JPH065298B2 - 複数の地震波内破源を含む放射装置によって放射されたパルスの周波数スペクトルを最適化する方法 - Google Patents
複数の地震波内破源を含む放射装置によって放射されたパルスの周波数スペクトルを最適化する方法Info
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- JPH065298B2 JPH065298B2 JP60132868A JP13286885A JPH065298B2 JP H065298 B2 JPH065298 B2 JP H065298B2 JP 60132868 A JP60132868 A JP 60132868A JP 13286885 A JP13286885 A JP 13286885A JP H065298 B2 JPH065298 B2 JP H065298B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の地震波により形成される放射装置から
放射されたパルスの周波数スペクトルを最適化する方法
に関する。
放射されたパルスの周波数スペクトルを最適化する方法
に関する。
内破源によって発生される地震波パルスは、一般に、静
水圧に比して極めて小さい圧力が支配する空洞内の液体
の急激な収縮によって得られる。
水圧に比して極めて小さい圧力が支配する空洞内の液体
の急激な収縮によって得られる。
この空洞は、例えば仏国特許第1,583,737号に記載され
ている、容積可変の浸漬された容器の壁で区切って作る
こともできる。
ている、容積可変の浸漬された容器の壁で区切って作る
こともできる。
空洞は、更に、ある量の過熱水蒸気を水中に注入するこ
とによって、あるいは、ある容積の高圧液体を高速で水
中に放出してそこに空洞を生じることによっても得るこ
とができる。
とによって、あるいは、ある容積の高圧液体を高速で水
中に放出してそこに空洞を生じることによっても得るこ
とができる。
以下の説明（例えば、第１図を参照した説明）から明ら
かな如く、内破源によって発生されたパルスは、内破源
を駆動した時に発生し、それぞれの場合に応じ静水圧に
対して過圧または負圧の第１のピーク、いわゆる、前駆
ピークを有する。
かな如く、内破源によって発生されたパルスは、内破源
を駆動した時に発生し、それぞれの場合に応じ静水圧に
対して過圧または負圧の第１のピーク、いわゆる、前駆
ピークを有する。
駆動の瞬間は、例えば、容器を容積最大になるまで膨脹
させている機械的手段にきっかけを与えて上記容器に収
縮を始めさせる時点、またはその中から水または過熱水
蒸気を高速で排出する時点である。第１のピークの後
に、第１のピークよりも遥かに大きい振幅を有する第２
のピークが起こるが、このピークがいわゆる内破という
言葉に対応するものである。振幅の比は、通常、約10で
ある。２つのピークが生ずる時点の間の時間間隔Ｔは、
一般に、疑似周期と呼ばれる。
させている機械的手段にきっかけを与えて上記容器に収
縮を始めさせる時点、またはその中から水または過熱水
蒸気を高速で排出する時点である。第１のピークの後
に、第１のピークよりも遥かに大きい振幅を有する第２
のピークが起こるが、このピークがいわゆる内破という
言葉に対応するものである。振幅の比は、通常、約10で
ある。２つのピークが生ずる時点の間の時間間隔Ｔは、
一般に、疑似周期と呼ばれる。
内破源によって発生されるパルスは短く、従めて、その
周波数スペクトルは広い範囲に亘り、従って、海中で地
震探査作業を行うのに好適である。
周波数スペクトルは広い範囲に亘り、従って、海中で地
震探査作業を行うのに好適である。
しかしながら、内破によるパルスの周波数スペクトル
は、低周波数領域に限定され、下式により疑似周期Ｔと
関係づけられる周波数fcに中心がある谷を有する。
は、低周波数領域に限定され、下式により疑似周期Ｔと
関係づけられる周波数fcに中心がある谷を有する。
周波数fcの数値は、一般に、25〜50Hzの周波数帯域にあ
る。
る。
前駆ピークの存在に関連する周波数スペクトルの谷は、
上記前駆ピークの振幅と内破ピークの振幅との比が大き
ければ大きい程、より顕著となる。地震予測に内破を利
用する場合、この谷の存在は極めて邪魔となる。何故な
らば、記録の品質にとって極めて有用な周波数帯域をス
ペクトルから減らされるからである。
上記前駆ピークの振幅と内破ピークの振幅との比が大き
ければ大きい程、より顕著となる。地震予測に内破を利
用する場合、この谷の存在は極めて邪魔となる。何故な
らば、記録の品質にとって極めて有用な周波数帯域をス
ペクトルから減らされるからである。
本発明は係る方法によれば、上述の欠点を排除できる。
本発明に係る方法は、内破源のそれぞれに異なる疑似周
期が与えられるように、異なる深さに内破源を浸漬する
ことによって、(1)浸漬される深さによって各内破源の
有効疑似周期を定め、(2)各内破源について、水面から
その内破源までの距離を音波が伝播する時間を求め、
(3)内破源から放射された各パルスの内破ピークが水中
の一番深い所まで伝播した所で同期するようにするた
め、あらかじめ定めた疑似周期および伝播期間に応じて
それぞれの内破源を駆動すべき時間的ズレを求め、(4)
このズレに準拠して浅い方から各内破源を順次に作動す
るという手順を含む。
期が与えられるように、異なる深さに内破源を浸漬する
ことによって、(1)浸漬される深さによって各内破源の
有効疑似周期を定め、(2)各内破源について、水面から
その内破源までの距離を音波が伝播する時間を求め、
(3)内破源から放射された各パルスの内破ピークが水中
の一番深い所まで伝播した所で同期するようにするた
め、あらかじめ定めた疑似周期および伝播期間に応じて
それぞれの内破源を駆動すべき時間的ズレを求め、(4)
このズレに準拠して浅い方から各内破源を順次に作動す
るという手順を含む。
時間的ズレを考慮したことにより、すべての内破源の内
破ピークは、相互に加算され、これによって結果として
のパルスは、可成り強い内破ピークを有するものとな
る。
破ピークは、相互に加算され、これによって結果として
のパルスは、可成り強い内破ピークを有するものとな
る。
一方、各パルスの疑似周期が異なるため、前駆ピークは
相互に位相がずれることになって、内破ピークのように
加算されないので実験で実証されている如く、前駆ピー
クは単一の内破パルスの時に比べて相対的に減衰した形
となる。これによって所望の結果が得られる。即ち、生
ずるパルスの周波数スペクトルは、遥かに均一であり、
凹みが平坦化されており、低周波数の方向へ延びてい
る。内破源の数が多い程効果がある。スペクトルの品質
のこの改善は、前駆ピークの減衰によるもので、これは
内破ピークの振幅と前駆ピークの振幅との比が著しく改
善されたことを意味する。
相互に位相がずれることになって、内破ピークのように
加算されないので実験で実証されている如く、前駆ピー
クは単一の内破パルスの時に比べて相対的に減衰した形
となる。これによって所望の結果が得られる。即ち、生
ずるパルスの周波数スペクトルは、遥かに均一であり、
凹みが平坦化されており、低周波数の方向へ延びてい
る。内破源の数が多い程効果がある。スペクトルの品質
のこの改善は、前駆ピークの減衰によるもので、これは
内破ピークの振幅と前駆ピークの振幅との比が著しく改
善されたことを意味する。
実施例を示す添付の図面を参照して以下に本発明を詳細
に説明する。
に説明する。
地震波内破源は、振幅が正または負であることもある第
１ピークＡ1（いわゆる、前駆ピーク）を有する音響パ
ルスＩ（第１図）を発生する。この前駆ピークは、駆動
時点tdよりも遅れた時点tpにおいて生ずる。上記２つの
時点の間の時間間隔Ｒは、使用する内破源の特性に依存
し、あらかじめ測定することによって既知である。前駆
ピークの後に、疑似周期と呼ばれる時間間隔Ｔを置い
て、第１ピークよりも遥かに大きい正の振幅を有し時点
tiに中心がある第２のピークＡ2（いわゆる、内破ピー
ク）が続いて起る。
１ピークＡ1（いわゆる、前駆ピーク）を有する音響パ
ルスＩ（第１図）を発生する。この前駆ピークは、駆動
時点tdよりも遅れた時点tpにおいて生ずる。上記２つの
時点の間の時間間隔Ｒは、使用する内破源の特性に依存
し、あらかじめ測定することによって既知である。前駆
ピークの後に、疑似周期と呼ばれる時間間隔Ｔを置い
て、第１ピークよりも遥かに大きい正の振幅を有し時点
tiに中心がある第２のピークＡ2（いわゆる、内破ピー
ク）が続いて起る。
第２のピークの振幅と第１のピークの振幅との比は、多
くの場合、約10である。疑似周期Ｔは、下記のレイリー
の法則にもとづき深さに依存して変化する T(z)＝α〔P(z)〕-5/6 (1) 式中、Ｐは、内破源の浸漬されている深さにおける静水
圧を表わし、αは、比例常数を表わす。
くの場合、約10である。疑似周期Ｔは、下記のレイリー
の法則にもとづき深さに依存して変化する T(z)＝α〔P(z)〕-5/6 (1) 式中、Ｐは、内破源の浸漬されている深さにおける静水
圧を表わし、αは、比例常数を表わす。
深さｚに浸漬された内破源の時点td、tiは、下式により
関係づけられる。
関係づけられる。
ti＝td＋Ｒ＋T(z) (2) いわゆる前駆ピークの存在によって周波数スペクトルが
影響をうけ、地震予測に極めて有用な周波数帯域の中に
谷が現われる。
影響をうけ、地震予測に極めて有用な周波数帯域の中に
谷が現われる。
本発明に係る方法では、まず、多数の内破源Ｓ1、Ｓ2…
Ｓk…Ｓn（第３図）をそれぞれ異なる深さＺ1、Ｚ2…Ｚ
k…Ｚnに浸漬する。浸漬された内破源は、それぞれの内
破ピークＡ2が最も深い内破源Snの深さの所まで伝播し
た時同相となって組合せられるように、タイミングをず
らして駆動される。
Ｓk…Ｓn（第３図）をそれぞれ異なる深さＺ1、Ｚ2…Ｚ
k…Ｚnに浸漬する。浸漬された内破源は、それぞれの内
破ピークＡ2が最も深い内破源Snの深さの所まで伝播し
た時同相となって組合せられるように、タイミングをず
らして駆動される。
駆動タイミングは、海面にあると仮定する内破源が駆動
される基準時点toを時間原点として定める。疑似周期が
T(o)で表わされ、駆動遅れがR(o)である内破源が時点to
で駆動されたと仮定すると、その内破ピークは下記時点
に現われる。
される基準時点toを時間原点として定める。疑似周期が
T(o)で表わされ、駆動遅れがR(o)である内破源が時点to
で駆動されたと仮定すると、その内破ピークは下記時点
に現われる。
tio＝to＋R(o)＋T(o) 海面と深さＺ1との間を音波が伝播する時間u(z1)は （ｖは、上記音波の伝播速度を表わす）に等しいので、
海面に仮定した内破源の内破ピークは、第１の内破源S1
の浸漬深さの所には下記時点に現われる。
海面に仮定した内破源の内破ピークは、第１の内破源S1
の浸漬深さの所には下記時点に現われる。
tio＝to+R(o)+T(o)+u(z1) 第１の内破源Ｓ1の内破ピークＡ2が上記時点に生じるよ
うに即ち位置が合うようにするために、この内破源を駆
動する時点td1は上記時点より自らの疑似周期T(z1)と駆
動ピークの現われる時間遅れＲ1だけ早くしなければな
らない。
うに即ち位置が合うようにするために、この内破源を駆
動する時点td1は上記時点より自らの疑似周期T(z1)と駆
動ピークの現われる時間遅れＲ1だけ早くしなければな
らない。
td1＝to+R(o)+T(o)+u(z1)-T(z1)-R1 従って、駆動時点td1と初期時点toとの間の時間インタ
ーバル△ｔ1は、下式で表わされる。
ーバル△ｔ1は、下式で表わされる。
△ｔ1＝u(z1)+T(o)-T(z1)-R(o)-R1 この値は音波が海面から深さｚ1まで伝播する時間u(z1)
と、深さｚ1の内破源の疑似周期と海面の仮想内破源の
疑似周期の差T(o)-T(z1)と、２つの遅れR(o)およびＲ1
の差R(o)-R1とを加えた時間に等しい。
と、深さｚ1の内破源の疑似周期と海面の仮想内破源の
疑似周期の差T(o)-T(z1)と、２つの遅れR(o)およびＲ1
の差R(o)-R1とを加えた時間に等しい。
同様に、k=2、３…ｎについて深さＺkに浸漬した内破源
Skの駆動時点tdkと初期時点toとの間の時間インターバ
ル△tkは、下式で表わされ、 △ｔk＝u(zk)+T(o)-T(zk)-R(o)-Rk この値は深さＺkまでの音波の伝播時間、当該の内破源S
kの疑似周期と海面の仮想内破源の疑似周期との差およ
び２つの時間遅れR(o)とRkとの差に依存する。
Skの駆動時点tdkと初期時点toとの間の時間インターバ
ル△tkは、下式で表わされ、 △ｔk＝u(zk)+T(o)-T(zk)-R(o)-Rk この値は深さＺkまでの音波の伝播時間、当該の内破源S
kの疑似周期と海面の仮想内破源の疑似周期との差およ
び２つの時間遅れR(o)とRkとの差に依存する。
第５図に示した如く、上述の所定の時間間隔△ｔ1…△
ｔk…△tnだけtoから後れて深さＺ1、Ｚ2…Ｚk…Ｚnに
おいて順次に放射されたパルスI(Z1)、I(Z2)…I(Zk)…I
(Zn)が内破源Snの浸漬されている深さまで伝播すると、
これらのパルスの内破ピークＡ2は、時点ｔcにおいてす
べて同相となり、従って、加算される。これに反して、
前駆ピークA1は、疑似周期T(Z1)、T(Z2)…T(Zk)…T(Zn)
が異なるので、それぞれの位相は相互にずれている。す
べてのパルスを組合わせれば、可成り増大された内破ピ
ークA2と、位相ずれのため減少された前駆ピークA1とを
有する合成パルスIrが生ずる（第６図）。使用する内破
源の数ｎが多ければ多い程、この効果は顕著となる。
ｔk…△tnだけtoから後れて深さＺ1、Ｚ2…Ｚk…Ｚnに
おいて順次に放射されたパルスI(Z1)、I(Z2)…I(Zk)…I
(Zn)が内破源Snの浸漬されている深さまで伝播すると、
これらのパルスの内破ピークＡ2は、時点ｔcにおいてす
べて同相となり、従って、加算される。これに反して、
前駆ピークA1は、疑似周期T(Z1)、T(Z2)…T(Zk)…T(Zn)
が異なるので、それぞれの位相は相互にずれている。す
べてのパルスを組合わせれば、可成り増大された内破ピ
ークA2と、位相ずれのため減少された前駆ピークA1とを
有する合成パルスIrが生ずる（第６図）。使用する内破
源の数ｎが多ければ多い程、この効果は顕著となる。
合成パルスIrからほぼ完全に駆動ピークP1が消えること
から、周波数スペクトルが低い周波数の方へ広げられ
る。そして駆動ピークの存在により、そしてその振幅が
内破ピークの振幅と比較でかなり大きいことによって現
われる谷がほぼ完全に平坦化される（第７図）。
から、周波数スペクトルが低い周波数の方へ広げられ
る。そして駆動ピークの存在により、そしてその振幅が
内破ピークの振幅と比較でかなり大きいことによって現
われる谷がほぼ完全に平坦化される（第７図）。
各内破源を選択した深さに浸漬し、その深さに応じた時
間間隔だけ後らせて駆動することによって、それぞれの
パルスの位相を制御して、内破ピークのみを増幅し、周
波数特性を改善することができた。
間間隔だけ後らせて駆動することによって、それぞれの
パルスの位相を制御して、内破ピークのみを増幅し、周
波数特性を改善することができた。
この方法の実施に当たって、あらかじめ定めた同一の時
間間隔でトリガができるように各内破源を等間隔に浸漬
することもできるが、レイリー則を直接に適用して、各
内破源の実際の浸漬深さをより正確に考慮するための調
整を行うことが好ましい。この調整は、例えば、センサ
によってすべての内破源の各浸漬深さを継続的に測定す
ることにより、リアルタイムで行うことができる。
間間隔でトリガができるように各内破源を等間隔に浸漬
することもできるが、レイリー則を直接に適用して、各
内破源の実際の浸漬深さをより正確に考慮するための調
整を行うことが好ましい。この調整は、例えば、センサ
によってすべての内破源の各浸漬深さを継続的に測定す
ることにより、リアルタイムで行うことができる。
場合によっては、異なる浸漬深さに複数の内破源のグル
ープを配置し、同一グループのすべての内破源をその浸
漬された深さに対応する同一の時間遅れで駆動すること
も本発明の範囲に含まれる。
ープを配置し、同一グループのすべての内破源をその浸
漬された深さに対応する同一の時間遅れで駆動すること
も本発明の範囲に含まれる。
上記の方法に基づき設定した時間間隔を修正して、音波
のフロントが傾斜した方向で同相となるようにすること
も本発明の範囲に含まれる。
のフロントが傾斜した方向で同相となるようにすること
も本発明の範囲に含まれる。
第１図は、内破源によって発生された音響パルスを、所
定の距離において測定して得た図で、内破源から発生さ
れた圧力の時間的変化を示すもの、第２図は、第１図の
パルスに対応する周波数スペクトルを模式的に示す図
面、第３図は、異なる深さＺ1、Ｚ2…Ｚk…Ｚnに分布さ
せて浸漬した内破源Ｓ1、Ｓ2…Ｓk…Ｓnの例を示す略
図、第４図は、第３図のすべての内破源の前駆ピークお
よび内破ピークが生ずる時点を共通な時間原点toに対す
る経時的分布として示す略図、第５図は、同一時点tcに
内破ピークが同相になるように適切に時間的にシフトさ
れて第３図の各内破源から順次放射されたパルスを表わ
す図、第６図は、第５図のパルスが加え合わされた合成
パルスを表わす図、第７図は、第６図に示した合成パル
スの周波数スペクトルを示す、第２図と同一尺度の図面
である。
定の距離において測定して得た図で、内破源から発生さ
れた圧力の時間的変化を示すもの、第２図は、第１図の
パルスに対応する周波数スペクトルを模式的に示す図
面、第３図は、異なる深さＺ1、Ｚ2…Ｚk…Ｚnに分布さ
せて浸漬した内破源Ｓ1、Ｓ2…Ｓk…Ｓnの例を示す略
図、第４図は、第３図のすべての内破源の前駆ピークお
よび内破ピークが生ずる時点を共通な時間原点toに対す
る経時的分布として示す略図、第５図は、同一時点tcに
内破ピークが同相になるように適切に時間的にシフトさ
れて第３図の各内破源から順次放射されたパルスを表わ
す図、第６図は、第５図のパルスが加え合わされた合成
パルスを表わす図、第７図は、第６図に示した合成パル
スの周波数スペクトルを示す、第２図と同一尺度の図面
である。
Claims (3)
- 【請求項１】複数の地震波内破源のそれぞれから放射さ
れたパルスが、放射を駆動された瞬時より少し遅れて現
れる前駆ピークと、これより疑似周期の時間おくれて現
われる内破ピークとを含むものであって、これらのパル
スを組合わせて得る合成パルスの周波数スペクトルを最
適化する方法において： 該複数の内破源に異なる疑似周期を与えるように、それ
ぞれを異なる深さに浸漬すること、 各内破源が浸漬されている深さの関数として、該内破源
の実効疑似周期を決定すること、 水の表面から該内破源までの距離を音響波が伝播する時
間を各内破源に対して決定すること、 各内破源から放射されたパルスが水中を伝播した後、そ
れぞれのパルスの内破ピークの位相が一致し、前駆ピー
クの位相がずれるように放射を駆動する時間をずらせる
ための時間おくれを、前記の疑似周期と、それぞれのパ
ルスの伝播時間と、駆動から前駆パルスの現われるまで
の時間おくれとの関数として決定すること、および、 これによって決められた時間おくれに従って前記内破源
を順次に駆動し、結果として合成される内破ピークの振
幅と、前駆ピークとの比を増大させ、これによって周波
数スペクトルを改善することを含む、複数の地震波内破
源を含む放射装置によって放射されたパルスの周波数ス
ペクトルを最適化するための方法。 - 【請求項２】それぞれの内破源を順次に駆動する前に、
それらの内破源の実際に浸漬されている深さを測定する
ことによって、それぞれの内破源の疑似周期を測定する
ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方
法。 - 【請求項３】選ばれた複数の深さのそれぞれの所に、そ
れぞれ１又は複数の内破源が浸漬、配置されていて、同
じ深さの所に配置されている内破源が、同一の時間おく
れで同時に駆動されることを特徴とする、特許請求の範
囲第１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8409621A FR2566135B1 (fr) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | Procede pour optimiser le spectre de frequence des impulsions emises par des sources sismiques a implosion |
| FR84/09621 | 1984-06-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175285A JPS6175285A (ja) | 1986-04-17 |
| JPH065298B2 true JPH065298B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=9305212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60132868A Expired - Lifetime JPH065298B2 (ja) | 1984-06-18 | 1985-06-18 | 複数の地震波内破源を含む放射装置によって放射されたパルスの周波数スペクトルを最適化する方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4712198A (ja) |
| EP (1) | EP0167438B1 (ja) |
| JP (1) | JPH065298B2 (ja) |
| CA (1) | CA1248215A (ja) |
| DE (1) | DE3575791D1 (ja) |
| FR (1) | FR2566135B1 (ja) |
| NO (1) | NO852419L (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4758997A (en) * | 1986-08-25 | 1988-07-19 | Hydroacoustics Inc. | Method and apparatus for the generation and transmission of signals for echo location and other signaling purposes, particularly in geophysical exploration |
| CA1314971C (en) * | 1987-12-10 | 1993-03-23 | Robert L. Rosenbladt | Air gun array |
| FR2664063B1 (fr) * | 1990-06-29 | 1992-08-28 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif pour optimiser le declenchement d'un ensemble de sources sismiques marines. |
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