KR100773888B1 - 탄성파 탐사에서의 탄성파 발생시점을 검출하기 위한검출방법과 이를 이용한 탄성파 탐사 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 탄성파 탐사를 수행함에 있어서 수신기 어래이를 송신원 위치에까지 설치하고 이들을 다중채널용 자료수집 및 기록장치에 연결하는 다중채널용 케이블을 설치한 후, 송신원에서 탄성파를 발생시킬 때 송신원 위치에 인접한 수신기에 의한 특정 채널을 통하여 수신되는 신호를 트리거 신호로 다중채널용 자료수집 및 기록장치에 기록하는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사에서의 탄성파의 발생시점을 검출하기 위한 검출방법을 제공하고, 또한 이를 이용한 탄성파 탐사 방법 및 탄성파 탐사장치를 제공함으로써, 송신원(예컨대, 해머 충격, 에어 건 충격, 다이너마이트 발파에 의해 탄성파를 발생시키기 위한 충격력이 인가되는 지점) 위치에서 발생하는 트리거 신호(탄성파 발생 신호)를 기록장치로 보내기 위한 전용선이 되는 트리거 선이 별도로 설치할 필요가 없게 되어서 탐사 작업의 효과를 크게 증진하는 효과가 제공된다.
탄성파 탐사, 트리거 신호
Description
도 1A는 종래기술에 의한 탄성파 탐사시 발파 전류 트리거 방식에 의한 탄성파 발생시점 검출장치의 구성과 탐사 진행 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 1B는 또 다른 종래기술로서 탄성파 탐사시 가속도 또는 압력센서 트리거방식에 의한 탄성파 발생시점 검출장치의 구성과 탐사 진행 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 탄성파 발생시점 검출방법에 따른 탄성파 탐사 방법의 진행 단계를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 탄성파 발생시점 검출방법을 이용한 탄성파 탐사 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 발파기 21, 22, .. 27: 송신원
40: 다중채널용 자료수집 및 기록장치 50: 수신기
60: 다중채널용 케이블
본 발명은 탄성파 탐사에서의 탄성파의 발생시점을 검출하기 위한 검출방법 및 이를 이용한 탄성파 탐사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄성파의 발생시점을 나타내는 트리거 신호를 전송하는 별도의 부가적인 트리거 신호 전용선을 설치하지 않고서도 탄성파 발생시점을 나타내는 트리거 신호를 수신부에서 수신할 수 있도록 함으로써 탄성파 탐사 작업 공정 중에서 트리거 전용선의 설치 및 조정에 소요되는 시간을 대폭 감소시킴으로써 탐사 작업의 효율성을 향상시킨 탄성파 탐사의 탄성파 발생시점 검출방법 및 이를 이용한 탄성파 탐사 장치에 관한 것이다.
탄성파 탐사법은 여러 가지 물리탐사 방법 중에서 탄성파를 이용한 방법으로서, 지하를 전파하는 탄성파는 음향 임피던스(acoustic impedance)가 서로 다른 암석의 경계면에서 반사 또는 굴절을 하게 되므로 지표 또는 해면 부근에서 탄성파(탄성파의 음원은 폭약을 폭파시키거나 무거운 추를 떨어뜨려서 만든다)를 발생시켜 지하에 전파시켰을 때 지표 또는 해상에 설치된 수신기(geophone) 또는 수신기 어레이(geophone array)에 들어오는 반사파 또는 굴절파를 수신하여 파형과 주행시간을 측정함으로써 대상 지반의 지하구조를 규명할 수 있음에 기반을 둔 탐사방법인데, 이와 관련한 종래의 일반적인 기술에 따른 구성을 첨부 도면을 참조하여 살펴보면, 도 1A에 도시된 바와 같이 다이너마이트와 같은 폭약을 발파기(1)로써 발파하여 얻어지는 발파 진동을 이용하여 탄성파를 발생시키는 송신원(2)과, 그리고 송 신원(2)에서 탄성파가 발생하는 시점을 검출하기 위하여 발파기(1)에서 송신원(2)에 위치한 발파 뇌관에 발파 전류를 공급하는 시점에 대한 신호 자료를 자료기록장치(4)로 보내기 위한 발파표시선, 일명 트리거 전용선(3)과, 송신원(2)에서 발생한 탄성파가 지반 내부에서 굴절 내지는 반사되어 도달되는 위치에 설치되는 N개의 수신기(5) 어래이 및 이들 수신기들을 연결하여 자료기록장치(4)에 수신된 데이터를 보내도록 연결되는 수신기 케이블(6)로 구성된다.
한편, 이러한 일반적 구성에 따른 탄성파 탐사장치 및 탐사방법의 경우에는 발파기(1)에서의 발파 전류가 공급되는 시점에 대한 신호를 트리거 신호로서 사용하고 있으나, 이러한 트리거 신호가 발생되는 시점과 실제로 발파 뇌관의 발파 시점이 일치하지 않아서 해석상의 큰 오류를 범할 가능성이 있기에, 최근에는 도 1B에 도시된 바와 같이 송신원(2)에서 발생하는 발파 시점을 보다 정확하게 검출하기 위하여 송신원(2)의 발파 뇌관 또는 송신원에 인접한 위치에 별도의 가속도 센서 또는 압력 센서(2s)를 설치하고 이러한 센서(2s)에서 검출되는 신호로서 트리거 신호를 삼는 방법이 제시되고 있다.
그러나, 앞서 설명된 2가지 종래기술에서는 탄성파를 발생시키는 송신원의 위치를 이동하면서 탄성파 탐사를 실시하는 경우에, 첨부 도면 도 1A 및 도 1B에 도시된 바와 같이, 수신기 어래이를 연결하는 수신기 케이블 설치 공정 이외에 송신원을 이동시킬 때마다 부가적으로 트리거 전용선을 이동된 송신원까지 연장하여 조정 설치하는 단계를 반복적으로 수행하여야 하는데, 구체적인 예로서 지표 탄성파 굴절법 탐사의 경우 지형과 수신기 간격에 따라 다르지만 평균적으로 송신원 1 점당 폭약 발파에는 약 5분 정도의 시간이 소요되지만 트리거 전용선을 설치하는 데에는 30분 이상이 소요되어 굴절법 측선 1개당 7점 발파를 하는 경우에 트리거 전용선을 연장하고 조정 설치하는 데에만 대략 3시간 이상이 소요되어서 전체 탐사 공정상 작업 효율 측면에서 상당한 문제점을 나타내고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 송신원에서의 탄성파 발생시점에 관한 트리거 신호를 별도의 부가적인 트리거 전용선을 설치하지 않고서도 자료기록장치로 전송할 수 있도록 하는 탄성파의 발생시점을 검출하기 위한 방법을 제공하는 것을 그 하나의 목적으로 하고, 나아가 이러한 방법를 이용한 실용적인 탄성파 탐사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 탄성파 탐사를 수행함에 있어서 수신기 어래이를 송신원 위치에까지 설치하고 이들을 다중채널용 자료수집 및 기록장치에 연결하는 다중채널용 케이블을 설치한 후, 송신원에서 탄성파를 발생시킬 때 송신원 위치에 인접한 수신기에 의한 특정 채널을 통하여 수신되는 신호를 트리거 신호로 다중채널용 자료수집 및 기록장치에 기록하는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사에서의 탄성파의 발생시점을 검출하기 위한 검출방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 이러한 방법 발명을 이용한 장치로서,
각각의 수신원 지점 및 송신원 지점에 설치되는 수신기 어래이;
상기 수신기 어래이 중에서 송신원 지점에 설치된 수신기에 인접 설치되는 송신원;
상기 수신기 어래이를 연결하는 다중채널용 케이블; 및
상기 다중채널용 케이블에 연결되어 다중 채널을 스위칭하면서 송신원에서 탄성파가 발생할 때 송신원 지점에 설치된 수신기에 의한 채널을 통하여 탄성파의 발생을 나타내는 트리거 신호를 수신하여 기록하고, 그리고 수신원 지점에 설치된 수신기에 의한 채널을 통하여 굴절 또는 반사된 탄성파 신호를 수신하여 기록하는 다중채널용 자료수집 및 기록장치를 포함하여 이루어지는 탄성파 탐사장치로서,
상기 다중채널용 자료수집 및 기록장치가,
상기 트리거 신호 및 굴절 또는 반사된 상기 탄성파 신호가 기록되는 자료기록장치와,
상기 자료기록장치에 트리거 신호를 공급하는 트리거 유니트 및 상기 자료기록장치에 굴절 또는 반사된 탄성파 신호를 공급하는 A/D 변환기와, 그리고
상기 다중채널용 케이블에 연결되고 케이블 상의 채널들을 스위칭하여 상기 트리거 유니트 및 A/D 변환기에 선택적으로 연결시키는 채널 교환기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사 장치를 제공한다.
상기 다중채널용 자료수집 및 기록장치가,
상기 트리거 신호 및 굴절 또는 반사된 상기 탄성파 신호가 기록되는 자료기록장치와,
상기 자료기록장치에 트리거 신호를 공급하는 트리거 유니트 및 상기 자료기록장치에 굴절 또는 반사된 탄성파 신호를 공급하는 A/D 변환기와, 그리고
상기 다중채널용 케이블에 연결되고 케이블 상의 채널들을 스위칭하여 상기 트리거 유니트 및 A/D 변환기에 선택적으로 연결시키는 채널 교환기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사 장치를 제공한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 보다 구체적인 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 탄성파 탐사에서의 탄성파의 발생시점을 검출하기 위한 검출방법을 포함한 탄성파 탐사 방법을 수행 단계별로 구체적으로 도시하고 있는데, 이에 의하면 본 발명에 따른 탄성파 탐사 방법 발명은 탄성파 탐사를 수행함에 있어서,
(i) 수신기 어래이를 수신원 지점 뿐만 아니라 송신원 인접 위치에까지 설치하는 단계(100);
(ii) 설치된 수신기 어래이를 다중채널용 자료수집 및 기록장치에 연결하는 다중채널용 케이블을 설치하는 단계(200);
(iii) 송신원에서 탄성파를 발생시킬 때(예컨대, 발파기(10)에 의해 다이너마이트 등의 폭약을 폭발시킴으로써) 송신원 위치에 인접한 수신기에 의한 특정 채널을 통하여 수신되는 신호를 트리거 신호로 다중채널용 자료수집 및 기록장치에 기록하는 단계(300); 및
(iv) 다중채널용 자료수집 및 기록장치의 채널 교환기를 작동하여 수신원 지점에 설치된 수신기에 의한 채널을 통하여 굴절 또는 반사된 탄성파 신호를 수신하여 기록하는 단계(400)를 포함하여 탐사가 진행되고, 특히
(v) 새로운 송신원으로의 이동이 필요한 경우에 상기 단계(300)으로 분기하고, 측선상의 모든 송신원에 대한 탐사가 완료된 경우에는 종료하는 단계로 분기하는 단계(500)를 추가적으로 포함하여 이루어지는 것임을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 탐사 방법이 진행되는 단계들을 구체적으로 살펴보면, 상기 (iv)의 단계(400)에서 하나의 특정 송신원에 대한 탐사 측정이 완료되어 상기 (v)의 단계(500)에서 탐사가 실시되는 측선을 따라서 새로운 송신원이 설정되어 그곳으로 장비들을 이동하여 새로운 탐사 측정을 하는 경우에도, 단순히 상기 (iii)의 단계(300)부터 새로운 탐사 측정을 시작하는 것으로 충분하며, 종래와 같이 새로운 송신원으로부터 자료기록장치에 이르기까지 새로운 트리거 전용선을 설치하거나 사용된 트리거 전용선을 연장하는 작업을 수행할 필요가 없게 되는 것이다.
그리고, 이와 같은 방법을 이용하고 이를 구체적으로 구현한 탄성파 탐사 장치로서, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 수신원 지점 및 송신원 지점에 설치되는 수신기(50) 어래이; 상기 수신기 어래이 중에서 송신원 지점에 설치된 수신기에 인접 설치되는 송신원(21, 22, ...27); 상기 수신기(50) 어래이를 연결하는 다중채널용 케이블(60); 및 상기 다중채널용 케이블(60)에 연결되어 다중 채널 을 스위칭하면서 송신원(21, 22, ...27)에서 탄성파가 발생할 때(예컨대, 발파기(10)에 의해 다이너마이트 등의 폭약을 폭발시킴으로써) 송신원 지점에 설치된 수신기(50)에 의한 채널을 통하여 탄성파의 발생을 나타내는 트리거 신호를 수신하여 기록하고, 그리고 수신원 지점에 설치된 수신기(50)에 의한 채널을 통하여 굴절 또는 반사된 탄성파 신호를 수신하여 기록하는 다중채널용 자료수집 및 기록장치(40)를 포함하여 이루어지는 탄성파 탐사 장치를 제공한다.
한편, 상기 다중채널용 자료수집 및 기록장치(40)는, 상기 트리거 신호 및 굴절 또는 반사된 상기 탄성파 신호가 기록되는 자료기록장치(41)와, 상기 자료기록장치(41)에 트리거 신호를 공급하는 트리거 유니트(42) 및 상기 자료기록장치(41)에 굴절 또는 반사된 탄성파 신호를 공급하는 A/D 변환기(43)와, 그리고 상기 다중채널용 케이블(60)에 연결되고 케이블 상의 채널들을 스위칭하여 상기 트리거 유니트(42) 및 A/D 변환기(43)에 선택적으로 연결시키는 채널 교환기(44)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 따른 실시예의 작동을 살펴보면, 송신원(21, 22, ...27) 지점에 설치된 다이너마이트를 발파기(10)에 발파하는 등의 수단에 의해 탄성파가 발생하면, 각각의 수신원 지점 및 송신원 지점에 설치된 수신기(50) 어래이 중에서 이에 가장 인접하게 설치된 수신기(지오폰)를 통하여 직접 전달되는 탄성파가 수신되어서 다중채널용 케이블(60)을 통하여 다중채널용 자료수집 및 기록장치(40)로 전달되게 되는데, 이 때 다중채널용 자료수집 및 기록장치(40)의 채널 교환기(44)에서는 이러한 신호를 트리거 유니트(42)를 통하여 수신하여 트리거 신호로서 자료 기록장치(41)에 저장하게 되고, 나아가 일정 시간 경과 후 지반 내부의 지층 구조에 따라 물리적으로 형성되는 반사면 또는 굴절면에 의해 반사 또는 굴절된 탄성파가 수신원의 수신기(지오폰)에 도달하면 이를 수신하여 다중채널용 케이블(60)을 통하여 다중채널용 자료수집 및 기록장치(40)로 전달되게 되는데, 다중채널용 자료수집 및 기록장치(40)의 채널 교환기(44)는 각각의 수신기(50)에 대해 수신된 탄성파 신호를 A/D 변환기(43)를 통하여 변환시켜 자료기록장치(41)에 저장하게 된다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 따르면, 상기 채널 교환기(44)에서 트리거 유니트(42) 및 상기 자료기록장치(41)에 굴절 또는 반사된 탄성파 신호를 공급하는 A/D 변환기(43)의 선택적인 온/오프 상태를 제어하는 제어부(45)를 추가적으로 구비할 수도 있으며, 이로써 트리거 신호의 수신 및 굴절 또는 반사 탄성파의 수신 타이밍 제어에 보다 높은 편의성과 신뢰성을 제공할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 탄성파 탐사 방법 및 탐사 장치를 이용하는 경우에는, 송신원(예컨대, 해머 충격, 에어 건 충격, 다이너마이트 발파에 의해 탄성파를 발생시키기 위한 충격력이 인가되는 지점) 위치에서 발생하는 트리거 신호(탄성파 발생 신호)를 기록장치로 보내기 위한 전용선이 되는 트리거 선이 별도로 설치할 필요가 없게 되어서 탐사 작업의 효과를 크게 증진하는 효과가 제공된다.
Claims (6)
- 탄성파 탐사를 수행함에 있어서, 수신기 어래이를 송신원 위치에까지 설치하고 이들을 다중채널용 자료수집 및 기록장치에 연결하는 다중채널용 케이블을 설치한 후, 송신원에서 탄성파를 발생시킬 때 송신원 위치에 인접한 수신기에 의한 특정 채널을 통하여 수신되는 신호를 트리거 신호로 다중채널용 자료수집 및 기록장치에 기록하는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사에서의 탄성파의 발생시점을 검출하기 위한 검출방법.
- 탄성파 탐사를 수행함에 있어서,(i) 수신기 어래이를 수신원 지점 뿐만 아니라 송신원 인접 위치에까지 설치하는 단계(100);(ii) 설치된 수신기 어래이를 다중채널용 자료수집 및 기록장치에 연결하는 다중채널용 케이블을 설치하는 단계(200);(iii) 송신원에서 탄성파를 발생시킬 때 송신원 위치에 인접한 수신기에 의한 특정 채널을 통하여 수신되는 신호를 트리거 신호로 다중채널용 자료수집 및 기록장치에 기록하는 단계(300); 및(iv) 다중채널용 자료수집 및 기록장치의 채널 교환기를 작동하여 수신원 지점에 설치된 수신기에 의한 채널을 통하여 굴절 또는 반사된 탄성파 신호를 수신하여 기록하는 단계(400)를 포함하여 이루어지는 탄성파 탐사 방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 (iv) 단계(500) 이후에(v) 새로운 송신원으로의 이동이 필요한 경우에 상기 단계(300)으로 분기하고, 측선상의 모든 송신원에 대한 탐사가 완료된 경우에는 종료하는 단계로 분기하는 단계(500)를 추가적으로 포함하여 이루어지는 탄성파 탐사 방법.
- 각각의 수신원 지점 및 송신원 지점에 설치되는 수신기(50) 어래이;상기 수신기 어래이 중에서 송신원 지점에 설치된 수신기에 인접 설치되는 송신원(21, 22, ...27);상기 수신기(50) 어래이를 연결하는 다중채널용 케이블(60); 및상기 다중채널용 케이블(60)에 연결되어 다중 채널을 스위칭하면서 송신원(21, 22, ...27)에서 탄성파가 발생할 때 송신원 지점에 설치된 수신기(50)에 의한 채널을 통하여 탄성파의 발생을 나타내는 트리거 신호를 수신하여 기록하고, 그리고 수신원 지점에 설치된 수신기(50)에 의한 채널을 통하여 굴절 또는 반사된 탄성파 신호를 수신하여 기록하는 다중채널용 자료수집 및 기록장치(40)를 포함하여 이루어지는 탄성파 탐사 장치로서,상기 다중채널용 자료수집 및 기록장치(40)가,상기 트리거 신호 및 굴절 또는 반사된 상기 탄성파 신호가 기록되는 자료기록장치(41)와,상기 자료기록장치(41)에 트리거 신호를 공급하는 트리거 유니트(42) 및 상기 자료기록장치(41)에 굴절 또는 반사된 탄성파 신호를 공급하는 A/D 변환기(43)와, 그리고상기 다중채널용 케이블(60)에 연결되고 케이블 상의 채널들을 스위칭하여 상기 트리거 유니트(42) 및 A/D 변환기(43)에 선택적으로 연결시키는 채널 교환기(44)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사 장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 채널 교환기(44)를 제어하는 제어부(45)를 추가적으로 구비한 것을 특징으로 하는 탄성파 탐사 장치.
- 삭제
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2006
- 2006-02-16 KR KR1020060015088A patent/KR100773888B1/ko not_active IP Right Cessation
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Also Published As
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