FR2507784A1 - Appareil et procede de prospection sismique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL ELECTRONIQUE DE COMMUTATION PROGRESSIVE UTILISABLE DANS UN SYSTEME D'EXPLORATION SISMIQUE OPERANT A PARTIR DE N POINTS RECEPTEURS. L'APPAREIL COMPREND N2 CANAUX D'ENTREE 101 A 108 RECEVANT DES SIGNAUX PROVENANT D'UN GROUPE DE N2 POINTS RECEPTEURS, CHAQUE CANAL COMPORTANT UN CIRCUIT DE SELECTION DE POINT 109 A 112 ET UN MULTIPLEXEUR A PARTAGE DE TEMPS 130 RELIE A UN CANAL DE TRANSMISSION DE DONNEES 122; EN OUTRE IL COMPREND UN DISPOSITIF DE MINUTAGE ET DE COMMANDE 121 QUI AGIT SUR LE MULTIPLEXEUR ET LE CIRCUIT DE SELECTION POUR RELIER LES CANAUX D'ENTREE AU BUS DANS UN ORDRE CORRESPONDANT AUX NUMEROS SUCCESSIFS DES POINTS RECEPTEURS. APPLICATION AU DOMAINE DE L'EXPLORATION SISMIQUE.

Description

La présente invention concerne un appareil et un procédé

de prospection sismique et elle a trait particulièrement à un ap-

pareil électronique de commutation progressive et un procédé d'uti-

lisation de ce dernier.

Dans une exploration sismique, des ondes sonores sont couramment utilisées pour sonder la croûte terrestre en vue de

déterminer les types et les emplacements de formations souterraines.

La croûte terrestre peut être considérée comme un milieu de trans-

mission ou un filtre dont les caractéristiques doivent être déter-

minées en faisant passer des ondes sonores au travers de ce milieu.

Dans le procédé de réflexion sismique, des perturbations sonores sont produites en un point de transmission qui est situé sur ou à proximité de la surface de la terre et les ondes sonores qui sont réfléchies par des lisières souterraines de réflexion sont détectée E

par des détecteurs sismiques, par exemple des géophones, qui pro-

duisent à leur sortie des signaux électriques Une information se rapportant à une formation souterraine est contenue dans ces signauw

électriques et les signaux sont enregistrés sous une forme permet-

tant leur analyse Des techniciens spécialisés peuvent déduire de l'analyse la forme et la profondeur des lisières souterraines de réflexion et les chances de trouver une accumulation de minéraux,

comme du pétrole et du gaz.

Dans un système d'enregistrement sismique typique, les

réseaux de détecteurs sismiques sont répartis à intervalles d'es-

pacement réguliers le long de la partie de la surface de la terre

à examiner Un système d'exploration sismique typique comprend éga-

lement un camion d'enregistrement et un câble à paires de fils mul-

tiples qui est utilisé pour relier les sorties des réseaux détec-

teurs au camion d'enregistrement Typiquement, on fait sortir une

paire de fils du câble d'enregistrement en vue d'établir une con-

nexion appropriée avec la sortie de chaque réseau La position o une paire donnée est sortie du câble-est appelée dans ce domaine spécialisé "point récepteur","station réceptrice" ou "station" Dans la présente demande de brevet, cet emplacement sera désigné par l'expression "point récepteur" Typiquement, les points récepteurs sont désignés par des nombres successifs, par exemple de 1 à N, o N désigne le nombre total de points récepteurs dans le système Les données obtenues en chaque point récepteur à partir d'un réseau de détecteurs forme un "canal" d'informations, qui est fourni à

l'appareil enregistreur.

-2- Dans un système sismique typique, le nombre total de

points récepteurs est supérieur à la capacité en canaux de l'appa-

reil d'enregistrement placé dans le camion d'enregistrement En conséquence, des données ne sont pas enregistrées en provenance de tous les points récepteurs en réponse à chaque perturbation sis- mique Au contraire, en réponse à chaque perturbation, des données sont enregistrées en provenance d'un nombre de points récepteurs qui est égal à la capacité en canaux de l'équipement enregistreur

placé dans le camion d'enregistrement La durée de la période d'en-

registrement des données en réponse à des perturbations sismiques est appelée l' intervalle d'enregistrement" et la durée typique d'un intervalle d'enregistrement peut être de l'ordre de 6 à 10 secondes Pendant un intervalle d'enregistrement, les sorties des

points récepteurs fournissant des données au système d'enregistre-

ment sont échantillonnées périodiquement et les échantillons sont

enregistrés La période s'écoulant entre deux échantillons succes-

sifs dans le même canal est appelée la période d'échantillonnage de canal Il est courant que la période d'échantillonnage de canal

soit de 1 milliseconde, 2 millisecondes ou 4 millisecondes En con-

séquence, pendant un intervalle d'enregistrement de 6 à 10 secondes,-

des données sont échantillonnées et enregistrées pour chaque canal

un grand nombre de fois.

On prévoit dans les canaux d'enregistrement un appareil qui sélectionne le groupe de points récepteurs à partir desquels

des données doivent être enregistrées pendant un intervalle d'en-

registrement donné Cet appareil est appelé un "appareil de commu-

tation progressive" Par le passé, on a utilisé généralement des

appareils de commutation progressive de structure mécanique, c'est-

à-dire des commutateurs mécaniques comportant des contacts Ces commutateurs mécaniques sont sujets à des dommages par usure et sous l'effet des conditions extrêmement sévères de l'environnement ainsi que sous l'effet de la corrosion et des poussières Tous les

facteurs précités ont une influence perturbatrice sur les possibi-

lités d'obtention de données sismiques précises.

L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des

appareils de commutation progressive de types connus.

Conformément à la présente invention, il est prévu un appareil électronique de commutation progressive utilisable dans

un système d'exploration sismique.

Un tel système comprend N points récepteurs pour recevoir t -3- des signaux provenant de détecteurs sismiques et les N points récepteurs sont numérotés successivement et répartis à intervalles le long de la surface de la terre Le système comporte également

un appareil d'enregistrement ayant une capacité de M canaux.

Un mode de réalisation d'un appareil électronique de commutation progressive conforme à la présente invention comprend N/2 canaux d'entrée destinés à recevoir des signaux provenant d'un groupe de N/2 points récepteurs Chaque canal d'entrée peut recevoir des données provenant d'un de deux points récepteurs et il est prév dans chaque canal d'entrée un circuit sélecteur destiné à sélection ner celui des deux points récepteurs qui doit être relié au canal d'entrée Les deux points récepteurs reliés à chaque canal sont espacés de N/2 points récepteurs l'un de l'autre Chaque canal d'entrée comprend en outre un multiplexeur destiné à effectuer un multiplexage du signal transmis par chaque canal d'entrée à un bus

de signal.

Un mode de réalisation de l'appareil électronique de commutation progressive conforme à la présente invention comprend en outre un circuit de minutage et de commande destiné à faire

fonctionner le multiplexeur pendant la durée d'un intervalle d'en-

registrement en vue de sélectionner un groupe de M canaux parmi les N/2 canaux d'entrée pour former des canaux de données Le circuit de minutage et de commande sert en outre à relier le groupe de M

canaux de données au bus de signal dans un ordre séquentiel corres-

pondant à la séquence des numéros des points récepteurs à partir desquels le groupe de M canaux de données a été sélectionné En outre, le circuit de minutage et de commande sert à modifier le groupe de N/2 points récepteurs qui sont reliés aux canaux d'entrée

pendant un intervalle d'enregistrement suivant Dans un mode préfé-

ré de réalisation de la présente invention, l'appareil de minutage et de commande comprend un micro-ordinateur qui est programmé de façon appropriée pour obtenir les caractéristiques opérationnelles

définies ci-dessus.

Conformément à la présente invention, il est également prévu un procédé pour collecter des données sismiques pour un système d'exploration sismique comportant N points récepteurs, qui sont numérotés séquentiellement et qui sont répartis à intervalles

sur la surface de la terre, et comportant une capacité de M canaux.

Conformément au procédé selon l'invention, il est prévu un appareil électronique de commutation progressive comportant -4- N/2 canaux d'entrée auxquels sont reliés N/2 points récepteurs Le

procédé selon l'invention consiste en outre à établir une trans-

mission multiplex entre M des N/2 canaux d'entrée et un bus de si-

gnal pendant un intervalle d'enregistrement Le multiplexage se produit dans une séquence correspondant aux numéros successifs des points récepteurs constituant les M canaux de données Enfin le procédé conforme à l'invention consiste à changer le groupe de N/2 points récepteurs qui sont reliés aux canaux d'entrée de l'appareil de commutation progressive pendant un intervalle d'enregistrement

suivant.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention

seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à

titre-d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un schéma électrique représentant un appareil électronique de commutation progressive conforme à la présente invention, La figure 2 est un schéma électrique qui représente une

partie correspondant à un mode préféré de réalisation d'un appa-

reil électronique de 'commutation progressive conforme à la présente invention, Les figures 3 a à 3 d représentent des organigrammes qui illustrent et définissent le fonctionnement du micro-ordinateur

assurant la commande de différents éléments de l'appareil de com-

mutation progressive de la figure 2, La figure 4 a est un schéma électrique d'une partie d'un canal d'entrée dans un mode de réalisation de la présente invention, et La figure 4 b est un schéma électrique d'une partie d'un canal d'entrée intervenant dans un mode préféré de réalisation de

la présente invention.

Il est à noter que la présente invention peut se présenter sous de nombreuses formes et modes de réalisation Certains modes

de réalisation de l'invention vont être décrits de façon à permet-

tre une compréhension de l'invention, cependant ils ne limitent en

aucune manière l'esprit et la portée de la présente invention.

En considérant d'abord la figure 1, on voit qu'on a re-

présenté un mode de réalisation d'un appareil électronique de com-

mutation progressive conforme à la présente invention et destiné à être utilisé dans un système d'exploration sismique comportant plusieurs points récepteurs 101-108 qui sont répartis à intervalles le long de la surface de la terre Les points récepteurs ont été désignés par des nombres successifs, par exemple 101 à 108, comme indiqués Chaque point récepteur est relié à la sortie d'un réseau de géophones (non représenté). Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, il est prévu huit points récepteurs Conformément à la présente invention, l'appareil électronique de commutation progressive 100 comprend un nombre de canaux d'entrée qui est la moitié du nombre de points récepteurs En conséquence, dans le mode de réalisation

représenté sur la figure 1, il est prévu quatre canaux d'entrée.

Chaque canal d'entrée comprend un commutateur d'entrée,

qui peut par exemple être un relais à deux positions Les commu-

tateurs d'entrée se présentant sous la forme de relais ont été

désignés par 109 aà 112 sur la figure 1.

Conformément à la présente invention, l'appareil élec-

tronique à commutation progressive 100 fonctionne de manière à re-

lier l'un de deux points récepteurs à chaque canal d'entrée Les deux points récepteurs qui sont reliés à chaque canal d'entrée sont espacés l'un de l'autre d'un nombre de points récepteurs qui est égal à la moitié du nombre total de points récepteurs Dans

le cas du mode de réalisation de la figure 1, les deux points ré-

cepteurs qui sont reliés à chaque commutateur d'entrée de chaque

canal d'entrée sont espacés l'un de l'autre de quatre points ré-

cepteurs Ainsi les points récepteurs 101 et 105 sont reliés aux positions du relais d'entrée 109; les points récepteurs 102 et 106 sont reliés aux positions du relais 110; etc Quand chaque relais se trouve dans la position "A" représentée sur la figure 1, les points récepteurs 101 à 104 sont reliés aux quatre canaux

d'entrée de l'appareil de commutation progressive 100.

Chaque canal d'entrée comprend également un pré-amplifi-

cateur, ces amplificateurs étant désignés par 113 à 116 sur la figure 1 Les entrées des pré-amplificateurs 113 à 116 sont reliés respectivement aux commutateurs d'entrée 109 à 112 Les sorties des pré-amplificateurs 113 à 116 sont reliées aux entrées du

multiplexeur 130, qui fonctionne de manière à établir une trans-

mission multiplex en partage de temps entre ses entrées et une sortie commune Le multiplexeur 130 peut par exemple comprendre plusieurs transistors à effet de champ 117 à 120, comme indiqués sur la figure 1 Les sources des transistors à effet de champ 117 -6- à 120 sont réunies par une connexion commune pour former un bus de données 122 Le bus de données 122 est relié à l'entrée d'un amplificateur à virgule flottante instantanée 123 qui agit, si nécessaire, pour amplifier le signal transmis par le bus de données 122 afin de le maintenir à un niveau compris entre les limites pré-sélectionnées Le signal de sortie de l'amplificateur à virgule

flottante instantanée 123 est appliqué à un convertisseur analogique-

numérique 124, qui convertit le signal de sortie de l'amplificateur à virgule flottante instantanée 123 en un mot numérique Ce mot

numérique est appliqué à un appareil d'enregistrement (non repré-

senté) en vue d'un traitement approprié.

Le mode de réalisation de l'appareil électronique de commutation progressive 100 représenté sur la figure 1 comprend également un dispositif de minutage et de commande 121 qui agit de manière à commander les commutateurs d'entrée 109 à 112 Egalement le circuit de minutage et de commande 121 agit de façon a commander l'ordre dans lequel les transistors à effet'de champ 117 à 120 sont rendus conducteurs pour transmettre séquentiellement les données

de chaque canal d'entrée au bus de données 122 pendant chaque pé-

riode d'échantillonnage de canal d'un intervalle d'enregistrement.

Pendant chaque période d'échantillonnage de canal, la mise en conduction des transistors à effet de champ se produit dans un

ordre correspondant à la séquence des numéros des points récep-

teurs qui sont reliés aux canaux d'entrée de l'appareil de commu-

tation progressive 100.

Dans un mode préféré de réalisation, le dispositif de minutage et de commande 121 comprend un microprocesseur, tel que le composant fabriqué sous la désignation TMS 9900 par la Société "Texas Instruments" Le dispositif de minutage et de commande 121 comprend également une mémoire à accès sélectif, dans laquelle

les données sont mémorisées par le microprocesseur.

En fonctionnement, chaque relais comprenant des commu-

tateurs d'entrée 109 à 112 peut d'abord être placé dans sa posi-

tion "A" par le dispositif de minutage et de commande 121 Pour un

tel positionnement des commutateurs d'entrée 109 à 112, les points-

récepteurs 101 à 104 sont reliés aux canaux d'entrée de l'appareil de commutation progressive 100 Les signaux reçus en provenance

des points récepteurs 101 à 104 sont pré-amplifiés par les amplifi-

cateurs 113 à 116 respectifs.

Les signaux de sortie des pré-amplificateurs 113 à 116 -7- sont transmis par multiplexage en partage de temps au bus de données 122 lorsque le dispositif de minutage et de commande 121 intervient de façon à rendre conducteur les transistors à effet de champ 117 à Dans l'exemple considéré, les transistors à effet de champ sont rendus conducteurs dans la séquence 117-118-119-120 de façon à relier les sorties des préamplificateurs respectifs 113, 114, 115

et 116 au bus de données 122 pendant chaque période d'échantillon-

nage de canal Cet enclenchement séquentiel des transistors à effet de champ se produit de la façon suivante:

Avant le premier intervalle d'enregistrement, le micro-

processeur détermine l'ordre dans lequel les transistors à effet de champ constituant le multiplexeur doivent être rendus conducteurs pendant chaque période d'échantillonnage de canal Des mots de données représentant l'ordre dans lequel les transistors à effet de

champ doivent être rendus conducteurs sont mémorisés dans des empla-

cements séquentiels de la mémoire Pendant chaque période d'échantil-

lonnage de canal, le premier mot de données est extrait de la mémoi-

re et est décodé et le transistor à effet de champ correspondant

est rendu conducteur; ensuite le second mot est extrait de la mé-

moire et est décodé et le transistor à effet de champ correspondant

est rendu conducteur, etc Dans l'exemple considéré, la mémoire con-

tient des mots de données qui, lorsqu'ils sont décodés, provoquent la mise en conduction ou validation des transistors à effet de champ 117-120 dans l'ordre 117-118-119-120 Cet ordre de mise en conduction correspond aux numéros successifs des points récepteurs ( 101 à 104)

reliés aux canaux d'entrée.

Pendant un second intervalle d'enregistrement, des données sont reçues en provenance des points récepteurs 102 à 105 Avant le second intervalle d'enregistrement, le dispositif de minutage et de

commande 121 agit de façon à autoriser la liaison des points récep-

teurs 102 à 105 avec les canaux d'entrée de l'appareil de commuta-

tion progressive 100 Ce résultat est obtenu à l'aide du dispositif de minutage et de commande 121 qui-fournit des signaux faisant en

sorte que les commutateurs d entrée 110 à 112 restent dans la posi-

tion "A" indiquée sur la figure 1, tout en appliquant également un signal au commutateur d'entrée 109 afin qu'il passe dans la position

B" indiquée.

Pendant le second intervalle d'enregistrement, les transis-

tors à effet de champ, doivent être rendus conducteurs dans l'ordre 118119-120-117 pour chaque période d'échantillonnage de canal Cet ordre est nécessaire pour que des données soient transmises au bus -8- 122 dans un ordre correspondant aux numéros séquentiels des points récepteurs ( 102 à 105) qui sont reliés aux canaux d'entrée Avant

le second intervalle d'enregistrement, le microprocesseur du dis-

positif de minutage et de commande 121 produit de nouveaux mots de données destinés à être mémorisés dans la mémoire à accès sélectif, qui réordonne la séquence de mise en conduction des transistors à

effet de champ 117 à 120 Ces mots de données, lorsqu'ils sont dé-

codés pendant le second intervalle d'enregistrement, provoquent la mise en conduction des transistors à effet de champ 117 à 120 dans

l'ordre 118-119-120-117 de manière à relier les sorties des pré-

amplificateurs 114, 115, 116 et 113 au bus de données 122 En con-

séquence, le dispositif de minutage et de commande 121 intervient de

façon à relier les canaux d'entrée de l'appareil de commutation pro-

gressive 100 au bus de données 122 dans l'ordre correspondant aux numéros successifs des points récepteurs, c'est-à-dire 102 à 105, qui sont reliés aux canaux d'entrée de l'appareil de commutation

progressive 100.

Avant un troisième intervalle d'enregistrement, le dispo-

sitif de minutage et de commande 121 fournit des signaux de façon à faire passer le commutateur d'entrée 109 dans la position "B" et à faire rester les commutateurs d'entrée 111 et 112 dans les positions

"A" de la figure 1 Cependant, le dispositif de minutage et de com-

mande agit également de façon à appliquer un signal faisant passer le commutateur d'entrée 110 dans la position "B" En conséquence, les entrées à l'appareil de commutation progressive 100 pendant ce

troisième intervalle d'enregistrement correspondent aux points ré-

cepteurs 103 à 107.

Avant le troisième intervalle d'enregistrement, le dispo-

sitif de minutage et de commande réordonne à nouveau la séquence de mise en conduction des transistors à effet de champ du multiplexeur de manière que la séquence de connexion des canaum d'entrée avec le bus de données 122 pendant chaque période d'échantillonnage

de canal du troisième intervalle d'enregistrement s'effectue égale-

ment dans un ordre correspondant aux numéros successifs des points récepteurs qui sont reliés aux canaux d'entrée Pour chaque période

d'échantillonnage de canal de ce troisième intervalle d'enregistre-

ment, la mise en conduction des transistors à effet de champ 117-120

s'effectue dans l'ordre 119-120-117-118 de façon à relier respecti-

vement les sorties des amplificateurs 115, 116, 113 et 114 au bus de

données 122.

2507784-

Après avoir décrit le fonctionnement d'un mode de réalisa-

tion simplifié de la présente invention, on va maintenant se référer

à la figure 2 qui représente un schéma électrique généralisé d'un mo-

de préféré de réalisation de la présente invention Il est prévu à intervalles espacés le long de la surface de la terre un certain

nombre N de récepteurs qui sont chacun reliés à la sortie d'un ré-

seau de détecteurs sismiques (non représentés) Ces points récepteurs

sont divisés en deux groupes qui sont appelés respectivement le grou-

pe "A" et le groupe "B" Il est prévu dans chaque groupe N/2 points récepteurs Les points récepteurs sont numérotés successivement, par exemple de 1 à N, comme indiqué sur la figure 2 Il est évident qu'on

peut utiliser pour les points récepteurs tout autre système de numé-

rotation approprié.

En se référant encore à la figure 2, on voit qu'un appareil de commutation progressive conforme à la présente invention comprend N/2 canaux d'entrée et que chaque canal d'entrée comprend un certain nombre de commutateurs d'entrée désigné par S( 1) à S(N/2) Chaque commutateur d'entrée est un commutateur à deux positions et il se présente de préférence sous la forme d'un relais, tel que le relais

52 E-L 2-12 V qui est fabriqué par "Aromat" Les deux positions de cha-

que commutateur d'entrée sont désignées respectivement par A et B. La position "A" de chaque commutateur d'entrée S( 1) à S(N/2) est

reliée à un des points récepteurs du groupe A, c'est-à-dire 1 à N/2.

La position "B" de chaque commutateur d'entrée S( 1) à S(N/2) est reliée aux points récepteurs du groupe B c'est-à-dire (N/2 + 1) à N. Chaque canal d'entrée du mode de réalisation représenté

sur la figure 2 comprend en outre un pré-amplificateur, ces pré-

amplificateurs étant désignés par P( 1 > à P(N/2) L'entrée de chaque préamplificateur P( 1) à P(N/2) est reliée aux commutateurs d'entrée respectifs SM 1) à S(N/2) Chaque pré-amplificateur P( 1) à P(N/2) peut être par exemple un dispositif pré-amplificateur du type "custom quad preamp" tel que celui fabriqué par la Société

"Geosource Inc " de Houston, Texas.

Un multiplexeur 201, relié aux sorties des pré-amplifica-

teurs P( 1) à P(N/2), assure la liaison séquentielle de chaque canal d'entrée de l'appareil de commutation progressive au bus de données 203 pendant chaque période d'échantillonnage de canal d'un intervalle d'enregistrement Le multiplexeur 201 peut par exemple comprendre plusieurs transistors à effet de champ, qui sont désignés par OS( 1) à OS(N/2) sur la figure 2 Les drains des transistors à effet de champ sont reliés aux sorties respectives du pré-amplificateur associ

-10 2507784

tandis que les sources des transistors à effet de champ sont reliées sous forme d'une jonction commune de façon à former le bus de données 203 Les grilles dès transistors à effet de champ sont reliées aux sorties du dispositif de minutage et de commande 202 Le multiplexeur '201 comprend de préférence plusieurs dispositifs du type DG 307 BP, tels

que ceux fabriqués par "Siliconix, Inc ".

En fonctionnement, le dispositif de minutage et de commande

202 agit de façon à sélectionner un premier groupe de N/2 points ré-

cepteurs pour les relier aux canaux d'entrée de l'appareil de commu-

tation progressive Ce premier groupe de N/2 points récepteurs peut par exemple comprendre les points récepteurs 1 à N/2 Le dispositif de minutage et de commande 202 peut cependant être programmé pour sélectionner initialement un groupe différent de N/2 points récepteurs à relier aux canaux d'entrée En supposant que les points récepteurs 1 à N/2 définissent le groupe initial de points récepteurs sélectionné, le dispositif de minutage et de commande 202 engendre les signaux appropriés pour faire en sorte que tous les commutateurs d'entrée, S( 1) à S(N/2) soient placés dans la position "A" représentée A la suite d'une perturbation sismique, des données qui sont disponibles aux points récepteurs 1 à N/2 sont appliquées aux canaux d'entrée et sont pré amplifiées par les pré-amplificateurs P( 1) à P(N/2) Le dispositif de minutage et de commande 202 agit pendant chaque période d'échantillonnage de canal pour relier chaque canal d'entrée au bus de données 203 dans un ordre correspondant aux numéros successifs des points récepteurs présentement reliés aux canaux d'entrée de l'appareil de commutation progressive L'ordre de validation est déterminé par un microprocesseur, de la manière décrite ci-dessus en

référence à la figure 1 Dans l'exemple décrit ci-dessus, le disposi-

tif de minutage et de commande 202 opère pendant chaque période d'é-

chantillonnage de canal pour valider les transistors de sortie OS( 1) à OS(N/2) dans l'ordre suivant: OS( 1), OS( 2) OS(N/2), etc Les signaux transmis par le bus de données 203 apparaissent dans un ordre correspondant aux numéros séquentiels des points récepteurs qui sont reliés aux canaux d'entrée, c'est-à-dire 1 à N/2 Les signaux sont amplifiés par un amplificateur à virgule flottante instantanée

204, si nécessaire, et ils sont appliqués à un convertisseur analogi-

que-numérique 205 Le signal de sortie du convertisseur analogique-

numérique 205 est appliqué à un appareil d'enregistrement (non repré-

senté) en vue de la mémorisation appropriée des signaux numériques.

Avant le second intervalle d'enregistrement, le dispositif de minutage et de commande 202 agit de façon à faire passer un des commutateurs d'entrée dans son autre position, de manière qu'un groupe différent de N/2 points récepteurs soit relié aux canaux d'entrée Dans l'exemple considéré, le dispositif de minutage et de commande 202 fournit un signal faisant passer le commutateur d'en- trée S( 1) dans la position "B", tout en appliquant à tous les autres

commutateurs des signaux les faisant rester dans la position "A".

Dans cet agencement, des données provenant des points récepteurs 2

(N/2 + 1) sont appliquées aux canaux d'entrée de l'appareil de com-

mutation progressive En conséquence, l'appareil de commutation progressive a "progressé" de manière à relier une nouvelle série de

N/2 points récepteurs aux canaux d'entrée.

Pendant chaque période d'échantillonnage de canal du second intervalle d'enregistrement, le dispositif de minutage et de commande 202 agit de façon à valider les commutateurs de sortie du multiplexeur 201 dans l'ordre suivant: OS( 2), OS( 3), OS(N/2), OS( 1) Avant le second intervalle d'enregistrement, le dispositif di minutage et de commande 202est intervenu de manière à réordonner le multiplexeur 201 de la manière décrite ci-dessus en référence à la figure 1 En conséquence, les canaux d'entrée de l'appareil de commutation progressive sont reliés au bus de données 203 dans un ordre correspondant aux numéros successifs des points récepteurs reliés aux canaux d'entrée, c'est-à-dire 2 à (N/2 + 1) dans ce second

exemple.

Le processus peut se poursuivre jusqu'à N/2 fois et, pendant la N/2 ème répétition, le dispositif de minutage et de

commande 202 produit des signaux qui font passer tous les commu-

tateurs d'entrée S( 1) à S(N/2) dans la position "B" Pendant ce N/2 ème intervalle d'enregistrement, les points récepteurs (N/2 + 1) à

N fournissent des données au bus 203.

On a supposé ci-dessus que le système d'enregistrement a la capacité d'enregistrer N/2 canaux d'information Cependant on rencontre couramment le cas o la capacité en canaux du système,

qui a été désignée par M, est inférieure à N/2 Dans une configura-

tion d'un système auquel l'invention est applicable, N/2 est égal

à 132 canaux tandis crue M est égal à 120 canaux.

En conséquence, dans un mode préféré de réalisation de

l'invention, les valeurs M et N/2 sont programmées dans le dispo-

sitif de minutage et de commande 202 Dans des situations o M est égal à N/2, l'appareil de commutation progressive fonctionne comme -12-

décrit ci-dessus Cependant, lorsque M est inférieur à N/2, l'appa-

reil de commutation progressive fonctionne de manière à relier seu-

lement M des N/2 canaux d'entrée au bus de données 203 pendant cha-

que période d'échantillonnage de canal d'un intervalle d'enregis-

trement. Dans une exploration sismique, il est souvent souhaitable de séparer les M points récepteurs fournissant les données en deux groupes, avec un "créneau" de points récepteurs entre les deux groupes Pendant un intervalle d'enregistrement, des données ne

sont pas enregistrées en provenance des points récepteurs du "cré-

neau" Lorsqu'un tel créneau est utilisé, il est courant d'activer

une source sismique en un emplacement du créneau.

Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, le

dispositif de minutage et de commande 202 est programmé non seule-

ment avec la capacité en canaux M de l'appareil d'enregistrement et avec le nombre de canaux d'entrée N/2, mais également avec le nombre de points récepteurs dans le créneau et le point récepteur initial de début du créneau Il est évident que le nombre maximal de points récepteurs pouvant se trouver dans le créneau est égal à N/2 moins M. A titre d'exemple, on va supposer qu'il existe 264 points récepteurs (c'est-à-dire N= 264) dans le système et que l'appareil d'enregistrement a une capacité de 120 canaux On va supposer en outre que: ( 1) les points récepteurs sont numérotés de 1 à 264; ( 2) on désire avoir un créneau de douze points récepteurs; ( 3) l'enregistrement doit commencer avec le point récepteur numéro 1 ( 4) que le créneau pour le premier groupe de N/2 points récepteurs doit commencer avec le point récepteur numéro 61 Dans cet exemple, le premier créneau comprend des stations d'enregistrement numéro 61

à 72.

Lorsque les informations précitées sont programmées dans

le dispositif de minutage et de commande 202, des signaux sont en-

gendrés par ce dispositif 202 pour faire passer initialement tous

les commutateurs d'entrée S( 1) à S(N/2) dans la position "A" Pen-

dant chaque période d'échantillonnage de canal d'un premier inter-

valle d'enregistrement, des données sont enregistrées en provenance

des points récepteurs numéro 1 à numéro 60 et numéro 73 à numéro 132.

Le dispositif de minutage et de commande 202 valide les commutateurs de sortie OS( 1)-OS( 60) et OS( 73)-OS( 132) dans cet ordre pendant chaque période d'échantillonnage de canal du premier intervalle -13d'enregistrement. Avant le second intervalle d'enregistrement, le dispositif de minutage et de commande 202 produit un signal faisant passer le commutateur d'entrée S( 1) dans sa position "B" et il applique des signaux à chaque commutateur S( 2) à S( 132) pour qu'ils restent dans la position "A" Pendant le second intervalle d'enregistrement, des données sont enregistrées en provenance des points récepteurs numéro 2 à numéro 61 et numéro 74 à numéro 133 Le dispositif de minutage et de commande 202 valide les commutateurs de sortie dans l'ordre suivant OS( 2) -OS( 61), OS( 74)-OS( 132), OS( 1), pendant chaque période

d'échantillonnage de canal du second intervalle d'enregistrement.

* Pendant la N/2 ème répétition du processus décrit ci-

dessus, chaque commutateur d'entrée S( 1) à S(N/2) se trouve dans sa position "B" et des données sont enregistrées en provenance

des points récepteurs 133-192 et 205-264.

Dans chacun des exemples décrits ci-dessus, l'enregistre-

ment des données a commencé lorsque chaque commutateur d'entrée se

trouve dans la position A et il s'est poursuivi jusqu'à ce que cha-

que commutateur d'entrée passe dans sa position "'B" Il va de soi

que, avec l'appareil de commutation progressive conforme à l'inven-

tion, l'enregistrement d'une donnée peut commencer avec n'importe

quel groupe désiré de N/2 points récepteurs.

En considérant maintenant la figure 4 a, on voit qu'on a représenté un mode de réalisation d'une partie des canaux d'entrée indiqués sur les figures 1 et 2 Chaque commutateur d'entrée S(i) Ti= 1,2,,N/27 comprend un commutateur à double pôle et à double voie, comme indiqué Lorsque le commutateur S(i) se trouve dans la position indiquée sur la figure 4 a, une donnée provenant du point

récepteur relié à la position "A" est appliquée au canal d'entrée.

Lorsque le dispositif de -minutage et de commande provoque le chan-

gement de position du commutateur S(i), le canal d'entrée reçoit un signal provenant du point récepteur qui est relié à l'entrée "B"

du commutateur S(i).

Un filtre de ligne 403 est branché dans chaque canal d'en-

trée et il est disponible auprès de la Société "Geosource Inc " de Houston Texas Le filtre de ligne 403 a pour fonction d'éliminer par filtrage l'énergie HF apparaissant dans le câble et d'atténuer

le bruit résultant de décharges statiques.

En considérant maintenant la figure 4 b, on voit qu'on a représenté un mode préféré de réalisation de chaque commutateur -14- d'entrée S(i) Zi= 1,2,,N/27 de chaque canal d'entrée représenté sur les figures 1 et 2, ainsi que le circuit logique qui commande son fonctionnement Le commutateur d'entrée S(i) comprend des

relais de verrouillage 410-412 qui sont chacun constitués de préfé-

rence par un relais du type 52 E-L 2-12 V fabriqué par la Société "Aromat" Chaque relais 410-412 comporte deux bobines qui sont branchées en série et deux commutateurs à double pôle et à double voie, comme indiqués La combinaison-série des bobines du relais 410 est connectée entre les sortie Q 7 et Q 6 d'un pilote de relais 413; la combinaison- série des bobines du relais 411 est connectée entre les sorties Q 6 et Q 5 du pilote de relais 413; tandis que la combinaison-série des bobines du relais 412 est connectée entre les sorties Q 5 et Q 4 du pilote de relais 413 Le côté d'entrée de chaque commutateur de relais 410 est relié à l'entrée A, qui représente la sortie d'un point récepteur du groupe A (figure 2) Un côté de chaque commutateur du relais 411 est relié à l'entrée B, qui représente la sortie d'un point récepteur du groupe B (figure 2), qui est éloigné de N/2 points récepteurs du point récepteur connecté au relais 410 Les côtés de sortie des deux commutateurs du relais 410 et les côtés de sortie des deux commutateurs du relais 411 sont

joints par une connexion commune aux côtés d'entrée du relais 412.

Les côtés de sortie des deux commutateurs du relais 412 sont reliés

au filtre de ligne 403.

Chaque relais 410-412 fonctionne de la manière suivante,

en se référant au relais 410 pour décrire ce fonctionnement Lors-

que la sortie Q 7 du pilote de relais 413 est au niveau logique 1 (c'està-dire à quinze volts) et lorsque la sortie Q 6 du pilote de relais 413 est au niveau logique O (c'est-à-dire zéro volt),

les commutateurs du relais 410 prennent les positions indiquées.

Ces commutateurs restent dans les positions indiquées jusqu'à ce qu'une tension de polarité inverse soit appliquée à la bobine Ce changement de polarité est effectué lorsque la sortie Q 6 du pilote de relais 413 passe au niveau logique 1 et lorsque la sortie Q 7 du pilote de relais 413 passe au niveau logique 0 Lorsque la polarité de la tension appliquée à la bobine est modifiée, chaque commutateur

du relais 410 prend la position opposée à celle de la figure 4 b.

Les autres sorties du pilote de relais 413 sont reliées aux bobines des relais des autres canaux d'entrée de l'appareil de commutation progressive Dans un mode de réalisation de l'appareil de commutation progressive selon l'invention, il est prévu 132 canaux -15- d'entrée et 64 pilotes de relais 413 sont nécessaires pour assurer

la commande des relais des canaux d'entrée de ce mode de réalisation.

Le pilote de relais 413 est de préférence un dispositif du type

74 C 374, tel que celui fabriqué par "National Semiconductor".

Le pilote de relais 413 reçoit huit bits de données (D 8-D 15) provenant du microprocesseur du dispositif de minutage et de commande 202 (figure 2) Les bits de données D 8-D 15 sont chargés

dans le pilote de relais 413 par le signal d'horloge qui est égale-

ment produit par le microprocesseur Le microprocesseur produit éga-

lement des bits de données D 5-D 7 qui sont chargés dans un verrou 414 par le signal d'horloge Les signaux de sortie du verrou 414

sont appliqués à un décodeur 415.

Quand le pilote de relais 413 est validé, ces sorties prennent un niveau logique 1 ou un niveau logique O en fonction de la donnée fournie par le microprocesseur Quand le pilote de relais 413 n'est pas validé, ces sorties se trouvent dans un état de forte impédance La fonction du décodeur 415 est de décoder les bits D 5-D 7

et de valider en correspondance le pilote de relais.

En fonctionnement, on va supposer que le premier groupe de N/2 points récepteurs à relier aux canaux d'entrée de l'appareil de commutation progressive comprend les points 1 à N/2 (figure 2) Dans ce cas, le microprocesseur produit des mots de données avant le premier intervalle d'enregistrement pour faire en sorte -que: ( 1) les contacteurs du relais 410 de chaque canal d'entrée passent dans les positions indiquées sur la figure 4 b; ( 2) les contacteurs

de chaque relais 411 de chaque canal d'entrée passent dans les posi-

tions indiquées sur la figure 4 b; et ( 3) les contacteurs de chaque commutateur d'entrée 412 passent dans les positions indiquées sur

la figure 4 b Lorsque lesdits contacteurs sont placés dans les posi-

tions précitées, des données sont transmises par l'intermédiaire du relais 410 et du relais 412 au filtre de ligne 403 et au pré-amplifi cateur 404 Pendant le second intervalle d'enregistrement, le canal

d'entrée 1 doit être relié au point récepteur N/2 + 1 et en corres-

pondance, avant le second intervalle d'enregistrement, le micro-

processeur du dispositif de minutage et de commande 202 produit des mots de données D 5-D 15 qui provoquent des changements de position

des contacteurs des relais 410, 411, du premier canal d'entrée.

En référence à la figure 4 b, les côtés de sortie des deux contacteurs des relais 410 à 412 sont reliés respectivement au bus de contrôle 1, au bus de contrôle 3 et au bus de contrôle 2 Le bus -16- de contrôle 1 et le bus de contrôle 3 sont principalement utilisés pour effectuer des contrôles de fuite et de continuité sur le câble assurant la liaison de l'appareil de commutation progressive aux points récepteurs et à des entrées court-circuitées non enregistrées pour réduire les couplages parasites en cours d'enregistrement. Ces contrôles de fuite et de continuité peuvent être effectués sur

des canaux qui ne sont pas en train de fournir des données.

Le bus de contrôle 2 est principalement utilisé pour éta-

blir une communication par ligne entre le véhicule d'enregistrement et un point récepteur relié sous la forme d'une entrée au relais 410 ou au relais 411 et pour effectuer des contrôles de fuite et de continuité Typiquement, une communication par ligne est établie avec un point récepteur se trouvant dans le "créneau", c'est-à-dire un point récepteur qui n'est pas en train de fournir des données

pendant un intervalle d'enregistrement.

En considérant maintenant les figures 3 a à 3 d, on voit

qu'on a représenté un organigramme qui met en évidence le fonction-

nement du microprocesseur du dispositif de minutage et de commande 202 de la figure 2 On estime que cet organigramme est suffisant pour permettre à un spécialiste en la matière de réaliser et d'utiliser

l'appareil de minutage et de commande 202.

Il est évident que, dans les revendications qui vont

suivre, on couvre non seulement la situation o N/2 est égal à M, mais également la situation o N/2 est supérieur à M. -17-

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Appareil électronique de commutation progressive utili-

sable dans un système d'exploration sismique, comprenant N points récepteurs destinés à recevoir des signaux provenant de détecteurs sismiques, lesdits points récepteurs étant numérotés successivement et étant répartis à intervalles le long de la surface de la terre,

ainsi qu'un système d'enregistrement comportant M canaux d'enre-

gistrement de données sismiques, caractérisé en ce qu'il comprend N/2 canaux d'entrée pour recevoir des signaux provenant d'un groupe de N/2 points récepteurs ( 101 à 108), chaque canal

d'entrée comportant un circuit de sélection ( 109 à 112) pouvant sé-

lectionner l'un de deux points récepteurs en vue d'une connexion au canal, les deux points récepteurs précités de chaque canal étant espacés l'un de l'autre de N/2 points récepteurs, et un multiplexeur ( 130) à partage de temps assurant le multiplexage du signal entre chaque canal d'entrée et un bus de transmission de signaux ( 122), et un dispositif de minutage et de commande ( 121) comprenan

un circuit: (a) pour faire fonctionner le multiplexeur pendant cha-

que période d'échantillonnage de canal d'un intervalle d'enregistre-

ment afin de sélectionner un groupe de M canaux parmi les N/2 canaux d'entrée pour former des canaux de données et afin de relier ledit groupe de M canaux d'entrée au bus de transmission de signaux dans un ordre successif correspondant aux numéros successifs des points récepteurs qui ont été sélectionnés dans le groupe de canaux de données; et (b) pour faire fonctionner le circuit de sélection de façon à changer le groupe de N/2 points récepteurs qui sont reliés

aux canaux d'entrée pendant un intervalle d'enregistrement suivant.

2 Appareil de commutation progressive selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que le dispositif de minutage et de commande ( 121) comprend en outre un circuit pour court-circuiter tous les points récepteurs à partir desquels des données n'ont pas

été enregistrées pendant un intervalle d'enregistrement.

3 Appareil de commutation progressive selon la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que chaque canal d'entrée comprend: un préamplificateur ( 113 à 116) comportant une entrée et une sortie et un commutateur électronique ( 109 à 112) d'entrée à deux

positions pour relier l'entrée du pré-amplificateur du canal d'en-

trée à l'un ou l'autre de deux points récepteurs.

-18-

4 Appareil de commutation progressive selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que le multiplexeur comprend N/2 com-

mutateur de sortie, à savoir un commutateur de sortie ( 117 à 120) pour chaque canal, de manière à transmettre l'entrée pré-amplifiée du canal au bus de signal. Appareil de commutation progressive selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque commutateur d'entrée comprend

un relais électronique ( 109 à 112).

6 Appareil de commutation progressive selon la revendi-

cation 4, caractérisé en ce que chaque commutateur de sortie com-

prend un transistor à effet de champ ( 117 à 120).

7 Appareil de commutation progressive selon l'une quel-

conque des revendications 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que le

circuit de minutage et de commande comprend un micro-ordinateur.

8 Appareil électronique de commutation progressive utili-

sable dans un système d'exploration sismique, ledit système compor-

tant N points récepteurs qui sont numérotés successivement et qui sont répartis à intervalles le long de la surface de la terre, ainsi qu'un système d'enregistrement comportant M canaux pour enregistrer des données sismiques, caractérisé en ce qu'il comprend:

N/2 canaux d'entrée, chaque canal comportant un pré-

amplificateur (P( 1) à P(N/2)) pourvu d'une entrée et d'une sortie, ainsi qu'un commutateur électronique d'entrée (S( 1) à S(N/2)) à deux positions pour relier l'entrée de son pré-amplificateur associé à l'un ou l'autre de deux points récepteurs qui sont espacés l'un de l'autre de N/2 points récepteurs, un multiplexeur ( 201) pour assurer le multiplexage en partage de temps des sorties des pré-amplificateurs vers un bus de signal, un circuit de minutage et de commande ( 202) pour faire fonctionner le multiplexeur pendant chaque période d'échantillonnage de canal dans l'intervalle d'enregistrement afin d'appliquer les signaux pré-amplifiés provenant d'un groupe de M points récepteurs au bus de signal dans un ordre séquentiel correspondant aux numéros successifs des points récepteurs de ce groupe, et pour changer le groupe de N/2 points récepteurs qui sont reliés aux entrées des

pré-amplificateurs pendant un intervalle d'enregistrement suivant.

9 Appareil de commutation progressive selon la revendi-

cation 8, caractérisé en ce que chaque commutateur d'entrée comprend

un relais.

Appareil de commutation progressive selon la revendi-

cation 8, caractérisé en ce que le multiplexeur comprend plusieurs

transistors à effet de champ.

11 Appareil de commutation progressive selon l'une quel-

conque des revendications 8, 9 ou 10, caractérisé en ce que le

circuit de minutage et de commande comprend un micro-ordinateur.

12 Procédé pour collecter des données sismiques en utili-

sant un système d'exploration sismique comportant N points récepteur qui sont numérotés successivement et qui sont placés à intervalles sur la surface de la terre, et comportant M canaux pour enregistrer des données sismiques, caractérisé en ce qu'il consiste à:

créer un appareil électronique de commutation progres-

sive comportant N/2 canaux d'entrée, relier N/2 points récepteurs aux canaux d'entrée, assurer le multiplexage des M canaux d'entrée parmi les N/2 canaux d'entrée vers un bus de signal pendant chaque période d'échantillonnage de canal dans l'intervalle d'enregistrement dans

une séquence correspondant aux numéros successifs des points récep-

teurs constituant lesdits M canaux, et changer le groupe de N/2 points récepteurs qui sont reliés aux canaux d'entrée pendant un intervalle d'enregistrement suivant.