FR2505053A1 - Systeme sismique de reception d'echos d'ondes sonores a canaux sismiques separes en fils - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES METHODES GEOPHYSIQUES DE DETECTION DE GISEMENTS. LE SYSTEME SISMIQUE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARCTERISE NOTAMMENT EN CE QUE CHAQUE CANAL SISMIQUE 1 COMPORTE DEUX ELEMENTS D'ADAPTATION 17 ET QUE SON AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL PARAPHASE 3 EST MUNI DE DEUX PAIRES SUPPLEMENTAIRES D'ELEMENTS RESISTIFS DE TRANSMISSION DIRECTE 18 ET DE RETOUR 23, LES BORNES DES ELEMENTS D'ADAPTATION 17 ET RESISTIFS DE TRANSMISSION DIRECTE 18 DE LADITE PAIRE SUPPLEMENTAIRE D'ELEMENTS RESISTIFS ETANT REUNIES EN UN POINT COMMUN 20 RACCORDE A LA BORNE DE L'ELEMENT RESISTIF 4 CORRESPONDANT DE TRANSMISSION DIRECTE 4 DE LA PAIRE D'ELEMENTS RESISTIFS 4 ET 5 PRINCIPALE, TANDIS QUE LES AUTRES BORNES DES ELEMENTS D'ADAPTATION 17 SONT RELIEES A LA BORNE CORRESPONDANTE DE L'HYDROPHONE 2. LE SYSTEME SISMIQUE EN QUESTION PEUT ETRE UTILISE NOTAMMENT POUR LA RECHERCHE DE MINERAIS UTILES DANS LA COUCHE DE SEDIMENTS DU FOND MARIN.

Description

La présente invention concerne les méthodes géophysiques de détection des gisements et a notamment pour objet un système sismique de réception d'échos d'ondes sonores à canaux sismiques séparés en fils.

Les systèmes sismiques récepteurs sont utilisés notamment pour la recherche de minerais utiles dans la couche de sédiments du fond marin par des méthodes de prospection sismique ou d'acoustique sismique. En outre, l'invention peut entre utilisée dans la télémétrie à canaux sismiques séparés en fils.

Le problème principal exigeant constamment le perfectionnement des systèmes récepteurs sismiques marins réside dans le fait qu'on doit améliorer leur pouvoir de résolution afin de détecter les couches et les structures géologique profondes. La plus grande difficulté consiste à isoler les échos faibles des ondes sonores réfléchies sur les couches profondes, par rapport au bruit de fond dt au remorquage par un navire géophysique d'une tresse sismographique portant des groupes d'hydrophones piézoélectriques sensibles. Le rapport signal/bruitn dans ce système est extrêmement faible.Afin d'améliorer ce rapport, on utilise la réception avec intégration des signaux faibles, suivie d'une filtration multivoie suivant la méthode bien connue du point commun de fond". Pour améliorer la qualité de la réception des échos faibles des ondes sonores, il faut augmenter le nombre de canaux sismique s et la longueur de la tresse piézo-sismographique remorquée.

Si l'on utilise pour la transmission insensible aux bruits des signaux électriques un système symétrique de 2n conducteurs, où chaque canal a pour la transmission des signaux depuis un groupe d'hydrophones une paire de fils isolée, les sections de la tresse ont une grande masse et il est très difficile d'assurer les conditions de flottabilité neutre obligatoires pour le remorquage.

Outre cela, l'augmentation du nombre de canaux sismiques entrain une pose plus serrée des conducteurs à l'intérieur du tuyau de la tresse et une élévation du niveau des perturbations de diaphonie et de conduction en rendant moins net le rapport "signal/bruit". Il en résulte l'accroissement du diamètre du tuyau entraînant à son tour l'augmentation des bruits hydrodynamiques de l'écoulement auxquels les hydrophones sont sensibles au même degré qu'aux signaux utiles,
Pour cette raison, on utilise des systèmes récepteurs è base d'un système asymétrique de fils comportant un bus commun et un fil dans chaque canal pour la transmission des signaux au bord du navire. Toutefois, ces systèmes sont très sensibles aux parasites par suite des inductions diaphoniques et de la forte interférence entre les canaux.

Donc, ces systèmes exigent une augmentation de l'immunité aux parasites.

Il existe un système sismique de réception d'échos d'ondes sonores à canaux séparés sismiques en fils (certificat d'auteur URSS nO 276173, publié le 1 avril 1968, classification H 04B13 3/00), qui comporte des hydrophones et des convertisseurs de signaux mis en série, dont les sorties sont branchées sur le bus commun d'un système asymétrique de fils. La sortie de chaque convertisseur de signaux est reliée à l'aide d'un fil du système asymétrique de fils à l'entrée d'un récepteur terminal respectif dont une prise est branchée sur le bus commun.

Le point de branchement du récepteur terminal sur le bus commun est très éloigné du point de branchement du récepteur d'échos d'ondes sonores sur le même bus commun.

Entre l'entrée du récepteur terminal et le point de branchement de sa prise sur le bus commun est inséré un circuit RC ou RCL. Ceci est nécessaire pour réduire le niveau des interférences entre les canaux du système sismique de réception à bus commun.

Toutefois, cet effet de compensation des interférences dans le bus commun n'est obtenu que dans une gamme étroite de fréquences, déterminée par les paramètres de tous les circuits correcteurs RC ou RCL. Ceci est dfl au fait que l'addition des courants injectés dans un long bus commun à résistance linéique autre que zéro à travers les prises à l'hydrophone et du convertisseur de chaque canal se fait avec différents coefficients de transfert et avec un déphasage par rapport au point de branchement de la prise des récepteurs terminaux sur le bus commun. Ledit système est sensible aux parasites dans toute la bande de fréquences des signaux sismiques reçus.

Il existe également un système sismique de réception d'échos d'ondes sonores avec des canaux sismiques séparés en fils dont chacun comprend au moins deux hydrophones reliés électriquement à un amplificateur opérationnel paraphase dont les entrées sont électriquement reliées à un bus commun du système asymétrique de fils à travers une paire d'éléments résistifs de transmission directe de l'amplificateur opérationnel paraphase et une paire d'éléments résistifs de retour de l'amplificateur opérationnel paraphase qui sont électriquement reliés à ses sorties, dont l'une est également branchée sur l'entrée d'un convertisseur de tension codeur dont la sortie, à l'aide d'un fil respectif du système asymétrique de fils, est branchée sur l'entrée d'un récepteur terminal de signal, alors que son autre sortie est branchée sur le bus commun (certificat d'auteur URSS, nO 593168 daté du 3 décembre 1974, classification G01 V 1/28).

Le convertisseur codeur comprend un amplificateur de tension et un dispositif codeur qui convertit cette tension en une forme de signal insensible aux parasites, ce qui assure l'insensibilité aux perturbations de diaphonie entre les fils de signaux du système asymétrique de fils.

Les sorties de l'amplificateur opérationnel paraphase et le point de branchement de ses éléments sur le bus commun sont équipotentiels en courant continu, mais en même temps les signaux parasites du courant alternatif dans le bus commun et les pulsations de la tension d'alimentation sont, par rapport à l'amplificateur muni d'une entrée différentielle, des signaux coïncidant en phase et qui sont fortement affaiblis quand ils atteignent ses entrées.

Dans le cas idéal, lorsque les valeurs des résistances des paires d'éléments de transmission directe et de retour sont absolument égales, le coefficient d'atténuation du signal, correspondant, pour l'amplificateur opérationnel paraphase, à son coefficient de suppression du signal en phase, n'a sa valeur maximale qu'aux basses fréquences et empire avec l'accroissement de la fréquence à pente de 20 dB/décade. Dans les conditions réelles, le coefficient d'atténuation est déterminé par le degré de l'imprécision technologique relative des valeurs des résistances dans les paires desdits éléments et est de 20 à 30 dB moins ban que la valeur maximale du coefficient de sqEression du signal en phase.

Le montage de ce système est tel que le système devient le siège de perturbations de diaphonie du type induction électromagnétique des conducteurs de grande longueur qui relient les hydrophones à l'amplificateur paraphasique et au convertisseur codeur. Les bruits induits altèrent le rapport "signal/bruit" et ne permettent pas d'isoler les échos faibles des ondes sonores venant des structures géologiques profondes. En outre, dans ce système connu, les hydrophones captent non seulement le signal utile mais aussi les bruits dus à l'écoulement de l'eau sur la tresse remorquée et les bruits vibratoires.

Les bruits vibratoires et les bruits dans le bus commun sont les plus forts dans les canaux disposés à proximité du navire-remorqueur géophysique, parce que c'estdrns la zone la plus proche du navireque se referment les courants d'alimentation et agissent les inductions dues au nombre maximal de canaux, ainsi que dans les canaux les plus éloignés du navire où l'on observe une atténuation spatiale des échos d'ondes sonores dans l'épaisseur de l'eau.

L'invention vise donc un système sismique de réception d'échos d'ondes sonores à canaux sismiques séparés en fils, dans lequel l'amplification sélective des signaux sismiques et la pente plus raide des flancs arrière des fréquences inférieures de la caractéristique amplitudefréquence permettraient d'élargir la gamme dynamque de chaque canal sismique et de réduire l'influence des bruits parasites apparaissant lors du remorquage du cadre.

Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un système sismique de reception d'échos d'ondes sonores à canaux sismiques séparés en fils, dont chacun comprend au moins deux hydrophones reliés électriquement à un amplificateur opérationnel paraphase dont les entrées sont électriquement reliées à un bus commun du système asyémtrique de fils à travers une paire d'éléments résistifs de transmission directe de l'amplificateur opérationnel paraphase et une paire d'éléments résistifs de retour de l'amplificateur opérationnel paraphase qui sont électriquement reliés à ses sorties, dont l'une est également branchée sur l'entrée d'un convertisseur de tension codeur dont la sortie est branchée, à l'aide d'un fil respectif du système asymétrique de fils, sur l'entrée d'un récepteur terminal de signal, alors que son autre sortie est branchée sur le bus commun, ledit système étant, suivant l'invention, caractérisé en ce que chaque canal sismique comporte deux éléments d'adaptation et son amplificateur opérationnel paraphase est muni de deux paires auxiliaires d'éléments résistifs de transmission directe et de retour, certaines bornes des éléments d'adaptation et résistif de transmission directe de la paire auxiliaire sont réunies en un point commun branché sur la borne de l'élément résistif respectif de transmission directe de la paire principale, d'autres bornes des éléments d'adaptation sont branchées sur la borne respective de l'hydrophone, tandis que d'autres bornes des éléments résistifs de transmission directe de la paire auxiliaire sont réunies et branchées sur le bus,daquecals5sme comporte également un circuit RC mis en série pour l'amplificatior des signaux sismique s insensible aux parasites dont les bornes sont branchées sur les bornes des éléments résistifs de transmission de retour de l'amplificateur opérationnel paraphase , et certaines bornes des éléments résistifs de transmission de retour de la paire auxiliaire sont branchées sur les points de liaison des bornes du circuit RC et des éléments résistifs de transmission de retour de la paire principale, d'autres bornes étant branchées sur les sorties respectives de l'amplificateur opérationnel paraphase et sur les entrées d'un convertisseur codeur.

Il est utile, pour réduire l'influence des bruits de remorquage du système récepteur d'échos d'odes sonores lors de la prospection sismique, de réaliser l'élément d'adaptation sous la forme d'une résistance dont la valeur Rg est déterminée par la formule
# R1R2
R = ~ R1R2
2C - où Z est la constante de temps du circuit RC
R1 est la résistance de l'élément résistif de
transmission directe
R2 est la résistance de l'élément résistif de trans
mission directe de la paire auxiliaire
C1 est la capacité équivalente de l'hydrophone.

Il est utile, pour réduire l'influence des bruits de remorquage du cadre dans les conditions marines lors de l'exploration acoustique du profil du fond, de réaliser l'élément d'adaptation sous la forme d'un circuit à résistance et à condensateur mis en série, la valeur Rg dela résistance de l'élément d'adaptation étant déterminée par la résistance du conducteur d'alimentation, et la valeur CO du condensateur de l'élément d'adaptation étant déterminée par le rapport
#
C0 = R1.R2 - 0,5 #
R0 + R1-R2 C1
R1+R2 C1 où Z est la constante de temps du circuit RC
R1 est la résistance de l'élément résistif de
transmission directe
R2 est la résistance de l'élément réslstif de trans
mission directe de la paire auxiliaire
C1 est la capacité équivalente de l'hydrophone.

Le présent système sismique de réception d'échos d'ondes sonores à canaux sismiques séparés en fils permet d'obtenir un élargissement notable de la gamme dynamique de chaque canal sismique par amplification sélective des échos et par réduction des interférences dans le bus commun et des inductions électromagnétiques gracie au branchement des hydrophones sur les bornes des éléments résistifs de transmission directe à travers les éléments d'adaptation et à l'indroduction des éléments résistifs auxiliaires, ainsi que d'un circuit RC mis en série et branché sur les bornes des éléments résistifs de retour.L'égalisation de la constante de temps déterminée par les capacités des éléments d'adaptation réalisées sous la forme d'un circuit RC et par la résistance active de la paire d'éléments de transmission directe et de la constante de temps2 dru circuit RC d'amplification des signaux sismiques insensible aux bruits permet de réaliser une suppression efficace des composantes du spectre de bruits de remorquage et d'améliorer encore davantage l'insensibilité aux bruits du système récepteur, c'est-à-dire d'élargir la gamme dynamique de chaque canal grâce à une pente plus raide des flancs arrière des basses fréquences de la caractéristique amplitude-fréquence.Le présent système assure une amplitude plus grande immunité aux bruits de la réception et de la transmission des signaux en même temps cutine réduction des interférences entre les canaux dans le bus commun
La conception structurale du système récepteur permet d'isoler par rapport aux bruits, d'amplifier et de transmettre aux récepteurs terminaux de faibles ondes sismiques dont l'amplitude est équivalente à des signaux électriques de l'ordre de l * V. Outre une haute qualité de réception et de reproduction des signaux::, on obtient la possibilité d'augmenter le nombre de canaux de deux fois au moins si à chaque canal correspond un fil du sysimeasymétH4pedeiSs.Si l'on réalise les convertisseurs codeurs de façon à ce qu'ils s'enclenchent successivement, le nombre de canaux n peut être augmenté de plus de deux fois. L'augmentation du nombre n de canaux permet, à son tour, d'augmenter le rapport "signal/bruit" de çn fois par addition statistique des composantes aléatoires du bruit lors du traitement des sismogrammes, et d'améliorer encore davantage la capacité du système de détecter les signaux sismiques faibles dans les bruits.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemplefnon limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente le schéma électrique d'un système sismique de réception d'échos d'ondes sonores à canaux sismiques séparés en fils (système à deux canaux sismiques), selon l'invention
- la figure 2 représente une variante d'exécution d'un canal sismique dans lequel l'élément d'adaptation est réalisé sous la forme d'une résistance et d'un condensateur mis en série, selon l'invention.

Le système sismique de réception d'échos d'ondes sonores à canaux sismiques séparés en fils comporte dans chaque canal 1 au moins deux hydrophones 2 (dans la variante décrite, il y en a trois) reliés électriquement à un amplificateur opérationnel paraphase 3. Les hydrophones 2 sont des hydrophones piézocéramiques (ou électroniques) mis en parallèle ou en série entre eux (sur le dessin est montré le montage en série). Les bornes des hydropnones 2 sont réunies entre elles en deux faisceaux.

L'amplificateur opérationnel paraphase 3 à grand gain est muni de deux paires d'éléments résistifs 4, 5 de transmission directe et de retour, respectivement. Les entrées 6, 7 de l'amplificateur 3 correspondant à l'étage différen tiel d'entrée (non représenté sur le dessin) sont électriquement reliées à un bus 8 commun àtxsiezanaux sismiques 1, ce bus faisant partie d'un système asymétrique 9 de conducteurs à travers une paire d'éléments résistifs 4 de transmission directe. A travers une paire d'éléments résistifs 5 de retour, les entrées 6, 7 de l'amplificateur 3 sont électriquement reliées à des sorties différentielles 10, il respectives de l'amplificateur 3.Les sorties 10, Il sont branchées sur les entrées d'un convertisseur de tension codeur 12, dont la sortie par l'intermédiaire d'un fil 13 du système 9 de fils est branchée sur une entrée 14 d'un récepteur terminal de signaux 15. Une autre borne 16 du récepteur 15 est branchée sur le bus commun 8mis à la terre.

Chaque canal sismique 1 du système sismique de réception comporte également deux éléments d'adaptation 17 réalisés chacun sous la forme d'une résistance à valeur Rg en cas d'utilisation d'un système sismique de réception pour les prospections sismiques marines. En ce cas, la valeur de la résistance Rg est déterminée à l'aide de la formule :
55 R1 . R
Rt = (t R1 + R2
2C1 R1 + R2 où est la constante de temps du circuit RC;
R1 est la résistance de l'élément résistif de
transmission directe
R2 est la résistance de l'élément résistif de
transmission directe de la paire de dispositifs
d'adaptation auxiliaires
C1 est la capacité équivalente de l'hydrophone.

Les éléments d'adaptation 17 sont réalisés sous la forme d'une résistance de valeur Ro et d'un condensateur à capacité CO mis en série, pour le cas d'utilisation du système sismique de réception pour les explorations acoustiques du fond marin. En ce cas, la valeur Ro de la résistance de l'élément d'adaptation 17 est déterminée par la résistance du conducteur d'alimentation et la capacité CO du condensateur de l'élément d'adaptation 17 est déterminée par le rapport :
CO = R .R
R + 1. 2 -
R+R C
12 i
Certaines bornes des éléments d'adaptation 17 sont branchées sur les bornes des ilydrophones 2.

Chaque canal sismique comporte également une paire auxiliaire d'éléments résistifs 18 de transmission directe.

Le point commun 19 des éléments résistifs auxiliaires est branché sur le bus commun 8. Les valeurs R1 des éléments résistifs 18 de transmission directe sont choisies égales afin de réduire l'influence des bruits en phase qui agissent aux points de connexion des éléments résistifs 18 au bus commun 8. D'autres bornes des éléments d'adaptation 17 et des éléments résisitifs 18 auxiliaires ont un point commun 20 branché sur la borne de l'élément résistif 4 de transmission directe respectif.

En ce cas, chaque canal sismique l comporte un circuit
RC en seriepourure alification de signaux insensible aux bruits, qui comporte une résistance 21 de valeur R et un condensateur 22 de capacité C mis en série, dont les bornes sont branchées sur les bornes des éléments résistifs 5 de retour. Chaque canal sismique 1 comporte également une paire auxiliaire d'éléments résistifs 23 de retour qui ont des bornes branchées aux points 24 de connexion des bernes du circuit RC et des éléments résistifs 5 de retour, leurs autres bornes étant branchées sur les sorties 10, Il respectives de l'amplificateur opérationnel parapase 3 et sur les entrées du convertisseur codeur 12.

Entre les entrées 6, 7 de l'amplificateur opérationnel 3 et ses sorties 10, 11, respectivement, sont branchés des condensateurs 25 de correction de la bande passante de l'amplificateur 3 conformément à la fréquence limite supérieure du spectre des signaux sismiques.

Dans la variante décrite, l'amplificateur opérationnel paraphase 3 est réalisé à base d'étages différentiels suivant les montages connus d'alignement en courant continu des étages, et les sorties 10, e de l'amplificateur 3 sont inverseuses par rapport aux entrées 6, 7 respectives. Le convertisseur tension-code 12 est réalisé à base des montages connus de conversion de la tension en code binaire et en tant que récepteur terminal 15 utilise un registre de décalage connu.La tension d'alimentation est appliquée à tous les ensembles électroniques par rapport au point 16 de mise à la terre du bus 8 en cas d'alimentation à distance depuis le navire géophysique ; en cas d'alimentation autonome à partir d'accumulateurs servant à alimenter chaque canal sismique, l'alimentation est appliquée par rapport au point 19 respectif de connexion au bus commun 8.

La valeur Rg de la résistance ohmique de l'élément d'adaptation 17 comprend conventionnelement la valeur de la résistance ohmique du fil 26 respectif qui relie une borne de l'hydrophone 2 à une borne de l'élément d'adaptation 17.

Du point de vue de sa construction, le système sismique de réception comporte une partie de bord comprenant les récepteurs terminaux 15 et une partie remorquée comprenant tous les autres ensembles disposés à l'intérieur du tuyau renfermant la tresse piézosismographique. Le système 9 de fils comprenant les fils 13 en nombre égal au nombre de canaux sismiques 1 et un bus commun 8, est réalisé sous la forme d'un câble asymétrique comportant un conducteur plus épais en tant que bus commun 8.

Le fonctionnement du système sismique de réception d'échos d'ondes sonores à canaux sismiques séparés en fils est le suivant.

L'onde sismique élastique excitée agit sur le groupe d'hydrophones 2, se transforme en un signal électrique équivalent E appliqué entre les points communs 20 des éléments résistifs 4 de transmission directe à travers les éléments d'adaptation 17. Le signal E a un caractère oscillatoire amorti dont le spectre se situe entre une pulsation inférieure W1 et une pulsation supérieure b)2.

Le groupe d'hydrophones 2 à base de piézocéramique ou d'électrets est équivalent à une source de tension alternative et un condensateur mis en série. La capacité interne du groupe dthydsphones 2 est très grande et constitue plusieurs dizaines de nanofarads, et elle atteint plusieurs centaines de nanofarads pour les hydrophones piézocéramiques 2. Sur les fréquences supérieures à w1, l'impédance du groupe d'hydrophones 2 est faible et la source équivalente de tension iternative fournit aux points 20 des signaux dont les phases sont opposées relativement au point 19 de connexion des éléments résistifs 18 au bus commun 8. Ces signaux attaquent les entrées 6, 7 de l'amplificateur opérationnel paraphase 3.

Les paramètres du circuit RC constitué par la résistance 21 et le condensateur 22 sont choisis de façon qu'aux fréquences supérieures à DJ1 son impédance corresponde à la valeur active R de la résistance 21. Grâce à l'existence dune contre-réaction à travers les paires d'éléments résistifs 5, 23 et compte tenu de l'action de shuntage de la résistance 21, le gain du signal sismique E est limité par la valeur K déterminée à l'aide de l'expression
R;t.R4
R.R1 où R1 est la résistance de l'élément résistif 4
R3 est la résistance de l'élément résistif 23
R4 est la résistance de l'élément résistif 5
R est la valeur de la résistance 21.

Depuis les sorties de l'amplificateur opérationnel paraphase 3, les signaux amplifiés attaquent les entrées du convertisseur tension-code 12, où des sélections échantillonnées dans le temps de ces signaux sont converties en séquences binaires codées qui circulent par les fils 13 vers les récepteurs 15 respectifs pour leur lecture sous forme numérique.

En l'absence de signaux sismiques, les impédances du groupe d'hydrophones 2 et du circuit RC mesurées en courant continu sont infiniment grandes, les points 19, 20 sont ouverts en courant continu, et l'amplificateur 3 twnit à à ses sorties 10, Il un signal de tension de polarisation initiale proportionnel à la tension de dérive du zéro de l'amplificateur 3 amplifiée avec un gain Kg défini par l'expression : R3+R4
Ko = 1 + 4 , où R2 est la résistance de ltélément résistif 18.

Par exemple, pour le choix des paramètres R1=R2=R3=R4 le gain Kg du signal de dérive du zéro peut être choisi
R1 fois inférieur au gain K des signaux sismiques, ce qui R
as sure leur sélection dans le domaine des fréquences supérieures à aU1. W Les convertisseurs 12 codent les tensions de polarisation et les transmettent par les fils 13 aux récepteurs 15. Dans les récepteurs 15 on détermine les corrections par des méthodes connues de soustraction du code initial dans les échantillons de signaux sismiques.

L'immunité aux bruits du système sismique de réc-eption dépend du niveau initial du fond parasite sur lequel se superposent les signaux sismique s à recevoir. Les sources de bruits de fond les plus dangereuses sont celles qui agissent près des circuits d'entrée sensibles du système récepteur. Dans la variante décrite du système sismique de réception marin, les bruits essentiels sont ceux dus au remorquage de la tresse, auxquels sont sensibles les hydrophones 2, les bruits apparaissant dans le bus commun 8 de grande longueur etles parasites induits sur les fils 13 de grande longueur.

La structure du système permet de réduire sensiblement l'action des trois sources de parasites.

Lors du remorquage de la tresse, apparaissent des bruits hydrodynamiques d'écoulement et des bruits vibratoires dans les éléments de sa construction. Le spectre de l'ensemble de ces bruits, dit ae remorquage, est en forme de cloche.

Les bruits de remorquage sont captés par le groupe d'hydrophones 2 disposés dans le tuyau renfermant la treize et rempli de diélectrique liquide. Far un choix rationnel du régime du travail de remorquage de la tresse piCzo-si.r.o- graphique marine, on arrive à une vitesse du navire géophysique de 4 à 5 noeuds et à une stabilisation en profondeur de ses sections, à déplacer le spectre en cloche ces bruits de remorquage dans le domaine de fréquences inférieures à Wl avec un certain recouvrement peu important de la bande de fréquence des signaux sismiques.

Quand la constante de temps du circuit RC est choisie égale à , les composantes du spectre des bruits de remorquage sont amplifiées avec un gain Kg faible. Par un choix approprié du rapport entreles gains K et Kg on peut obtenir le degré voulu de suppression des composantes du bruit de remorquage. Pour une constante de temps du circuit RC égale à W11 la pente des flancs arrière aux fréquences proches de W1 constitue 6 dB/octave.La constante de temps du circuit RC est déterminée à l'aide de l'expression
RC = -1
1 où R est la valeur de la résistance 2 déterminée en tenant compte du coefficient K requis d'amplificationsà l'aide de l'expression : R.R R 2 K . R1 '
C est la capacité du condensateur 22, déterminée en tenant compte de la fréquence circulaire inférieure Q 1 à l'aide de l'équation suivante C = ( #1.R)- . R)- :
R1 est la résistance de l'élément résistif 4,
R3 est la résistance de l'élément resistif 23,
R4 est la résistance de l'élément résistif 5.

Les parasites dans le bus commun 8 sont dus aux inductions électromagnétiques provoquées par les conducteurs de signaux 13 acheminant les signaux logiques d'une puissance de plusieurs dizaines de milliwatts,ainsi qu'à la fermeture sur le bus commun 8 des courants galvaniques d'alimentation de l'amplificateur opérationnel 3, du convertisseur tensioncode 12 et du récepteur 15 de chaque canal sismique 1. La
superposition des signaux de courant alternatif ay;Smissant dans le bus commun 8 provoque des battements ont l'amplitude dépasse de 2 à 3 ordres de grandeur le pouvoir de résolution voulu du système en tension, et seule la fréquence de certains battements peut se trouver dans les limites de la bande de fréquences du signal sismique.

Les parasites dans le bus commun agissent sur le circuit de l'amplificateur 3 aux points 19 comme les signaux en phase attaquant ses entrées 6, 7. Mais le coefficient d'atténuation de ces parasites aux sorties 10, 11 ne correspond au coefficient de suppression du signa; en phase de l'amplificateur 3 que dans le cas idéal où les résistances des éléments résistifs 23, 5, 4, 18 du bras droit du circuit de réaction sont exactement égales aux résistances homonymes des éléments résistifs 23, 5, 4, 18 du bras gauche.En réalité, les paires d'éléments résistifs 23, 5, 4, 18 des deux bras ont une certaine erreur technologique + r. Comme l'influence des imprécisions de fabrication des éléments du circuit de réaction n1 est pas éliminée même en cas de hautes performarces de l'amplificateur opérationnel 3, le coefficient d'atténuation du bruit est dans ce cas inférieur au coefficient de suppression des signaux en phase de l'amplificateur 3 et est dt à la valeur relative de l'erreur technologique Y . Ceci n'est juste quten ce qui concerne les signaux de bruit en courant continu.

Pour les signaux de bruit en courant alternatif agissant aux points 19, le système a des caractéristiques améliorées . En cas de déséquilibre des paires d'éléments résistifs 23, 5, 4, 18, le signal de bruit est transmis du bus commun 8 aux points 20 d'une façon inégale. Entre lei points 19, 20 agit un faux "signal utile" différentiel.

Grâce à la grande capacité équivalante C du point de shuntage 20 en courant alternatif, on observe une atténuation fréquentielle du "singal utile" faux. La filtration de ce signal est assurée par un filtre résistif-capacitif qui comporte une résistance équivalente 21 et un condensateur 22. En ce cas, si la constante de temps du circuit RC est choisie égale à W 1 , l'atténuation a lieu dans la bande de fréquence du signal sismique à partir de la fréquence Aux Aux fréquences inférieures à AJ1 l'atténuation est assurée par la forte différence entre les gains K et Kg , décrite plus haut.L'effet de l'atténuation du "signal utile" faux lors d'un accroissement de la précision d'ajustage des paires d'éléments résistifs 4, 18, 5, 23 permet de corriger l'altvration du coefficient d'atténuation des signaux en phase de l'amplificateur 3 aux fréquences plus élevées
L'amplitude des signaux de bruit induits dans les fils 26 par les conducteurs de signaux 13 est inférieure aux bruits dans le bus commun 8, parce que le bus commun 8 est posé le long de toute la tresse et la longueur des fils 26 ne dépasse pas les limites du canal sismique 1.

Pour une longueur identique de la paire de fils 26, les parasites électromagnétiques qui y sont induits sont à peu près égaux et agissent en tant que signaux en phase à travers les éléments d'adaptation 17 aux points 20 par rapport au point commun 19 de "mise à la terre". Ils sont supprimés par l'amplificateur 3. Par suite de l'amplitude réduite de ces signaux, il suffit, en pratique, d'un coefficient de suppression déterminé par la précision de fabrication des paires d'éléments résistifs 4, 18, 5, 23.

La symétrie structurale et paramétrique complète de l'amplificateur 3 et des éléments résistifs 4, 18, 5i 23 par rapport au point 19 réduit la sensibilité des canaux sismiques 1 aux inductions électromagnétique et de conduction.

Afin d'exclure du niveau du fond de bruit les parasites à fréquences supérieures à (A > 2 s'infiltrant aux points 20, on branche sur les sorties de l'amplificateur 5 deux condensateurs 25 dont la capacité C2 est déterminée par le repport suivant
C2 = #2. R1 (K + Ko)
Par conséquent, l'amplificateur 3 muni d'éléments de transmission directe et de retour joue le rôle d'un filtre RC actif insensible aux parasites des signaux sismiques dans la bande de fréquence-t W2 - #1) avec une pente de flanc arrière de 12 dB/octave en fréquence inférieure b01 et de 6 dB/octave en fréquence supérieure W2.

Ainsi, la constitution structurale du système récepteur et le choix rationnel des paramètres déterminants de ses éléments crée un effet total d'élévation de l'insensibilité aux bruits, aide à élargir la gamme dynamique et à augmenter le nombre de canaux sismiques.

Bien entendu, l'inventiqnn'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, Si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1. Système sismique de réception d'échos d'ondes sonores à canaux sismiques séparés en fils dont chacun comprend au moins deux hydrophones reliés électriquement à un amplificateur opérationnel paraphase dont les entrées sont électriquement reliées à un bus, commun à tous les hydrophones,d'un système asymétrique de fils à travers une paire d'éléments résistifs de transmission directe de l'amplificateur opérationnel paraphase, et sont en outre reliées électriquement, à travers une paire d'éléments résistifs de retour de l'amplificateur opérationnel paraphase, à ses sorties, dont ltune est également raccordée à l'entrée d'un convertisseur tension-code dont la sortie est reliée, à l'aide d'un fil correspondant du système asymétrique de fils, à l'entrée d'un récepteur terminal de signaux branché par son autre sortie sur ledit bus commun,caractérisé en ce que chaque canal sismique(1)comporte deux éléments d'adaptation (17) et que son amplificateur opérationnel paraphase (3) est muni de deux paires supplémentaires d'éléments résistifs de transmission directe (18) et de retour (23), les bornes des éléments d'adaptation (17) et résistifs de transmission directe (18) de ladite paire supplémentaire d'éléments résistifs étant réunies en un point commun (20) raccordé à la borne de l'élément résistif (4) correspondant de transmission directe (4) de la paire d'éléments résistifs (4 et 5) principale, tandis que les autres bornes des éléments d'adaptation (17) sont reliées à la borne correspondante de l'hydrophone (2), les autres bornes des éléments résistifs de transmission directe (18) de ladite paire d'éléments résistifs supplémentaires étant réunies entre elles et connectées au bus commun (8), chaque canal sismique (1) comportant également un circuit RC en série (21-22) pow l'amplification, insensible aux parasites, des signaux sismiques, dont les bornes sont raccordées aux bornes des éléments résistifs de transmission de retour (5) de l'amplificateur opérationnel paraphase (3), tandis que des bornes des céments résistifs de transmission de retour (2 de ladite paire supplémentaire d'éléme résistifs sont reliées aux points (24) de réunion des bornes dudit circuit RC et des éléments résistifs de transmission de retour (5) de la paire principale d'éléments résistifs, et que leurs autres bornes sont raccordées aux sorties (10, 11) correspondantes de l'amplificateur opérationnel parphases (3) et aux entrées du convertisseur tension-code (12).

2. Système sismique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'adaptation (17) est réalisé sous la forme d'une résistance dont la valeur R0 est déterminée par l'expression :

# R1 - R2

R = ~~~~~~~~ R1 . R2

2C - R1 + R2 où r est la constante de temps du circuit RC

R1 est la résistance de l'élément résistif de trans

mission directe ;

R2 est la résistance de l'élément résistif de trans

mission directe de la paire auxiliaire

C1 est la-capacité équivalente de l'hydrophone.

3. Système sismique selon l'une des revendications1 et 2, caractérisé en ce que l'élément d'adaptation (17) est réalisé sous la forme d'un circuit à résistance et à condensateur mis en série, la valeur R0 de la résistance de l'élément d'adaptation étant déterminée par la résistance du conducteur d1alimentationet la valeur C0 du condansateur de l'élément d'adaptation, par le rapport suivant

C0: R1 . 't

R R1 2 R2 #

R2 - 0,5 C où # est la constante de temps du circuit RC

R1 est la résistance de l'élément résistif detransmissi directe

R2 est la résistance de l'élément résistif de transmissic directe de la paire d'éléments résistifs supplémentaires

R est la valeur de la résistance du circuit RC.