JPS61204583A - 海上地震探査法 - 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】 本発明は新規の地震探査法とぐに海上での地震探査法に
関する。

海上での地震探査法は、地震パルスを間欠的に発信させ
るための地震波源と、受信装置つまり発信音パルスに応
じて、地下層のことなる脈層により反射または屈折音波
信号をキャッチするための地震波用フルートとを船舶後
尾に曳航して操作実施するのが通例である。一般に、こ
の操作は言わば、この２組の器材を（フルートに接する
側面の垂直安定板）に固定した形態でフルート源集合体
を曳航する方式で行われる。

受信信号は船上に備えた中央記録室に送られ。

種々修正、処理を行ったのち、得られた記録をもとに地
震波形を図式化している。

従来の処理方式はまず、地震波乞反射させる水平地層つ
まり断層鏡脈のことなる場所での多　　　　″重カバー
を作り上げることにある、。

地震波用フルートはＮ個の受信器から成り。

各受信器には一組のピックアップもしくは多くの場合、
複数のピックアップが相互連結され。

その組み合わされた信号は別々に記録波形を形成する。

このＮ個の受信器は一定間隔ｅで地震波フルートに沿っ
て配設される。

このフルートと波源とは探査部所に沿って曳航され、こ
の部所輪郭のそれぞれことなる作業地点の各部分におい
て、地震発信と受信操作を反覆する。また、この各地点
につきちがった波形が記録される。この際１反覆操作の
結果得られる記録波形の中から、同一の鏡脈点における
反射に相当した波形を選び出す。音波がそれぞれことな
る傾斜を有するため生ずる波の走行時間差を修正したの
ち、これら波形を組み合わせ。

冗長効果により、一層鮮明な波形を異種の鏡脈群から取
り出すようにする。

多重カバーの最大値、つまり９組み合わせ可能の最大波
形数はフルート内受信器数Ｎに等しい。たとえ９次の発
射があっても１発信、受信装置は、受信器の間隔ｅの半
分しか進まない。

これは固定反射点に相当する発・受信点が相互に対称的
に離隔することによるもので１発信点の移動は等間隔と
見なされ、逆に言えば受信点の変移も同様と見なされる
。

同−鏡脈点の場合９発信点とピックアップ間の距離は発
信ごとにフルート源集合体がその発射周期中走行する距
離の倍増となっている。Ｎの数が犬きくなり過ぎると、
有効なエコーすべてを記録するに必要な時間々隔、数ノ
ットと云う例えば最低ベル以下で航海はむづかしいとす
る技術的、経済的制約から実際上このことは実現不可能
である。各間隔の反射点は復元し得るにしても、カバー
率は僅少となる。

この発明による探査法では、多重カバー率を一定のフル
ートでもっていちぢるしぐ高めることができ、または十
分短かい一つ以上のツルートラ用いて高いレベルでこの
率を維持することができる。

本発明は、一連の作業地点のそれぞれの地点で引きはす
しのできる少くとも一つの音波源からの音波を発射する
段階と、一連の離隔受信器構成の少（とも−組の移動可
能の受信装置により地下層内の異なる反射層から送られ
る音波を受信する段階と、受信音波を記録し、上記反射
層に見合う地点上の反射に基づく記録を組み合わせて反
射層の多重カバーを得る各段階とから構成されている。

またこの発明は波源と受信設備を運搬船に連結し、この
乗物を飛跡に合わせてことなる速度で移動させ、それぞ
れの進行方向とのなす角を。

絶対値として９０°に等しいか、これより犬とするこ“
とを特徴としている。

波源とそれぞれの軌道上の受信装置の移動速度は、好ま
しくは相互にことなるごとく選定し。

その速度差ならびに発・受信サイクルの時間々隔は、た
とえば、任意の連続２サイクル間で。

反射層上の反射点の移動値と、受信装置の受信器間々隔
との比率を、あらかじめ設定の多重カバー率に相当する
ごとく定めている。

第１図は従来の地震探査方式により９発信受゛　　信集
合装置を船で曳航する状況を示す。

第２図は２発・受信集合体の操作継続位置。

上記集合体のことなる地点に相当する地下層からの反射
境界層または断層鏡脈の部分、これら部分の重なり率の
一部、とを一部のみで発信・受信集合装置を曳航する場
合について示したものである。理解しやすくするため０
発破発信を引きつソいて行なう時点での受信・すなわち
電波用フルートの継続位置と、受信器の捕集する反射に
対応する・鏡脈との部分とは相互に対応するよう示しで
ある。

第６図は１ｇ！脈上の一地点１ｍからの対の音波源発信
と受信の状態をペアー組み合わせで示すＯ 第４図は本発明を実施する場合、２船を使って発信と受
信とを行う概要図である。

第５図は第２図と類似するが１本発明による方式を導入
した概要図であり０発信装置と受信装置とは、相互に逆
方向に遠ざかる状態を示す。

符号の表現は前回に準する。

第６図は高い多重カバー率の得られる本発明の実施態様
を立体図をもって概説したものである。一層分かりやす
くするため０発射操作が継続される時点に対応した電波
用フルートの各位置が、曳航される実際の舷側変位とと
もに図示しである。

以下に本発明の実施例乞図面に基づき説明する。

第１図は従来の発・受信装置を示し、この中Ｓ′は地震
波発信源、Ｆは受信集合体すなわち地震波用フルート、
Ｒ＋　Ｉ　Ｒ２１Ｒ５＊　Ｒ４・・・ＲＮは上記集合体
に沿い、定間隔ｅｔ’もって設けた地震波受信器をあら
れす。第１図ではこの波源と受信集合体とを、測定する
地震波に沿い継続して位置移動する同−船１により曳航
する。波源Ｓは定間隔で増力させる。増力化した音波は
ことなる反射境界面、すなわち地下層の鏡脈上で反射を
受け９．地震波フルートの各受信器で捕集される。地震
波に対応する受信器で増幅された信号は船上の自記記録
計に送られ、記録波形を作り上げる。

記録データを読みやすくする公知の改良法は。

反覆される発信・受信サイクル中に得られ、かつ０種々
の鏡脈の一つと同一部位上の反射に相当する記録波形を
相互に組み合わすことにより。

下方の異種鏡脈部分の多重カバーを形成させることにあ
る。

第２図の発信・受信装置の位置工において。

波源Ｓからの発射に対応してフルート内の受信器Ｒ１〜
Ｒ，で受信された反射波（または、断層鏡脈Ｍ中のＳの
（ＩＪ　Ｓに対応の反射波）は９Ｍ中のＡ、から送られ
てくるものである。船の進行につれ、相互に位相ずれを
起す発信・受信装置のそれぞれｎ、ｍ、　　■の位置に
おいては、このフルートの相ことなる受信器Ｒ５〜ＲＮ
で捕集された地震エネルギーを反射する同−鏡脈の各部
分は、それぞれＡ２．　Ａ３．　Ａ４の位置に相当する
。

この異種の部分は部分的に重なり合い、！！脈中の共通
部分Ｂは、４組の連続記録に関与してぐる。

第３図で示すごとく、鏡脈Ｍ上の同一点ｍが。

４個所の地震形態Ｓ工、　Ｓｊ　、　Ｓｋ、　ｓｌで示
される波源Ｓの発する音波を送り返すものとし、受信器
集合体Ｒ工、　Ｒｊ　、　Ｒｋ、　Ｒ１により４回の発
・受信サイクル中、受信した音波を返送してくるとする
と、同−鏡脈点を経由する音波軌道のことなった傾斜を
考慮に入れると、これらの受信器の時間々隔を相互にず
らせたのち、対応する記録波形の組み合わせができる。

カバー率、すなわち重な！１１度合いは１周知のごとく
船の進行速度および／または連続発射操作間の時間々隔
により左右される。海上地震探査の従来方式で得られる
最小値は、フルート中の受信器数Ｎに等しい。この場合
はある鏡面中の同一点ｍが、継続Ｎサイクル中地震波フ
ルート内のＮ組の受信器が引続き送る音響エネルギーに
寄与する時に相当する。

前述したごとぐ、技術的。経済的観点からは。

船舶曳航による従来方式の発信、受信では最大のカバー
率は達成できない。たとえば実際例として、離隔した１
９２組の受信器χ備える地震波用フルートヶ利用する場
合１間隔ｅを１２．５ｍとし、波源Ｓとともに５ノツト
（約２．　ｓ　％ｐ　）で航行する船で曳航し０発射間
隔を１０秒とした場合、波源の変移量ｄ８．波源の像点
の変移量ｄに２回の電波発射間の受信器の移動値ｄＲは
すべて２５ｍに等しい。％間隔、すなわち６．２５ｍの
ことなる諸点χ位置修正することはできても、カバー率
は４８となるだろう。この使用条件での電波フルートで
は４８のカバー率４組が得られる。

被覆係数ｆｌＩ２回の発射間鏡脈点の変移ａ。

と、受信器間々隔の乙の比率と定める。

Ｎ個の受信器を備える地震波用フルートで得られるカバ
ー率Ｃは、（２）式であられされる。

Ｃ＝　−（２） 距離ｄＭを変移量〜とｄＲの計のｙとするとｄ８＋ｄＲ ｆ　＝　　　　　　　　　　　　　　　　（８１前記実
際例では、係数ｆは４に等しい。従来の方式でＮが犬で
あり、多重カバー率が記録波形に等しいとした。実現性
のない最小ｆＯ値は１に等しくなるであろう。

本発明によれば、最低ｆＯ値に等しいｆが得られるだけ
でなく、任意にｆ値７　ｆｏ値以下に低めることさえで
きる。すなわち、多重カバー率をフルートの受信器数に
等しくできるか、またはそれ以上とすることができる。

このためには、波源の曳航と受信集合体とを切り離せば
よい。たとえば第４図において、波源Ｓを船舶１に曳航
させ、受信集合体Ｆを他船２に曳航させて船１と反対方
向に進ませる。

受信集合体の変位量ｄＲ＆Ｚ波源の変位量ｄｓの範囲内
にとソめ、必要があればその結果−＋ｄＲの計を受信器
の間隔ｅよジ小さくしても差し支えない。この両部の移
動速度？適当に選ぶことにより、規定の被覆係数ｆｙ！
／得ることができる。

第５図で理解できるごとく、４個所のことなる地点で同
一波源により発信され、フルートの４位置１．　　Ｉｌ
、　Ｉ［［、Ｎ中道方向に動く同一フルートの受信器Ｒ
工〜ＲＮで捕集される音波エネルギーを反射する同−鏡
脈Ｍの４部分Ａ、　、　Ａ２．　Ａ３゜Ａ４は第２図の
対応部分とちがって偏りが少く。

その結果、得られるカバー率は一層大きくなっている。

上記の実施例を再度と９あげると、１９２のカバー率は
ｄＲＹ　１２．５　ｍとすること、すなわち。

はｙ２．５ノツト（ｔ２ｓｍ／秒）の速度で、（発射船
の）波源を曳航する船と反対方向に進むツルートラ引く
船を想定することにより得られる。

本発明の方法によれば１発射係の船の速度を早め、同時
にフルートを曳航する船の離脱速度を増すことにより、
探査経費を少くすることができる。同じ例をとれば９発
射船７ｚｓノット（３，７５ｍ／秒）とし、他船を反対
方向に５ノツト（２，５１１１／秒）とすることができ
る。

何れにしても、鏡脈点ｍは後の船と同一方向に移動する
。分かりやすくするため、ｆの値をその逆数が整数であ
ると考えればよい。

またこの方法によれば受信器数の少ないフルートを利用
し、きわめて単位数の小さい係数ｆで得られる地震波情
報の冗長度を見込んで、高いカバー率を維持することが
できる。前実施例では、ｄＭ＝％前提で、４８個の受信
器を備えるフルートについて４８のカバー率が得られる
。

この場合、受信器＆！２５ｍ離隔させ、音源は発射間で
２７ｍ変位させるが、これは６ノツト（５ｍ／秒）の船
速と、９秒の時間々隔とに相当し。

フルートの反対方向変位４１５ノツ）（２，１ｍ／秒）
（ｄＲ＝−１８，７ｍ　）相当を意味する。この５組の
カバー率から、信号とノイズ比％は良好な探査条件のも
とて１００〜１５００カバー率と同様の高い値が得られ
る。

さらに、受信器数の一層少ないフルートを用いれば、そ
れだけ経済的であり、方法の実施が一層簡単であシ、こ
の場合、遠、隔操作による敷部な使って、数組のフルー
トを利用できる。

その中の一層は記録を提供する電波フルートを曳きなが
ら発射船から遠ざかり、同時に、−船（もしくは他の複
敷部）は、以前の発信受信の操作中役立った一以上の地
震波フルートを発射船の近辺に連れもどし、さきに実際
使用の範囲外にあったフルートを復旧させる。

この実施の別懇様によれば、多数の受信器を備えた一組
の電波フルートの曳航船と、複数の船団を利用して、そ
れぞれ順番逆方向に一組の地震波源を曳航し、再び船の
近傍にこれ乞戻すことになる。

この場合利用する音波源は比較的低容量であっても支障
はない。その理由は同等のカバー率に高めるため、とく
に発射船を随意パワーアンプするのは全（自由だからで
ある。この波源はたとえば振動機としてもよいであろう
。

すでに説明した実施例によれば、　ｄＲを一２５ｍに等
しく取る２発射間で、１０秒間隔のもとに５ノツ）（２
，５ｍ／秒）の速度で航行する船により曳航される１２
．５ｍ間隔に設けた９６組の受信器を備える地震波用フ
ルートは９発射船が反対方向に２．５ノツ）（１，２５
ｍ／秒）旋回するとすれば。

（ａ８ハ１２．５　ｍ、　ｄＭ＆ｔ”’／、に相当）倍
増の９６゜カバー率とすることができる。これが２組あ
れば０発破発射船が５７５ノツ）（１，８７ｍ／秒）で
進み、船が１９２受信器を備えたフルー）Ｙ曳航した場
合、カバー率は１９２に高まる。（この場合ｄｓは１８
．７５ｍ　、　ｄＭは同じく一層の値に相当する）。

比較的低容量の波源でも使用できるということは０発射
操作が容易であることをあられす。

強力な波源は通常同時にまたは順次引き外しのできる複
数の発射装置から成り、特殊形状または型の合成地震波
を得ることができ、かつ１周知のごとく、たとえば水中
での基本波源の状態を変動させろ大波、うねりのため、
すぐれた反覆性能を維持できぬことが多い。この件につ
いては、単一または小を波源の形状改変は一層償却が楽
であることにつながる。

第６図による別の態様によれば、電波フルートＦを曳航
する船２は、一定速度のもとて直線航跡Ｐを保っている
。図示のフルートの各位置は１０個所の電波引き外し操
作による１、、１２・・・ｔ、。で示されている。（こ
＼では、横転位は考慮されていないが、設計の合理性は
たしかである） 波源を曳航する船１は、たとえば船２の船跡に平行にで
きる一定方向からの逸脱方向に移動している。点ｓ、　
−ｓ２”・ｓｈｏはｔ＋　、　〜ｔｏｏの１０点におけ
る波源の継続位置に相当している。船１．２の進行方向
に対する角αに交互にα１とα２とで示されるが、この
値は絶対値として９０°に等しいかこれより大である。

ひきつソき２種の方向がえの際の発射船のピッチ数は、
検討する際の横転位による他、運転性能によることは確
実である。

多重カバー率Ｃ（関係式（２）参照）の計算のため、平
行、対向軌跡の前例に戻って見よう。この場合は波源Ｓ
の前進ピッチばかりでな（、進行方向Ｐ軌跡ｔも考慮し
ての上である。

一層一般的に、交互に一定方向に対し相互に何等かの経
路を取らせたからと言って発明の範囲を逸脱することは
ない。この航跡はとくに円鋸歯形状としても差し支えな
い。

仏画特許第ＥＮ８４／１Ｂ５９０号の明細書記載の地？
処理装置を使用すれば、′この方法は容易に′　２きる
。この方法によれば、モータボートｖ−、とき、トン数
の小さな一以上の運搬船を考慮しており、この船は主船
側から、船舶位置を決めるに適した航行装置にラジオ制
御の集合体を用い遠隔操作されるものであり、また、上
記船舶に対し、運搬船の相対位置を示すことができる。

地震波フルート内の受信器で受けた電波データは高容量
の伝達集合体により船上に設けた中央記録室で解析され
る。

場合により、遠隔操作のモータボートを本探査方法の範
囲内で使用し、−以上の波源または好ましくは一以上の
受信集合体を曳航さすこともできる。

上記した採用実施例はこれに制限されないことは勿論で
ある。この方法では水先案内船を使っても全く差し支え
ない。

また少くとも相互に発信と受信装置部分を離隔させる２
種の陸上乗物を使用したからと言って本発明の範囲と逸
脱することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく船舶による曳航の受信・発信装
置集合体と。 第２図は、上記装置集合体の一連配置構成図を。 第３図は特定鏡脈上の固定反射点に連結の。 音波発・受信点の配置構成図を。 第４図は離隔した２運搬船に発信・受信装置を連結した
概要図を。 第５図は第２図に準するが、さらに両層が逆方向に離隔
する場合の概要図を。 第６図は、相互に反対方向に離隔する２船の立体配置図
を、それぞれ示す。 Ｓ　　　・・・震波源 ■　　　・・・曳航船 Ｆ　　　・・・地震波用フルート Ｒ４〜Ｒ，・・・受信器 Ｍ　　　・・・（断層）鏡脈 ｅ　　　・・・受信器間隔 Ｂ　　　・・・Ａ１−Ａ４の共通個所 Ｓ　　・・・音波原像 Ａ１−Ａ４・・・鏡脈内の任意の個所 α　　・・・形成角度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）地震探査の際、一連の作業地点のそれぞれの地点で
   切り離される少くとも一つの音波源による、音波を発射
   する段階と、一連の離隔受信器（Ｒ＿１〜Ｒ＿Ｎ）構成
   の少くとも一組の移動可能の受信装置により地下層中の
   異種反射層から送られる音波を受信する段階と、受信音
   波を記録し、上記反射層に見合う地点上の反射にもとづ
   く記録を組み合わせて反射層の多重カバーを得る各段階
   と、から成る発信・受信を数回くりかえす操作において
   、継続する異種の発信・受信操作を音源と受信設備を運
   搬船に連絡し、この乗物を飛跡に応じてことなる速度で
   移動させ、それぞれの進行方向とのなす角を絶対値とし
   て９０°に等しいか、これより大とすることを特徴とす
   る、とくに海上での操作に適する地震探査法。 ２）一方で速度間との差、他方で発信と受信周期間の時
   間間隔とを、任意の継続二周期間で反射層上反射点群の
   移動値（ｄ＿Ｍ）と受信器間々隔（ｅ）との比率が前選
   定多重カバー率に相当するごとく定めることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の探査法。 ３）上記速度差と上記時間差とを、反射点の移動値（ｄ
   ＿Ｍ）が、多くとも上記受信器間の間隔（ｅ）の１／２
   に等しく定めることを特徴とする、特許請求の範囲第２
   項記載の探査法。 ４）多数の飛跡を有する特定受信装置を利用することを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の探査法。 ５）震源から移動する一運搬船から順次遠ざかる複数の
   運搬船編隊により位置を変える数個の受信装置を利用す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の探査法
   。 ６）少くとも運搬船隊の一つを他船と遠隔操作させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲前項までの何れかに記載
   の探査法。 ７）遠隔操作される各運搬船が少くとも一組の受信設備
   を移動させることを特徴とする特許請求の範囲第６項記
   載の探査法。 ８）遠隔操作される各運搬船が少くとも震波源と位置を
   かえることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の探
   査法。 ９）発信と受信周期とを、少くともある音源を固定方向
   に対し任意に向きを変えつゝ移動する一運搬船に連結す
   ることにより、発現させることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の探査法。 １０）各音源の移動速度とそれぞれの軌跡上の各受信装
   置の移動速度との差と、かつ一方で、発信、受信間の時
   間々隔とを、任意に継続される二周期間で反射層上にお
   ける反射点の進行方向変位量（ｄ＿Ｍ）と、受信器間々
   隔（ｅ）と、の比率をあらかじめ選定した値に相当する
   ごとく定めることを特徴とする、特許請求の範囲第９項
   記載の探査法。