NO168971B - Mottageranordning med meget stor lengde for seismiske undersoekelser. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en anordning til å motta seismiske signaler og til å overføre dem til et sentralt styre- og registreringssystem.

Mer spesielt angår oppfinnelsen en anordning for mottagning og overføring hvor de signaler som blir mottatt av et flertall transdusere fordelt i det indre av suksessive elementer i en seismisk kabel med stor lengde, blir samlet eller gruppert forut for deres overføring til elektroniske innsamlingsapparater.

De signaler som blir mottatt av hvert av innsamlingsapparatene under en og samme sendings/mottagnings-syklus, blir samplet, digitalisert og registrert.

Ved slutten av hver syklus og på kommando av det sentrale system vil de forskjellige innsamlingsapparater etter hverandre i rekkefølge overføre de data som de har samlet, over en eller flere felles overføringsveier.

De elektroniske innsamlingsapparater er for eksempel anbrakt

i stive bokser innsatt mellom elementene i seismikk-kabelen.

Et slikt arrangement er for eksempel beskrevet i fransk patent 2.471.088.

Den aktuelle trend på geofysikk-området er å gjøre seismikk-kablene lengre.

Økning av det totale antall mottagere gjør det samtidig

mulig å redusere trasemellomrommet, det vil si mellomrommet mellom to suksessive beliggenheter av den seismiske profil som studeres, representert med to nærliggende registreringstraser,

og videre ved kombinasjon og behandling av de registrerte signaler, og øke skarpheten eller nøyaktigheten i fremstillingen av registreringene.

Antallet av innsatte elektroniske apparater og integrerings-tettheten av komponenter som disse inneholder, øker.

Den tyngdeøkning av boksene som er resultat av dette, inne-bærér mange ulemper spesielt ved marine seismiske undersøkelser hvor seismikk-kablene består av et flertall elementer fylt med en væske hvis densitet er lavere enn vannets, hvilket sikrer at de får en viss oppdrift.

Tilstedeværelsen av forholdsvis tunge bokser mellom elementene gjør ytterligere massefordelingen ujevn, hvilket har den virkning at draget i vannet øker og følgelig den forstyrrende strømningsstøy som vil overlagres på de nyttige signaler.

Lengden av forbindelsene mellom transdusere og innsamlingsapparat, som kan gå opp i flere titall meter, gjør at deres følsomhet for forstyrrende signaler øker betydelig. Dette er spesielt tilfelle når det i seismikk-kabelen benyttes andre akus-tiske mottagere enn keramiske transdusere, og spesielt hydrofoner med stor lengde og kontinuerlig struktur, hvis kapasitet er lavere med samme følsomhet.

Anordningen ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å unngå de ovenfor omtalte ulemper.

Den omfatter en rekke sammenkoblede elementer eller seksjoner som hver er forsynt med et flertall seismiske mottagere fordelt over sin lengde, innsamlingsapparater plassert i i det minste en del av mellomliggende bokser, for å digitalisere og lagre hvert av de signaler som kommer fra i det minste en gruppe seismiske mottagere som den er forbundet med gjennom forbindelsesorganer, og en anordning for digital overføring for til innsamlingsapparatene å overføre anropssignaler som skriver seg fra en sentral styre- og registreringsanordning, og til denne å over-føre signaler som leveres i sekvens fra innsamlingsapparatene under påvirkning av anropssignalene.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at

den omfatter en samling av elektroniske moduler som hver er plassert i nærheten av en seismikkmottager og er innrettet til å forsterke og filtrere signaler som den mottar fra denne, at forbindelsesorganene som forbinder hver gruppe av mottagere med det tilhørende innsamlingsapparat omfatter en eneste overførings-linje, omkoblere eller svitsjer for å forbinde utgangene av de forskjellige elektronikkmoduler med overføringslinjen, og en synkroniseringsanordning omfattende et klokke-element plassert i hvert innsamlingsapparat, en felles forbindelseslinje som forbinder hvert klokke-element med styre-elementer anbrakt i de forskjellige elektronikkmoduler, hvilke styre-elementer er innbyrdes sammenkoblet på slik måte at de i sekvens frembringer styresignaler hvis varighet er lik klokkerepetisjonsperioden, hvilke styresignaler påtrykkes de respektive forskjellige omkoblere.

Med en slik desentralisert struktur hvor forforsterknings-

og filtreringsfunksjonene på de seismiske signaler foretaes i nærheten av hver mottager, vil innsamlingsapparatene bare bibe-holde funksjonene digitalisering, lagring og multipleksert over-

føring.

Det fremkommer således en bedre fordeling av funksjoner og med samme boksvolum kan man øke innsamlingskapasiteten for hvert apparat og gjøre den kompatibel med seismikk-kabelelementer som har større lengde og inneholder flere mottagere.

Fordelingen av elektronikkmoduler i det indre av kabel-seksjonene i nærheten av mottagerne, gjør det mulig å oppnå en bedre fordeling av massene og følgelig en bedre likevekt i vannet, hvilket reduserer den forstyrrende strømningsstøy.

Da de elektroniske elementer er bedre fordelt reduseres

også faren for svikt som foreligger ved meget sterk konsentrasjon. Det bemerkes videre at de seismiske signaler som oppfanges av mottagerne i et og samme kabelelement påtrykkes en felles analog overføringskabel.

Den totale mengde av overføringslinjer som inngår i et og samme kabelelement er følgelig meget lavere enn det som vanligvis observeres i seismikk-kabler. Den risiko for svikt som er knytte til et flertall linjer er således sterkt redusert.

Andre særegne trekk og fordeler ved denne anordning vil frem-gå av den følgende beskrivelse av en utførelsesform som uteluk-kende er angitt som ikke-begrensende eksempel, under henvisning til tegningene, hvor:

- figur 1 skjematisk viser en marin seismikk-kabel som slepes

i neddykket stilling,

- figur 2 viser på skjematisk måte en seksjon av seismikk-kabelen og en endeboks inneholdende et innsamlingsapparat for seismiske data. - figur 3 viser et blokkskjema for en elektronikkmodul tilordnet hvilken som helst mottager i en kabelseksjon, og - figur 4 viser et blokkskjema for en innsamlingsanordning for data anbrakt i en av boksene som er innsatt mellom elementene eller seksjonene i en seismikk-kabel.

Den seismikk-kabel som er vist skjematisk på figur 1 omfatter en fleksibel kabelstruktur 1 bestående av en rekke seksjoner eller elementer Fl, F2...Fi...Fm som hver inneholder et antall seismikkmottagere. Disse elementer er forbundet med hverandre ved hjelp av forbindelsesbokser Gl, G2...Gi...Gm inneholdende innsamlingsapparater for signalet.

Seismikk-kabelen slepes neddykket av et skip 2 som omfatter et sentralt styre- og registreringssystem.

Et slik arrangement er for eksempel beskrevet i det foran-nevnte franske patent 2.471.088.

Det kabelelement Fi som er vist skjematisk på figur 2 omfatter en samling av seismikkmottagere Sl, S2...Sk-l, Sk, Sk+l...Sn som er fordelt med jevne mellomrom over hele lengden

og har tilordnet respektive elektronikkmoduler Ml, M2...Mk-l, Mk+1...Mn.

Hver av disse omfatter (figur 3) et lavpassfilter 3 med anti-flertydighetsfunksjon og et lavsperrefilter 4 koblet i serie. De signaler som leveres av den tilhørende mottager Sk påtrykkes filtrene 3 og 4. Utgangen.av filteret 4 er forbundet med inngangen på en inverterende forsterker 5.

Utgangene av filteret 4 og forsterker 5 er ført til inn-gangene el og e2 på en topolet elektronisk omkobler eller svitsj 6.

Utgangene VI, V2 av svitsjen 6 er forbundet med respektive to ledningstråder II og 12 i en totråds skjermet linje som ut-gjør en analog buss BA.

Styreinngangen ec på den elektroniske svitsj 6 er forbundet med en første utgang på en bistabil vippe 7. En første inngang på denne er forbundet med en linje IH som løper langs hele lengden av kabelseksjonen Fk og som fører et klokkesignal H. En annen inngang på den bistabile vippe 7 er forbundet med en linjeseksjon Ck som kommer fra den foregående elektronikkmodul Mk-1.

Den komplementære utgang av vippen 7 er forbundet med den annen inngang på en identisk vippe opptatt i den følgende elektronikkmodul Mk+1.

Når det på linjene II, 12 i den analoge buss påtrykkes to signaler i motsatt fase, hvorav det ene kommer fra utgangen av filteret 4 og det annet fra utgangen av den inverterende forsterker 5, vil det som velkjent skje en undertrykkelse av signaler med felles modus og spesielt av de forstyrrende signaler.

En flerlederkabel eller digitalbuss BN som ved en første endé er forbundet med den sentrale styre- og registreringsanordning installert på skipet 2, er anbrakt langs hele lengden av seismikk-kabelen 1. Den benyttes til overføring av digitale styresignaler til de forskjellige innsamlingsapparater i seismikk-kabelen, fra den sentrale anordning, og som følge av dette å overføre til denne de seismikkdata som er oppsamlet ved slutten av hver registreringssyklus.

Den analoge buss BA (figur 2) er ved en ende av kabelelementet Fi forbundet med et innsamlingsapparat Ai.

De signaler som er tilstede på bussen BA påtrykkes på inngangen av en forsterker 8 med variabel forsterkning (figur 4).

En slik seismikkforsterker med variabel forsterkning er beskrevet

i fransk patent 2.469.040 eller 2.487.603.

De forsterkede signaler fra forsterkeren 8 digitaliseres

i en analog/digitalomformer 9 og blir så innført i et lagerorgan 10.

Innsamlingsapparatet Ai omfatter videre en dekodnings- og omkoblingsenhet 11 innrettet til å dekode de adresse- og styresignaler som sirkulerer i den digitale buss BN.

Hva angår innsamlingsapparatet Ai forbinder enheten 11 lagerorganet 10 med kabelen BN slik at de digitale signaler som er samlet, blir overført til det sentrale registreringssystem på skipet.

Dekodnings- og omkoblingsenheten er videre innrettet til å detektere og gjenopprette de synkroniseringssignaler som kommer fra det sentrale system gjennom den digitale buss BN.

Disse synkroniseringssignaler påtrykkes et klokke-element 12 innrettet til å frembringe klokkesignalet H og til å overføre dette over linjen IH (figur 2) såvel som et signal D med samme frekvens som klokkesignalet H og forskjøvet i forhold til dette. Signalet D avgis på linjeseksjonen Cl til den første modul Ml.

Anordningen virker på følgende måte:

De seismikksignaler som oppfanges av mottagere Sl til Sn

i hvert kabelelement som følge av bølger utsendt av en seismisk kilde som slepes av skipet og reflekteres av underjordiske dis-kontinuiteter, blir forsterket og filtrert i de tilhørende elektronikkmoduler Ml - Mn.

En puls D avgitt på linjeseksjonen Cl av klokke-elementet 12

i hvert innsamlingsapparat (figur 4) påvirker den bistabile vippe 7 i den første modul Ml (figurene 2, 3). Denne bevirker lukning av svitsjen 6 og påtrykning av det seismikksignal som er oppfanget av mottageren Sl på den analoge buss BA.

Signalet overføres til det tilhørende innsamlingsapparat inntil det på linjen LH ankommer en klokkepuls H. Den resulterende tilbakestilling av vippen 7 åpner svitsjen 6 og frembringer en puls som overføres gjennom linjeseksjonen C2 til vippen 7 i den følgende elektronikkmodulen 2. Følgelig er det de signaler som leveres av modulen M2 som i sin tur avgis på den analoge buss BA og overføres til innsamlingsapparatet.

Ved denne påvirkning i kaskade vil trinn for trinn alle elektronikkmodulene i rekkefølge forbindes med den analoge buss DA og overfører et sampel av det signal som er oppfanget av de til-hørende mottagere. Samlingen av vipper 7 i de forskjellige moduler utgjør et fordelt skiftregister.

Påtrykning av en ny puls D på linjeseksjonen Cl utløser en ny sekvens for suksessiv overføring av et sampel fra alle elektronikkmoduler til det tilhørende innsamlingsapparat.

Ved slutten av sendings/mottagningssyklusen blir hvert innsamlingsapparat på kommando forbundet med den digitale buss BN og overfører til det sentrale system ombord i skipet alle de samplede signaler som det har lagret.

Claims (4)

1. Mottageranordning med stor lengde for marine seismiske under-søkelser, omfattende en rekke seksjoner som er sammenkoblet ved hjelp av mellomliggende bokser (Gl - Gm), hvor hver av seksjonene omfatter et flertall .seismiske mottagere (Sl - Sn) fordelt over dens lengde, innsamlingsapparater (Ai) anbrakt i i det minste en del av mellomboksene for å digitalisere og lagre hvert av de signaler som kommer fra i det minste en gruppe seismiske mottagere som den er forbundet med gjennom forbindelsesorganer, og en digital overføringsanordning (11, BN) for til innsamlingsapparatene å overføre styresignaler som kommer fra en sentral styre- og registreringsanordning og til denne å overføre signaler som i sekvens blir avgitt fra innsamlingsapparatene under påvirkning av anropssignaler, karakterisert ved at den omfatter en samling av elektronikkmoduler (Ml - Mn) som hver er plassert nær en seismisk mottager og er innrettet til å forsterke og filtrere de signaler som den mottar fra denne, at forbindelsesorganene som forbinder hver gruppe av mottagere med det tilhørende innsamlingsapparat, omfatter en eneste overføringslinje (BA), omkoblere (6) for å forbinde utgangene av de forskjellige elektronikkmoduler (Mk) med overføringslinjen (BA) og en synkroniseringsanordning omfattende et klokke-element (12) plassert i hvert innsamlingsapparat (Ai), en felles forbindelseslinje (IH) som forbinder hvert klokke-element med styre-elementer anbrakt i de forskjellige elektronikkmoduler, hvilke styre-elementer er slik innbyrdes sammenkoblet at de i sekvens frembringer styresignaler hvis varighet er lik repe-tisjonsperioden for klokken, hvilke styresignaler påtrykkes på de respektive forskjellige omkoblere.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at styre-elementet i hver elektronikkmodul (Mk) er en bistabil vippe (7) hvis første inngang er forbundet med forbindelseslinjen (IH) til klokke-elementet (12), og en annen inngang forbundet med en første utgang på en bistabil vippe i en annen elektronikkmodul (Mk-1), og en annen utgang forbundet med den tilhørende omkobler (6), og hver av suksessive pulser som avgis på forbindelseslinjen (IH) virker til å åpne omkobleren i en elektronikkmodul (Mk) og til å lukke omkobleren i en annen elektronikkmodul (Mk-1), samt tidsintervallene for tilkobling av de forskjellige elektronikkmoduler til hver forbindelseslinje (IH) er like og innbyrdes for-skjøvet i forhold til hverandre.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at hver overføringslinje (BA) er -en totråds ledning ill, 12) og at hver elektronikkmodul (Mk) omfatter en toveis omkobler (6) hvis utganger er forbundet med de respektive to ledere i den til-svarende overføringslinje (BA), og en inverterende forsterker (5) hvis inngang og utgang er forbundet med de respektive to innganger på omkobleren (6).

4. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hvert innsamlingsapparat omfatter en anordning (8) for å forsterke de signaler som overføres suksessivt av de tilhørende forskjellige elektronikkmoduler, og en digitaliseringsanordning (9) for de forsterkede signaler samt lagerorganer (10) for digitale signaler.