impression en correspondance

avec un affichage tel que cel-é présenté sur la figure 7.

Cet organigramme est désigné par le titre "relevé d'une trace". Il commence par un test: s'agit-il de la "première

trace de l'enregistrement Y'. En cas de réponse positive, l'opéra-

tion consistant à "introduire les paramètres du programme de relevé graphique" d'une trace est effectuée, après quoi le processus correspondant à une réponse négative au test reprend. Ce processus implique d"'introduirc: la tabl3 d'adresse du tampon d'image complTte"

dans les mémoires du processeur, puis de "prendre l'échantillon sui-

vant du disque tampon", puis d"'appliquer le gain, la mise à l'échelle du relevé". L'opération suivante est un test qui demande: est-il nécessaire de faire une "utilisation de la commande de gain.". Une réponse positive amène un détour visant à "régler le multiplicateur

de gain si nécessaire", après quoi la voie directe (réponse néga-

tive au test précédent) reprend. Il est alors demandé au processeur de "prendre l'adresse du tampon d'image complète dans la table sur la base de la valeur de l'échantillon mis à l'échelle", puis de "mémoriser le bit du Lampon d'image complète correspondant à la position (temps) de l'échantillon". Alors est effectué un troisième

test qui pose la question: y-a-t-il lieu de procéder à un "remplis-

sage sur le relevé À'". Une réponse positive entraîne une nouvelle question: "l'échantillon est-il positif {.". Si oui, il faut "réduire de 1 la valeur de l'échantillon mis à l'échelle", puis se rebrancher à la sortie négative du deuxième test (utilisation de la commande de

gain '); si non, il faut se rebrancher directement à la sortie néga-

tive du troisième test (remplissage sur le relevé.). La réponse négative à ce troisième test entraîne, elle aussi, une nouvelle question: est-ce la "fin du disque tampon '?". Une réponse négative entraîne un rebranchement juste avant une opération antérieurement effectuée qui consiste à "prendre l'échantillon suivant du disque tampon"; une réponse positive amène un autre test (le dernier): est-on arrivé à la "fin des données de la trace ^ ". Si tel n'est pas le cas, le processeur doit "attendre le remplissage d'un autre disque tampon", puis "changer de disque tampon, faire démarrer le remplissage d'un autre tampon" pour ensuite se rebrancher, comme dans le cas de la réponse négative à l'antépénultième test (fin du disque tampon?), juste avant l'opération consistant à "prendre l'échantillon suivant du disque tampon". Par contre, si la réponse au dernier test est positive, c'est-à-dire si c'est la fin des données de la trace, il est demandé au processeur de "renvoyer le segment supérieur de l'image complète au traceurde courbe", et l'organigramme s' achève par une "sortie". Bien entendu, l'homme de l'art, à partir du procédé

et de l'organe de commande dont la description vient d'être donnée

à titre simplement illustratif et nullement limitatif, pourra ap-

porter diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre

-de l'invention.

Claims (17)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Unité de contrôle en temps réel appartenant à un dispositif d'exploration sismique comportant un dispositif de détection de signaux sismiqLes qui produit des traces sismiques et un dispositif d'enregistrement qui enregistre ces'traces sismiques, l'unité de contrôle étant destinée à contrôler le fonctionnement des dispositifs de détection et d'enregistrement-de signaux sismi.ques et étant caractérisée en ce qu'elle comprend: un dispositif d'affichage (32) qui affiche les traces sismiques, et un moyen (30) qui applique simultanément plusieurs traces sismiques au dispositif d'affichage afin de produire un affichage de traces en chevauchement, de manière que l'apparition

d'une erreur soit rendue plus visible dans l'affichage.

2. Unité de contrôle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen qui applique plusieurs traces sismiques au dispositif d'affichage comprend un tableau d'image complète destiné

à la mémorisation d'instructions d'affichage.

3. Unité de contrôle selon la revendication 2, caractérisée en ce que le tableau d'image complète est rempli en fonction de

bytes de données numériques mises à l'échelle.

4. Unité de contrôle selon la revendication 3, caractérisée en ce que les traces sismiques sont représentées par les données numériques, chaque byte de chaque trace correspondant à une valeur

de la trace d'amplitude séquentielle par rapport au temps.

5. Unité de contrôle selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les traces sont transmises au tableau d'image

complète de manière à présenter entre elles des intervalles uni-

formes.

6. Unité de contrôle selon l'une quelconque des revendi-

cations 2 à 5, caractérisée en ce que l'intervalle d'écartement entre les traces et leur amplitude maximale sont tels que des

traces successives se chevauchent partiellement l'une l'autre.

7. Unité de contrôle selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un convertisseur analogique-numérique (23) qui transforme les signaux sismiques détectés sous forme analogique en traces sismiques sous forme numérique, lesquelles traces sismiques sont combinées afin de

produire l'affichage en chevauchement.

8. Unité de contrôle selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen (30) permettant de former une matrice d'image complète destinée à mémoriser des bits numériques des traces, les bits de traces en chevauchement apparaissant sur des lignes consécutives de la matrice, les bits étant lus suivant un balayage d'image complète afin de permettre la commande du dispositif d'affichage.

9. Unité de contrôle selon la revendication 8, caractérisée en ce que la matrice d'image complète comprend un tableau destiné à la mémorisation d'instructions d'affichage qui possède M colonnes en largeur et N rangées en hauteur, o N est au moins égal au nombre de traces détectées que multiplie l'amplitude maximale d'une trace

affichée et que divise deux, et M est égal à un au moins.

10. Unité de contrôle selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que les traces numériques sont mémorisées suivant une présentation multiplexe, en série par rapport à l'instant de détection.

11. Unité de contrôle selon la revendication 8, caractérisée en ce que la matrice d'image complète comprend un tableau destiné à la mémorisation d'instructions d'affichage qui possède M colonnes en largeur et N rangées en hauteur, o M est au moins égal au nombre maximal de bytes de données numériques utilisés pour enregistrer

une trace, et N est égal à l'amplitude d'affichage maximale prédé-

terminée.

12. Unité de contrôle selon la revendication 11, caractérisée en ce que les traces sont mémorisées suivant une présentation non

multiplexe, en série par rapport à la trace.

13. Unité de contrôle selon l'une quelconque des revendi-

cations 7 à 12, caractérisée en ce que le dispositif d'affichage (32) comporte un dispositif d'enregistrement de diagramme possédant

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plusieurs moyens d'application de signes de repère commandés chacun de manière distincte et constitués par un stylet (36), un moyen permettant de déplacer un diagramme devant le stylet, et un moyen permettant de commander sélectivement les moyens d'application de signes de repère de façon qu'ils appliquent des signes sur le diagramme.

14. Unité de contrôle selon la revendication 13, caractérisée en ce que le dispositif d'enregistrement de diagramme est du type électrostatique, les moyens d'application de signes de repère

étant des électrodes.

15. Procédé permettant de contrôler le fonctionnement d'un dispositif d'exploration sismique et d'enregistrement de signaux sismiques détectés dans lequel des traces sismiques détectées sous forme analogique sont enregistrées en vue d'un traitement ultérieur, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à afficher les

traces au voisinage l'une de l'autre en chevauchement mutuel.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que des traces successives sont affichées sous la forme d'un tableau de points à M colonnes en largeur et N rangées en hauteur, des traces successives étant affichées en chevauchement mutuel par l'intermédiaire d'un facteur de (N1)/P rangées, comportant des bytes de données numériques, le procédé comprenant les opérations qui consistent à: a) former un tableau de N rangées en hauteur et M colonnes en largeur, M étant au moins égal au nombre de bytes de données numériques constituant chaque trace; b) mettre à l'échelle les bytes de chaque trace de telle façon que la valeur mise à l'échelle maximale soit égale à

(N-1)/2;

c) placer des instructions d'affichage dans le tableau en fonction des valeurs mises à l'échelle de telle manière que des bytes de valeur zéro soient écrits comme instruction d'affichage dans la rangée (N+l)/2, des bytes mis à l'échelle maximale soient écrits dans la rangée N, et des bytes mis à l'échelle minimale soient écrits dans la rangée 1; d) effectuer un affichage en fonction du contenu des rangées N à (P-l)(N-l) /P; e) faire remonter le contenu du reste du tableau d'une quantité de rangées égale à (N-l)/P; et f) répéter les opérations b) à f) sur les bytes de la trace suivante; de sorte que les traces affichées sont en chevauchement d'un nombre de rangées égal à (N-l)/P, ceci permettant une analyse visuelle

plus aisée de l'allure des données.

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'opération c) comprend l'opération consistant à placer des instructions d'affichage dans ledit tableau à tous les emplacements situés entre la rangée (N+1)/2 et la rangée correspondant à la valeur de mise à l'échelle maximale de chaque colonne M.