JPH01301190A - 下向き孔の人工地震源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、大略的には、下向き孔の人工地震源に関し
、詳しくは、これに限定されないが、横波と縦波との両
方のエネルギを試掘孔の壁に発生するための軌道振動源
の改良タイプに関する。

〔従来の技術〕

従来技術では、種々のタイプの送信／受信検層装置に用
いられる種々の下向き孔の人工地震源が見受けられる。

種々のタイプの人工地震源は、試掘孔に音客エネルギを
生起し、その後、受信したエネルギの速度及び／又は位
相を分析し、前層構造を確認するために利用される。地
震情報の獲得に新しいアプローチを可能にするために、
非常に大きなエネルギ入力を高いＳＮ比で発生し、横波
及び／又は縦波を発生する、適切な下向き孔の人工地震
源を開発する努力が現在多数によりなされている。その
ため、試掘孔の璧、又はある場合には井戸ケーシングに
、正確な簡明な地震エネルギ入力を与えようと企図して
、現在の努力は、様々な形態を取っており、様々な機構
を利用している。

このような人工地震源の開発は、地震情報の獲得と分析
とに新しい可能性を開くであろうと考えられている。

〔発明の概要〕

この発明は、横波及び／又は縦波のエネルギを試掘孔の
壁に結合するために、リアクション質量体及び運動発生
器を利用する、下向き孔の振動発生装置（人工地震源）
の改良タイプに関する。エネルギは充分なパワーで最終
的に波動の形態で発生されるため、地震エネルギ検出の
非常に発展された方式が可能になる。基本原理として、
この発明は、略筒状のゾンデのケーシングを人工地震源
のリアクション質量体として利用している一方、横軌道
運動を試掘孔内の流体を介して試掘孔の壁に与えるため
に、相互作用の回転ディスクなどを備えている。この発
明は、モータ駆動の偏心したディスク、圧電による変位
装置、電磁による変位装置、並びに、様々な制御及び安
全装置を備える、種々のタイプの基本的な軌道運動発生
器を企図してる。

従って、この発明の１つの目的は、逆の垂直地震断面、
試掘孔検層、横孔地震断面、及び関連情報の獲得に用い
ることに効果的である、下向き孔の人工地震源を提供す
ることにある。

この発明の目的は、また、横波と縦波とを高いＳＮ比で
同時に発生する下向き孔の振動源を提供することにある
。

この発明の別の目的は、エネルギを試掘孔内の流体を介
して試掘孔の壁又はそのケーシングに結合することを容
易になし得る下向き孔の振動源を提供することにある。

この発明のさらに別の目的は、時間転位された軌道伝達
のために、楕円形に分極された地震横波を流体が充填さ
れた試掘孔の壁に発生することにある。

最後に、この発明の目的は、方位角を要求しない下向き
孔の振動源を提供することにある。即ち、地震出力は、
全ての半径方向に同じである。

〔実施例〕

第１Ａ図及び第１Ｂ図には、流体１４を収納している試
掘孔１２内に吊持されている一つのタイプの軌道の人工
地震源１０が示されている。人工地震源１０は、ケーブ
ル１６及び適切な震動絶縁装置（図示略）によって吊持
されている。この震動絶縁装置は、レシーバゾンデ１８
に対するあらゆる相互作用の振動を減衰する。１以上の
レシーバゾンデ１８の全体のゾンデ紐、振動絶縁装置、
及び人工地震源１０が試掘孔内の流体１４内に面制御さ
れた検層ケーブル２０によって支持されている。

レシーバゾンデ１８は、振動絶縁された１以上の地震エ
ネルギ検出器２４２〜２４ｎを収納した管状のフレーム
２２から構成されている。これらの検出器２４８〜２４
ｎは、試掘孔内の流体１４にエネルギ結合した関係で取
付けられている。試掘孔で発生されたエネルギから得ら
れる情報しだいで、様々な検出器の構成が採用されても
良い。

例えば、他の場合には、レシーバゾンデ１８は取除かれ
、人工地震源１０は、縦波と軌道横波とを発生するため
に下向き孔内に位置されて、選択された垂直地震断面（
ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｐｒｏｆｉｌｉｎ
ｇ。

ＶＳＰ）のために整列された面検出器列が採用されてい
る。さらに他の場合には、レシーバゾンデ１８は取除か
れ、人工地震源工０は、縦波と１ＰＩＬ道横波とを派生
するために下向き孔内に位置されて、地震エネルギ検出
器が、横孔地震像ｉｉｉ影のために、試掘孔１２付近で
分離した１以上の試掘孔内に位置されている。

人工地震源１０は、上部及び下部に相当大きい質量体（
第１及び第２のキャンプ手段）２８．３０を有するよう
に形成されたフレーム（フレーム手段、シリンダ）２６
から構成されている。このフレーム２６は、人工地震源
１０のリアクションのための振動絶縁の質量体を構成し
ており、質量体２８．３０は、梁組３２，３３によって
精密に位置合せされて保持されている。内側の梁組３２
は、質量体２８．３０の間に筒状室３４を規定するよう
に固定され、且つ、周方向に配列され相互に連結された
複数のバー（支柱から形成されている。

フィードバックエンコーダが組込まれたＡＣ又はＤＣモ
ータ（駆動モータ）３６が上部の質量体２８内に固定さ
れ、この駆動モータ３６が可撓性の継手３８を介して駆
動軸４０に軸線回りの回転駆動力（回転出力）を提供す
る。駆動軸４０は、この駆動軸に固定され偏心したディ
スク４２を有している。このディスク４２は、駆動軸４
０が上部及び下部の支持部材４４．４６内で回転すると
き、回転する。ディスク４２は、駆動軸４０に偏心して
取付けられている。しかしながら、第、Ｉ　Ｂ図に示さ
れるように、ディスク４２は、駆動軸４０に対して動的
にバランスされており、その結果、若しディスク４２が
空気中で回転されたとすると、ディスク４２は、振動せ
ずに回転する。そのため、第１Ｂ図に示されるように、
ディスク４２の回転は、１点鎖線４８で規定された円形
経路まで広がる。その結果、流体（筒状室３４内のオイ
ル）が回転運動され、偏心したディスク４２の半径の最
も大きい点５０での流体の圧力が増大される。即ち、デ
ィスク４２は、駆動軸４０の中心軸線の回りの円形経路
（１点鎖線）４８の軌道にまで広がって回転し、このと
き、半径の最も大きい点５０での圧力が増大される一方
、ディスク４２の回りの１８０°の領域での圧力が減少
される。

複数のバーからなる内側の梁組３２は、上部及び下部の
リアクションの質量体２８．３０に堅固に連結されてい
る。スリーブ状の弾性膜（ブーツ）５２が、内側の梁組
３２を覆い且つ空間（筒状室）３４を囲うように円周方
向に固定されている。

この筒状室３４内には、高く濾過され低粘性のオイル（
流体）が充填されている。圧力保障装置（図示路）は、
レシーバゾンデ１８が試掘孔内を垂直方向に横断すると
き、弾性膜５２への圧力を等しくする。弾性膜５２は、
適切なリングクランプ等によって上部及び下部の質量低
２８．３０の回りにシールして固定されている。外側の
梁組３３は、弾性膜５２が試掘孔１２の側壁に接触する
ことを妨げているとともに、上部及び下部の質量低２８
．３０に堅固に接触されている。光学的な試掘孔センタ
ーライザ（ｏｐｔｉｃａｌ　５ｔａｔｅ−ｏｆ−ｔｈｅ
−ａｒｔｂｏｒｅｈｏｌｅ　ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｒｓ
、図示路）が、人工地震源１０及びレシーバゾンデ１８
を試掘孔内の中心に維持するように、及び作用の間にゾ
ンデ１８の回転を妨げるように利用されても良い。

偏心したディスク４２が回転するとき、半径の最も大き
い点５０は、弾性膜５２に対して外方にオイルを押圧す
る。その結果、弾性膜５２の内部での局地的な圧力が増
大されている。同時に、ディスク４２の回りの１８０°
の領域での圧力は、ディスク４２がこの領域から最大に
離れたところに移動しているため、減少されている。弾
性膜５２の外部は、ディスク４２の半径の最も大きい点
５０に最も近い領域において、外方に変位されると同時
に、ディスク４２の反対側に最も近い領域において、内
方に変位される。そのため、弾性膜４２の外部は、軌道
上で試掘孔内の流体１４を介して試掘孔１２の壁に結合
された回転双極子横波を発生（ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ
　）する働きをする。

第２図には、軌道横波エネルギが下向き孔の所定位置か
ら試掘孔１２に沿って上方に伝達される様子が理想的に
示されている。そのため、試掘孔１２のいくつかの点で
継続して発生された軌道横波が、楕円形に分極化され螺
旋経路５４に沿う横波として上方に伝達される。そのた
め、エネルギは、光線経路５６即ち試掘孔１２の軸線に
沿って伝達される。分子運動は、地中の分子を光線経路
５６に垂直な面に沿って継続して運動させて伝達される
ため、分子運動の各ベクトル５８は、光線経路５６の回
りに回転する。横波が上方に進行し、運動ベクトル５日
が発生構成の楕円機能に依存して長軸と短軸との間で変
化できるため、運動ベクトル５８は、螺旋に広がる。人
工地震源が回転ディスクからなる場合には、大抵、横波
の楕円形分極は、円形又は特別な場合をとる。楕円の方
位は、地震源の回転の方向を逆にすることによっ゛て容
易に逆にされる。このような横波の楕円形分極は、出願
中の米国特許出願８９７，４４８号名称「楕円形分極横
波を用いる地震探査方法」に開示されている。

第２図には、上方への螺旋伝達経路が示されているが、
下方への螺旋伝達経路も存在し、この伝達経路は、人工
地震源の中心を基準として、第２図に示された伝達経路
の鏡像である。

第２図には、試掘孔に同軸である光線経路の回りの伝達
形態のみが示されている。若し、地震源からの軌道入力
が円形であるならば、試掘孔の軸線に対して傾斜したあ
らゆる光線経路の回りの伝達は、楕円螺旋に沿っており
、この光線経路が試掘孔軸線に垂直に到達すると、楕円
の短軸は、零に縮められる。即ち、面分極のみされた横
波が、地震源の中心を通り試掘孔の軸線に垂直である面
内で発生される。

軌道の人工地震源が地震の縦波を発生することに効果的
であることは強調されるべきである。水平な双極子源が
水平軸線に対称である２つのロブに縦波を発生すること
が知られている。上述したように、軌道の人工地震源は
、要するに回転双極子である。従って、人工地震源は、
試掘孔の垂直軸線の回りの全ての半径方向に縦波を発生
する。

このような縦波は、試掘孔の側壁に対して回転圧力を直
接作用させることによって発生させられる。

さらに、実験の確証によると、横波の発生作用は、試掘
孔の中心軸線に対して４５°傾斜した全ての光線経路を
中心とする縦波を同時に発生する。そのため、下向き孔
の軌道の振動源は、効果的な普遍的な下向き孔の人工地
震源である。

第３Ａ図乃至第３Ｃ図には、軌道の横波振動源（人工地
震源）の変形例が示されている。この振動源は、リアク
ションの質量体内のアンバランス質量の回転の概念を採
用している。即ち、リアクションの質量体の外壁の軌道
運動に応答して地震エネルギが発生される。この場合、
軌道横波の振動源（人工地震源）６０は、リアクション
の質量体をも形成しているハウジング（フレーム手段、
シリンダ）６２を備えている。管状のハウジング６２は
、冠スリーブ６４などから成る複数の部分から形成され
ている。この冠スリーブ（キャップ）６４は、上部スリ
ーブ６６にシールして螺合固定されている。この上部ス
リーブ６６は、順次、中間スリーブ６８にシールして螺
合連結されている。中間スリーブ６８は、底スリーブ７
０　（第３Ｂ図）内に螺合して収納されている。この底
スリーブ７０は、底キャンプスリーブ７２に螺合係合さ
れており、このスリーブ７２に螺合したキャップ７４か
ら、下向きの半円状のつる７６が延出している。

多数の導管検層ケーブル８０を有するコネクタカラー７
８は、コネクタ８８に一体である螺合ポスト８２によっ
て、コネクタ８８を介して振動源６０にシールして連結
されている。回転質量体８４は、上部スリーブ６６に冠
スリーブ６４を螺合付着するような寸法にさ、れている
一方、螺合ボスト８２に螺合するための半径方向の甥子
孔８６を規定している。螺合ボスト８２は、シール室を
形成するコネクタ８８を介して延出されて、冠スリーブ
６４の上部内の螺子９２によって螺合カラー９０に堅固
に螺合係合されている。そのため、回転質量体８４は、
上部ケーブルアンセンブリとの堅固な連結を提供するだ
けでなく、少な（とも１つの受信器９４のための支持構
造をも提供している。この受信５９４は、回転質量体８
４の選択的な回転により、横に所定に位置合せされて維
持されている。合せピン８５は、上部スリーブ６６に対
する回転質量体８４の回転を妨げている。

振動源６０の下部は、回転質量体９６が底キャップスリ
ーブ７２及び底スリーブ７０の螺合テラセンブリに固定
されるように同様に構成されている。ケーブルコネクタ
９８は、回転質量体９６の螺子孔１００内に螺合して収
納されて、下部ケーブル１０２への電気接続を提供して
いる。下部ケーブル１０２は、所定の形状でもらいられ
るが、これに限らず、その他、適切なプラグ部材が用い
られても良い。半円状のつる７６は、安定させる所定の
ウェイトを吊持するために用いられる。回転質量体９６
は、以下に述べるように用いられるために、指示された
方位に少なくとも１つの受信器１０４を保持している。

この方位は、表示ピン（図示路）によって維持される。

中間スリーブ６８は、可変速度ＡＣ又はＤＣ電動モータ
（駆動モータ）１０６を収納している。

この電動モータ１０６は、両端軸１０８を有し、偏心し
た第１及び第２のロータ１１６，１４０に回転駆動力（
回転出力）を提供している。電動モータ１０６には、速
度及び位相制御に用いられるためにフィードバック制御
が設けられたエンコーダ（図示路）が組込まれている。

電動モータ１０６の下側（第３Ｂ図）は、横環状フラン
ジ１１０に堅固に固定されており、回転軸１０８は、偏
心した第１のロータ１１６に固定された出力軸１１４を
有する可撓性継手１１２に固定されている。

円形のハウジング部材１１８は、スペーサ１１９によっ
て、中間スリーブ、６８及び下部スリーブ６２の連結部
に適切に固定されて、筒状の空７＠１２０を規定してい
る。ハウジング部材１１８に固定され且つ軸線方向に位
置合せされた一対の軸受１２２．１２４は、偏心した第
１のロータ１１６の回転支持を提供している。第３Ｃ図
に示されるように、偏心した第１のロータ１１６は、円
形ディスクであり、出力軸１１４の駆動点がこのディス
クのセンターから偏心している。偏心したロータは、明
らかに、他の形態で用いられても良い。図示された形態
は、高い質量の偏心性を提供することと、空気抗力を減
少することとの妥協である。

電動モータ１０６が環状のフランジ１２６に固定されて
いるように、類似の構造が振動源６０の上端（第３Ａ図
）にも採用されている。筒状のスペーサ１２８が適切な
筒状のハウジング部材１３０の下に支持されている。こ
のハウジング部材１３０は、上部スリーブ６６と中間ス
リーブ６８との螺合連結部にスペーサ１２９によって固
定されている。回転軸１０８の上端は、偏心した第２の
ロータ１４０に固定された出力軸１３４に回転出力を提
供する可撓性継手１３２に連結されている。

第２のロータ１４０は、上部及び下部の軸線方向の軸受
１３６，１３８内に保持されている。ハウジング１３０
は、筒状の空洞１３７を規定している。第１及び第２の
ロータＩＬ６．１４０は、位相及び半径方向に位置合せ
されて、各出力軸１３４．１１４にキ一連結されている
。

作動時に、振動源６０は、流体が充填された試掘孔（図
示路〉内で指示された位置に吊持されている。ハウジン
グ６２の外筒状壁は、試掘孔の壁にエネルギ結合された
関係になっている。電動モータ１０６による偏心した第
１及び第２のロータ１１６．１４０の同位相回転は、ハ
ウジング６２のリアクション的な軌道運動を発生させる
。これに起因して、横波が、第２図に示されるように、
軌道上での外方及び上方への伝達のために、試掘孔の壁
にエネルギ結合される。地震縦波も、上述したように発
生される。２つの受信器９４．１０４は、ハウジング６
２の両基端に同じ方位に取付けられている。これらの、
受信器９４，１．０４は、振動源出力信号の監視、振動
源の回転表示、レプリカ信号の検出など様々に用いられ
るために、出力制御信号を提供するや受信器９４，１０
４に対して９０°方向付けされた付加的な一対の受信器
が容易に付加されうる。

第４Ａ図及び第４Ｂ図には、低慣性タイプの振動源（人
工地震源）が示されている。即ち、この振動源は、第１
Ａ図に開示されているものと類似しており、ロータはバ
ランスしているが、エネルギ結合運動は、軌道ダイアフ
ラム運動によって生起される。軌道横波源（人工地震源
）１４ｏは、筒状のハウジング（フレーム手段、シリン
ダ）１４２を備えている。このハウジング１４２は、そ
の周辺近くに配置された四角形列の電磁コイル１４４．
１４６，１４８，１５０を有している。この多数の電磁
コイル１４４〜１５０では、高い透磁率のコアに所定の
規格ワイヤが巻回されており、所望の電磁特性が提供さ
れている。ハウジング１４２は、非磁性金属で形成され
ており、上部の極部１５２，１５４，１５６．　　Ｊ５
８及び下部の極部１６０，１６２，１６４，１６６は、
高い透磁率の物質から形成されている。各極部１５２〜
１５８．１６０〜１６６は、ハウジング１４２の内壁の
適切な弧状の溝１６７．１６８内に固定されており、ハ
ウジング１４２の内壁に隣接する各電磁コイル１４４〜
１５０を支持している。

上部及び下部の斜角の縁１７２，１．７４を有する非磁
性ステンレス鋼リング（非磁性体のリング）１７０は、
ハウジング１４２の回りに固定され、上部及び下部の極
部１５２〜１５８，１６０〜１６６の間を延出している
。リアクションリング（磁性体のリング）１７６は、ス
テンレス鋼リング１７０の外径より若干大きい内径の溝
１．７７．１７９を有している。このリアクションリン
グ１７６は、間隔をおいてステンレス鋼リング１７０に
重なるように配置されている。リアクションリング１７
６は、上部及び下部の溝１７７．１７９に位置合せされ
ており、上部及び下部の極部１５２〜１５８，１６０〜
１６６に対して磁気位置合せを保障している。上部の弾
性スリーブ（ブーツ手段）１７８は、ハウジング１４２
とリアクションリング１７６の上部との間にシールして
適切に固定されており、下部の弾性スリーブ（ブーツ手
段）１８０は、同様に、リアクションリング１７６の下
部縁に隣接してシールして固定されている。

弾性スリーブ１７８，１８０内に形成された空洞１８２
内には、低い粘性のオイル（流体）が充填されており、
この空洞１８２は、弾性スリーブ１７８．１８０に圧力
バランスを提供し、スムーズな接触を保障し、騒音の低
減と干渉の低減とを保障している。

作用時に、多数の位相変換交流源が各電磁コイル１４４
〜１５０の選択された１つに接続される。

印加された電圧の位相の関係に基づいて、各電磁コイル
１４４〜１５０の付勢は、ハウジング１４２の回りで所
定の連続進行で生起する。そのため、リアクションリン
グ１７６は、ステンレス鋼リング１７０の一側に隣接す
る内方に引付けられるため、ステンレス鋼リング１７０
の他側は、最大の外方にあり、試掘孔内の流体の圧力が
局地的に増大され、流体は、順次、その点で横波エネル
ギを試掘孔の壁に与える。印加された電圧の位相の関係
に基づいて、リアクションリング１７６は、ハウジング
１４２の回りで軌道上で様々に回転されて、楕円形に分
極された横波を試掘孔の璧に発生する。

第５図には、下向き孔に通用され、圧電素子が用いられ
た、低慣性タイプの横波源（人工地震源）の変形例が示
されている。下向き孔の横波源（人工地震源）１９０は
、ハウジング（フレーム手段、シリンダ）１９２と、こ
れの内側に固定された多数の圧電素子２０２，２０４，
２０６，２０８とを備えている。そのため、一対の第１
のリアクションの質量体１９４，１９６が並列に配置さ
れ、低摩擦のリニアー軸受１９８，２００の各々によっ
てハウジング１９２内に横方向に支持されている。所定
の径及び長さのリニアー軸受には、例えば、ニューヨー
クのウェストベリー会社リニアーロークリ軸受が用いら
れる。圧電素子２０２２０４は、第１のリアクションの
質量体１９４の端部に適切に接触されており、圧電素子
２０６゜２０８は、第１のリアクションの質量体１９６
の端部に同様に接着されている。圧電素子２０２〜２０
８の外端は、ハウジング１９２に堅固に接着されている
。電気接続２１０，２１２は、交互の圧電素子の付勢を
制御する。一対の第２のリアクションの質量体２１４，
２１６は、第１のリアクションの質量体１９４，１９６
の上方及び下方に、等しい間隔をおいた位置で直角に配
置されている。

第２のリアクションの質量体２１４，２１６の各々は、
低ｌＶ：ｔｉのリニア軸受２１８，２２０によって吊持
され、これらの各々は、第１のリアクションの質量体１
９４，１９６と同様にアッセンブリされた両端圧電素子
を備えている。電気接続２１９．２２１は、圧電素子を
交互に付勢する。

振動源（人工地震源）１９０は、相対的に良い力を出力
できる低慣性タイプ振動源の変形例である。リアクショ
ンの質量体及び圧電素子は、一対で配置されており、そ
の結果、それらは、ハウジングの中心線２２２の各側に
等しく配置されており、これにより、ハウジング１９２
にバランスされた横力を提供し、縦軸線の回りのあらゆ
る回転運動を避ける。４つの圧電素子が示されているが
、これらの圧電素子への付加的な直角位相がハウジング
の中心線２２２の各側に容易に等しく加えられ、増大さ
れた力が出力され得る。リード線（電気接続）２１２に
電圧が印加され、リード線（電気接続）２１０に反対の
パルスが印加される結果、圧電素子２０４，２０８の水
晶振動戸が引伸ばされ、これに付随して、圧電素子２０
２，２０６が縮められる。その結果、圧電素子２０４，
２０８に隣接する試掘孔の壁に局地的に増大した圧力が
発生される。各圧電素子に交互にパルスを加えることに
より、リアクションの質量体２１４゜２１６が同様に制
御される結果、試掘孔の壁に同様の横波が作用する。そ
のため、９０°変位した一対のリアクションの質量体２
１４．２１６が所定の位相で制御されることは、試掘孔
の壁で楕円形に又は円形に分極された横波を発生するこ
とに効果的である。このタイ、プの位相調整の電気的な
制御は、上述した米国特許出願８９７．４４８号名称「
楕円形分極横波を用いる地震探査方法ｊに明確に開示さ
れている。

以上には、新規な下向き孔の人工地震源が開示されてい
る。この人工地震源では、地震横波、特に楕円形に分極
された地震横波が、試掘孔内の流体を介して試掘孔の壁
に相当な力で結合される一方、同時に、相当な力の地震
横波が発生される。

下向き孔でのこのような横波及び縦波の発生によって、
多数の新しい音響技術が可能になり、データが垂直地震
断面（ＶＳＰ）の形でコンパイルされ、または、横波断
面が、所定の地形を横切る多数の孔により達成される。

さらに、このような人工地震源は、様々な地層の速度関
係を確証するための、単一の試掘孔に沿う音響調査にも
有効である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、一部切欠きを有する、下向き孔の人工地震
源及びレシーバゾンデの断面図、第１Ｂ図は、第１Ａ図
のＩＢ−’ＩＢ線に沿う断面図、第２図は、人工地震源
から地表に向かってのエネルギ伝達の模式図、第３Ａ図
は、人工地震源の変形例の上部の垂直断面図、第３Ｂ図
は、第３Ａ図の人工地震源の下部の垂直断面図、第３Ｃ
図は、第３Ｂ図の３Ｏ−３Ｃ線に沿う断面図、第４Ａ図
は、主要な力の発生が電磁的になされる人工地震源の一
部の垂直断面図、第４Ｂ図は、第４Ａ図の４Ｂ−４Ｂ線
に沿う断面図、第５図は、主要な力の発生が圧電作用に
よる人工地震源の一部の垂直断面図である。 １２・・・試掘孔、１４・・・流体、 フレーム手段（２６，６２，１４２，１９２・・・フレ
ーム、ハウジング）、 駆動手段（３６・・・駆動モータ、４２・・・ディスク
）、駆動手段（１０６・・・駆動モータ、１１６，１４
０・・・第１及び第２のロータ）、 駆動手段（１４４，１４６，１４８，１５０・・・電磁
コイル、１７０・・・非磁性体のリング、１７６・・・
磁性体のリング、１７８，１８０・・・弾性スリーブ（
ブーツ手段））、 駆動手段（１９４，１９６，２］４，２１６・・・第１
及び第２のリアクションの質量体、２０２，２０４．２
０６，２０８・・・圧電素子）。 出廓人代理人　弁理士　鈴江武彦 ＦＩ６．　２ Ｆ／θ。５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軌道横波地震エネルギと縦波地震エネルギとを、流
   体が充填された試掘孔の壁に同時に発生するための下向
   き孔の人工地震源において、前記試掘孔の壁に沿う点に
   支持された外壁及び中心軸線を有し、延出された筒状の
   フレーム手段と、 このフレーム手段の外壁の少なくとも一部に軌道運動を
   与え、これにより、前記試掘孔の壁に軌道横波を発生し
   、前記フレーム手段に配置された駆動手段とを具備して
   いることを特徴とする、下向き孔の人工地震源。 ２、前記フレーム手段は、 試掘孔内の流体に接触した連続的な外壁を有するシリン
   ダと、 このシリンダの両端に固定された上部及び下部のキャッ
   プとを具備している、特許請求の範囲第１項に記載の、
   下向き孔の人工地震源。 ３、前記駆動手段は、 回転出力を提供する駆動モータと、 前記フレームの中心軸線の方向に一定間隔おかれ、前記
   回転出力を受けて同期して偏心して回転されるように並
   列に且つ半径方向に位置合せされ、偏心した第１及び第
   ２のロータとを具備している、特許請求の範囲第１項に
   記載の、下向き孔の人工地震源。 ４、前記駆動手段は、 回転出力を提供する駆動モータと、 前記フレームの中心軸線の方向に一定間隔おかれ、前記
   回転出力を受けて同期して偏心して回転されるように並
   列に且つ半径方向に位置合せされ、偏心した第１及び第
   ２のロータとを具備している、特許請求の範囲第２項に
   記載の、下向き孔の人工地震源。 ５、第１及び第２のロータは、偏心して配置され回転出
   力が入力されるための軸孔を有する円形のディスクを具
   備している、特許請求の範囲第３項に記載の、下向き孔
   の人工地震源。 ６、駆動モータは、フィードバック・エンコーダを有す
   る可変速度電動モータである、特許請求の範囲第３項に
   記載の、下向き孔の人工地震源。 ７、前記フレーム手段は、 大きく開口した周縁構造の梁組によって軸線方向に位置
   合せされて固定され、間に筒状の空洞を規定し、比較的
   重い質量の少なくとも２つの筒状のフレームと、 前記空洞の壁を取囲み、内部に流体を保持する柔軟なブ
   ーツと、 前記筒状のフレームの両端に固定された第１及び第２の
   キャップ手段とを具備している、特許請求の範囲第１項
   に記載の、下向き孔の人工地震源。 ８、前記駆動手段は、 前記中心軸線の回りの回転出力を提供する駆動モータと
   、 この駆動出力によって偏心して駆動され、前記空洞内に
   配置されて、試掘孔の壁に対して軌道上で前記ブーツを
   膨張する所定厚さのロータのディスクとを具備している
   、特許請求の範囲第７項に記載の、下向き孔の人工地震
   源。 ９、前記梁組は、各フレームの間に縦方向に固定され、
   一定間隔をおいて周辺に配置された少なくとも２つの支
   柱を具備している、特許請求の範囲第７項に記載の、下
   向き孔の人工地震源。 １０、前記ブーツは、前記筒状の空洞に隣接する各フレ
   ームの周縁の回りにシールして固定された筒状の弾性膜
   を具備している、特許請求の範囲第７項に記載の、下向
   き孔の人工地震源。 １１、前記ブーツは、前記筒状の空洞に隣接する各フレ
   ームの周縁の回りにシールして固定された筒状の弾性膜
   を具備している、特許請求の範囲第９項に記載の、下向
   き孔の人工地震源。 １２、駆動モータは、少なくとも１つのフィードバック
   ・エンコーダが組込まれた可変速度電動モータである、
   特許請求の範囲第８項に記載の、下向き孔の人工地震源
   。 １３、前記駆動手段は、 両端を有し、前記フレーム手段の略中心に並列に横方向
   に位置合せされて固定された少なくとも２つの同じ第１
   のリアクションの質量体と、両端を有し、第１のリアク
   ションの質量体の各側に隣接して第１のリアクションの
   質量体に対して直角に位置合せされて固定された少なく
   とも２つの同じ第２のリアクションの質量体と、 第１及び第２のリアクションの質量体の各端に接着され
   、前記フレーム手段のシリンダに接着された多数の圧電
   素子と、 所定の回転横推力を前記フレーム手段に及ぼすように所
   定の位相で前記圧電素子を付勢する手段とを具備してい
   る、特許請求の範囲第２項に記載の、下向き孔の人工地
   震源。 １４、第１及び第２のリアクションの質量体を支持する
   ために固定された少なくとも４つのリニア軸受がさらに
   具備されている、特許請求の範囲第１３項に記載の、下
   向き孔の人工地震源。 １５、前記駆動手段は、 高透磁率の金属からなる上部及び下部の極部を有し、上
   部及び下部の各極部が円形に配列され、全ての極部が前
   記シリンダの質量体内に固定され、直角位相配列で保持
   された少なくとも４つの電磁コイルと、 円形に配列された極部の間の円形の領域で前記シリンダ
   の回りに接着され、所定の外径を有する非磁性体のリン
   グと、 非磁性低のリングの外径より大きい内径を有し、これに
   同心的に配置された磁性体のリングと、前記非磁性体の
   リングの各側で前記シリンダに固定され、前記磁性体の
   リングを同心的に保持し、流体をシールした柔軟なブー
   ツと、 前記ブーツ内に配置され、所定の粘性及び圧縮性を有す
   る流体と、 前記フレーム手段に対して前記磁性体のリングを回転横
   推力で変位するために、所定の直角位相で前記コイルを
   付勢する手段とを具備している、特許請求の範囲第２項
   に記載の、下向き孔の人工地震源。 １６、流体が充填された試掘孔の壁に軌道横波地震エネ
   ルギを発生するための下向き孔の人工地震源において、 内部空間を規定し、略中心に形成された開口を有し、相
   対的に重い質量の延出されたフレーム手段と、 前記内部空間内に配置され、前記開口を介して接続され
   、隣接する試掘孔の壁に楕円形に分極された横波を発生
   する手段と、 前記フレーム手段を前記試掘孔の所定位置で支持する手
   段とを具備していることを特徴とする、下向き孔の人工
   地震源。