NO172013B - Fremgangsmaate ved seismisk undersoekelse ved benyttelse avelliptisk polariserte skjaerboelger - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåte ved seismisk undersøkelse som utnytter vibrasjonsmessig genererte,. elliptisk polariserte skjærbølger i et jordmedium for senere deteksjon av én eller flere dimensjoner av ortogonal partikkelbevegelse. Oppfinnelsen er basert på en skjærbølgekilde (40) av en type som kopler en kontinuerlig roterende,. longitudinal kraft inn i jordmediet (24). for derved å utbre en elliptisk polarisert skjærbølge for brytning, refleksjon eller deteksjon under overflaten, idet forskjellige former for undersøkelse ligger innenfor metodens muligheter.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved seismisk under-søkelse, ved hvilken skjærbølger genereres i et jordmedium, idet minst én jordkoplingsdel som er omnidireksjonalt motstandsdyktig mot lateralbevegelse i forhold til jordmediet, bringes i kontakt med jordmediet.

Oppfinnelsen har tilknytning til gjenstanden for de paralleltløpende norske patentsøknader nr. 873449 med tittelen "Innretning for generering av elliptisk polariserte skjærbølger", og nr. 873450 med tittelen "Fremgangsmåte og innretning for indusering av elliptisk polariserte skjærbølger i et jordmedium".

Man kjenner ikke til noen tidligere anvendelse av elliptisk polariserte skjærbølger ved seismisk undersøkelsesprak-sis. Selv om tallrike metoder er blitt benyttet i en rekke år for både trykkbølgeundersøkelse og skjærbølgeundersøkelse, har det åpenbart ikke forekommet noen forestilling om eksistensen av en ordnet, elliptisk polarisert skjærbølge, sirkulær i det spesielle tilfelle, som forårsaker partikkelbevegelse i tre ortogonale dimensjoner når den beveger seg gjennom et jordmedium.

US-patent 4 321 981 viser en seismisk vibrator som genererer en skjærbølgekomponent og en trykkbølgekomponent. Skjærbølgekomponenten tilveiebringer en lineær partikkelbevegelse langs linjen for vibratorbevegelse, mens trykkbølgen frembringer en vertikal partikkelbevegelse. Videre viser US-patent 4 234 053 en seismisk undersøkelsesmetode ved hvilken en roterende eksentervekt benyttes til å sende et kodet energisignal inn i jorden. Anordningen genererer et kodesignal som har et antall diskrete pulser. Kilden er ikke koplet til jorden, og den roterbare eksentervekt roteres med forskjellige hastigheter som er tilstrekkelige til å forårsake at kilden vekselvis avkoples fra og slår an mot jordoverflaten, og derved sender et kodet tog av impulser inn i jorden.

Den nærmeste, tidligere kjente lære som hittil er oppdaget, er et skrift "S12.7" som ble fremlagt på 1983-møtet for The Society for Exploration Geophysics i Las Vegas, Nevada, USA, med tittelen "Shear Wave Polarizations: A Plea for Three-Component Recording", av Stuart Crampin. Selv om dette skrift erkjente det faktum at et større volum av viten kan uttrekkes fra skjærbølgedata, og at sådanne ytterligere data kan vise seg ved hjelp av tredimensjonal deteksjon, var forfatteren ikke oppmerk-som på den elliptiske polarisasjonsbeskaffenhet til sådanne skjærbølger og deres tilknytning til spesielle forplantningsegen-skaper.

Den foreliggende oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for seismisk undersøkelse som benytter vibrasjonsmessig genererte, elliptisk polariserte skjærbølger i et jordmedium for senere deteksjon av tredimensjonal, ortogonal partikkelbevegelse. Man forestiller seg at de elliptisk polariserte skjærbølger kan utnyttes for hvilken som helst av metodene vertikal, seismisk profilering (VSP-profilering), borehull-logging og seismisk oppmåling, innbefattet tre-komponent-oppmålinger. Det forutsees dessuten at kilden for elliptisk polariserte skjærbølger kan benyttes for marin oppmåling, da kilden i de fleste tilfeller kan være brakt i inngrep ved havbunnen.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte som muliggjør deteksjon av et større volum av nyttig informasjon for en gitt vibrasjons-lydmålings-prosess.

Det er også et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for generering av nøyaktige, elliptisk polariserte skjærbølger i et jordmedium.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for generering og deteksjon av nye og hittil uutnyttede jordpartikkelbevegelses-relasjoner.

Endelig er det et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte som utnytter elliptisk polariserte skjærbølger hvor vibrasjonskilden kan koples på forskjellige måter til jordmediet enten ved en overflate, en vannbunn eller i et borehull med like stor effektivitet.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebrakt en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at en lateralbevegelse i form av en kontinuerlig roterende kraftvektor anvendes på jordkoplingsdelen med en valgt rotasjonshastighet, slik at det i jordmediet genereres en elliptisk polarisert skjærbølge som er en funksjon av den roterende kraftvektors rotasjonshastighet, og at den elliptisk polariserte skjærbølge detekteres på et fjerntliggende sted ved benyttelse av minst én partikkelbevegel-

sesdetektor.

Andre formål og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende nærmere beskrivelse når den leses i forbindelse med tegningene som illustrerer oppfinnelsen, og der fig. IA viser en grafisk illustrasjon av horisontalt og vertikalt polariserte skjærbølgerelasjoner, fig. IB viser en grafisk illustrasjon av elliptisk polariserte skjærbølgerelasjoner, fig. 2A viser et idealisert riss i snitt av et parti av jordoverflaten med et borehull og en skjærbølgevibratorinnretning i inngrep på overflaten, fig. 2B viser et idealisert riss av et jordutsnitt med en omløpsvibrator og detektorer som oppviser refleksjons- og brytnings-strålebaner, fig. 3 viser et perspektivriss av en elliptisk polarisert skjærbølgevibrator og et jordutsnitt som illustrerer forplantningsmønsteret for en elliptisk polarisert skjærbølge, fig. 4 viser et snitt gjennom en form for elliptisk polarisert skjærbølgevibrator slik den benyttes i systemet på fig. 2, fig. 5 er et seismogram som illustrerer detektert kompresjons- og skjærbevegelse i en spesiell prøveoppstilling som likner på oppstillingen på fig. 2, fig. 6 viser en skjematisk illustrasjon av en annen form for elliptisk polarisert skjær-bølgegenerator, og fig. 7 viser en skjematisk illustrasjon av en alternativ form for elliptisk polarisert skjærbølgegenerator.

Innen den akustiske bølgeteori er polarisasjonsretning generelt definert som retningen for vibrasjon av partikler i det medium gjennom hvilket den akustiske energi beveger seg. For kompresjons- eller trykkbølger er partikkelvibrasjonsretningen koaksial med strålebanen eller forplantningsretningen langs z-aksen. For horisontale skjærbølger og vertikale skjærbølger står partikkelvibrasjonsbanene vinkelrett på forplantningsretningen. Som vist på fig. IA, vil således trykkbølge-partikkelvibrasjon ligge på linje med z-aksen 10, forplantningsaksen, mens partikkelbevegelse av vertikale skjærbølger ville ligge i planet 12, og partikkelforskyvning for horisontale skjærbølger ville ligge i planet 14. Planene 12 og 14, som inneholder de respektive, vertikale og horisontale skjærvibrasjoner, kalles polarisa-sjonsplanene. Rene horisontale skjærbølger og vertikale skjærbøl-ger betegnes således som planpolariserte bølger.

En mer spesiell type av skjærbølgepolarisasjon betegnes som elliptisk polarisasjon, og dette mønster er i hovedsaken skissert på fig. IB. Således kan z-aksen 16 betraktes som om den kommer ut av papirplanet, og en partikkelforskyvningsvektor 18 i planet normalt på forplantningsretningen z følger eller opptegner en ellipse 20 i hver vibrasjonssyklus.

Partikkelforskyvning ved elliptisk polarisasjon kan betraktes som om den er sammensatt av to komponenter som står normalt på forplantningsretningen. Betrakt to planpolariserte skjærbølger med den samme frekvens og hvis partikkelforskyvning er gitt ved: hvor k er lik en forplantningskonstant, Dx og D2 er forskyvnings-amplituder, og ax og ay er enhetsvektorer i henholdsvis x- og y-retningene. Begge bølger beveger seg i z-retningen, men er polarisert normalt på hverandre og har en faseforskjell <j>. Total forskyvning i hvilket som helst punkt på z-aksen (idet null dempning antas) er gitt ved:

For det tilfelle hvor <J> er lik +n/2, gir utvikling av ovenstående likning:

For det tilfelle hvor D1/D2 < 1, følger eller opptegner den resulterende forskyvningsvektor en ellipse hvis store og lille akser er sammenfallende med henholdsvis y- og x-aksene, som vist på fig. IB. Dersom Dj/D2 > 1, sammenfaller ellipsens store og lille akser på motsatt måte med henholdsvis x- og y-aksene. Dersom man ser inn i strålen eller z-aksen som vist på fig. IB, roterer vektoren 18 i retning med urviseren med en vinkelfrekvens w, og den kan betegnes som en elliptisk høyrepolarisert bølge. Dersom <J> settes lik -n/2, vil den resulterende vektorbane frem-deles følge eller opptegne en ellipse som er lik den som er vist på fig. IB, bortsett fra at forskyvningsvektoren ville sveipe i retning mot urviseren og ville bli betegnet som en elliptisk venstrepolarisert bølge.

Et annet spesialtilfelle er når D1 = D2, og dette forårsaker at ellipsen på fig. IB blir sirkulær. Avhengig av den positive eller negative verdi av <J>, kan bølgen også i dette tilfelle være høyre- eller venstresirkulært polarisert. Vanligvis trenger ikke D1 å være lik D2, og vinkelen <|> kan anta andre verdier enn pluss eller minus n/2, i hvilket tilfelle ellipsens store og lille akser ikke vil falle sammen med de respektive x-og y-akser.

Elastiske skjærbølger og elektromagnetisk stråling er i mange henseender likeartede, slik at analogier med hensyn til bølgeoppførsel kan benyttes for forklaring. Når polariserte bølger treffer eller vekselvirker med materialer, virker forskjellige polarisasjonstilstander av innfallende stråling ofte ikke på samme måte med materialet. I slike tilfeller med usym-metriske vekselvirkninger blir polarisasjonstilstanden av den påtreffende bølge modifisert eller endret på grunn av vekselvirk-ningen. Ved å måle endringen av en kjent polarisasjonstilstand i et materiale, kan man lære en rekke ting om materialet.

På grunn av den analoge oppførsel kan tallrike måletek-nikker som er blitt utviklet på det optiske område, også gjelde for målinger som benytter elastiske skjærbølger. En sådan teknikk kalles ellipsometri, hvilket er studiet av endringene i de polariserte tilstander av lys etter refleksjon fra en overflate. Ved å måle de ellipsometriske parametere, såsom relativ faseendring, relativ amplitudedempning og relaterte parametere, kan man bestemme spesielle konstanter for materialer og utføre utvalgte målinger. Selv om det ikke er mulig på dette tidspunkt å forutse alle anvendelser av elliptisk polariserte, seismiske bølger ved undersøkelsesaktiviteter, mener man nå at benyttelsen av sådan energi vil komme til anvendelse ved alle oppmålinger som omfatter brønnlogging, VSP-profilering og overflate-seismiske oppmålinger.

Fig. 2A viser en oppstilling av den type hvor virkelig prøving av den foreliggende fremgangsmåte i begynnelsen ble utført. Et borehull 22 som var dannet i et jordavsnitt 24, var utstyrt for å inneholde opp til tolv tredimensjonale, ortogonale geofoner 26, 28 til 30, 32. Disse geofoner er standard ortogonale tre-komponent-detektorer som har en egen oppfanger for hver av x-, y- og z-vibrasjonsaksene. Oppfangerne 26-32 var anbrakt ca. 30,5 m adskilt nedover langs borehullet 22, og en forbindelses-kabel 34 av flerledertype forbandt hver geofon 26-32 med signal-behandlingsstasjonen 36 som var anordnet på overflaten 38.

En seismisk vibrator 40 av omløpstype (orbital type), som vil bli nærmere beskrevet, var plassert i fast inngrep med jordoverflaten 38 ved å begrave en bunnplate 42 i jordmediet, slik at sideveggene 44 var i omnidireksjonal, horisontal kom-presjonskontakt med jordmediet. Omløpsvibratoren 40 ble drevet ved hjelp av en seismisk vibratorstyring 48 med foreskrevet frekvens og varighet. Selv om vibratorstyring med en valgt frekvens er angitt her, kan omløpsvibratoren 40 drives under hvilken som helst av pulsstyring, sveipet frekvensstyring eller kontinuerlig frekvensstyring. Fig. 2B viser den elliptiske skjærbølgevibrator 40b slik den benyttes ved en seismisk oppmåling langs en valgt oppmålingslinje. Detektorer 25-1 til 25-n, f.eks. utvalgte f ler komponent detektorer eller ortogonale detektorer, er innrettet langs oppmålingslinjen etter hvert som energi fra skjærbølgevib-ratoren 40b forplanter seg nedover for senere refleksjon (bane 23) og/eller brytning (bane 27), og deteksjon av vibrasjonspar-tikkelbevegelse skjer langs den seismiske linje ved detektorene 25-1,...n. Den elliptiske, seismiske kilde og flerkomponent-deteksjonssystemene kan således benyttes på forskjellig måte, innbefattet flerlinje, tredimensjonal oppmåling.-Fig. 3 viser omløpsvibratoren 40 i relasjon til den forplantede, elliptisk polariserte skjærbølgeenergi. Vibratoren 40 drives således ved hjelp av en eksentervekt 50 som roteres av en drivmotor 52 som reaksjon på en motorstyring 54. Motorsty-ringen 54 mottar et styre-inngangssignal fra en generator 56 og et tilbakekoplingssignal fra en feildetektor 58, f.eks. et akselerometer. Omløpsvibratoren 40 er i sikkert inngrep mot jordoverflaten 38 og virker slik at den forplanter energi langs f.eks. en strålebane 60 inn i jordoverflaten 38. Etter hvert som partikkelbevegelsen forplanter seg med partikkelbevegelse stadig i et plan perpendikulært på strålebanen 60, roterer den represen-tative vektor 62 av partikkelbevegelse (vektoren 18 på fig. IB) rundt strålebanen. Forskyvningsvektoren 62 sveiper ut en skrue-linje etter hvert som den fortsetter nedover, og forskyvningsvektoren 62 kan variere mellom ellipsens lille og store akser avhengig av genereringssystemets elliptiske funksjon. Frekvens-styregeneratoren 56 bestemmer således den sykliske forplantnings-takt eller forplantningshastighet av den elliptisk polariserte skjærbølge, og konfigurasjonen med hensyn til ellipseform kontra sirkulær form vil avhenge av de forskyvningskrefter som bidrar til dannelsene av ellipsens lille og store akse.

Fig. 4 viser en omløpsvibrator 40 av forholdsvis enkel utførelse. Vibratoren 40 har en bunnplate 42 som er dannet som en flat sylinder med en jordkontaktende bunn 70, en sylindrisk sidevegg 44 og en topplate 72. Bunnplaten 70 er mest vanlig utformet med nudder eller annen jordkontaktende struktur som sikrer stiv skjærforbindelse med jordmediet. Et motorhus 74 som er tilkoplet over bunnplatens 42 sentrum, understøtter sådanne deler som en hydraulisk motor 76 som virker under styring av en servoventil 78 og en tilhørende, hydraulisk styrekrets (ikke vist). Den hydrauliske motor 76 tilveiebringer drivrotasjon via en aksel 80 gjennom f. eks. en "PARAFLEX" -kopling 82 til en drivaksel 84 som er dreibart lagret i et øvre lager 86 og et nedre lager 88. En eksentermasserotor 90 (stiplede linjer) som er fastgjort på drivakselen 84, roterer da for å tilveiebringe omløps- eller banebevegelse som overføres via bunnplatekonstruk-sjonen 42 inn i det kontaktende medium.

For å bevise eksistensen av og oppførselen til elliptisk polariserte skjærbølger, ble prøvesystemet på fig. 2 benyttet, og et utvalg av data som ble avledet fra dette, er vist på fig. 5. Omløpsvibratoren 40 ble således drevet med en valgt frekvens, og data som ble oppfanget ved de øverste sju ortogonale detektorer 26-32, dvs. over en periode på 100 til 700 fot fra jordoverflaten, ble registrert og behandlet. Fig. 5 viser et tilfelle hvor trykkbølgen, eller i det vesentlige z-akse-bølgen, ble detektert og registrert over dybden på 700 fot, som vist ved hjelp av kurver 100. På samme måte ble en første type skjærbølge som vil bli betegnet som nord-syd, oppfanget og registrert som kurver 102, og motsatt polariserte skjærbølger som vil bli betegnet som øst-vest, ble registrert som gruppekurver 104.

Da både kompresjons- og skjærbølgesignaler fremkommer på fig. 5 ved hver detektor ved et nivå på 100 fot, og da kjerner i dette område viser at både myke og harde formasjoner eksisterer i intervallet på 700 fot, kan det utledes at både kompresjons-og skjærbølger beveget seg gjennom både myke og harde formasjoner. Det kan også innses at både kompresjons- og skjærbølgesigna-ler er rene signaler som eksisterer hele veien gjennom kilde-sveipet, og ved hjelp av både fase og korrelasjon kan det gjøres hastighetsmålinger som er i nøyaktig overensstemmelse. Beregning av hastigheter over dybden på 700 fot viser følgelig nøyaktige og pålitelige verdier.

Omløps- eller bane-kildedata som ble oppnådd i detektorene 26-32 ned til 700 fot, ble sammenliknet med data som ble oppnådd ved hjelp av andre genereringsmetoder, og i hvert tilfelle var sammenlikningene gunstige, idet de hadde en tendens til å bevise tilstedeværelse av en sterk, elliptisk polarisert skjærbølge. Skjærbølgehastigheter ble beregnet ved hvert av merkene på 100-700 fot for skjærbølger avledet fra hver enkelt av en omløpskilde, en jordoverflate-vektnedslippskilde og en vibratorkilde. I hvert tilfelle var skjærbølgehastighetsbestem-melsene for de forskjellige dybder meget nøyaktige, innenfor 10%. P-bølgehastigheter ble også beregnet ved hver av dybdedetektorene ned til 700 fot for omløps-, vektnedslipps-, vibrator- og sjø-kilder som var anbrakt i den nærmeste beliggenhet. Også her ble hastighetssammenlikninger av kompresjonsbølgene i hver av dybde-kategoriene funnet å være i overensstemmelse med liten variasjon.

Feltprøvene fra overflate-omløpskilden 40 viste således følgende: 1 - Kilden frembrakte skjærbølger; 2 - Kilden frembrakte kompresjonsbølger; 3 - Skjær- og kompresjonsbølgehastigheter holder fint mål med vektnedslipps-, skjær- og P-bølge-vibratorer, og med en marin vibrator for data oppnådd på det samme prøvested; 4 - Registrerte bølgeformer er ikke betydelig forvrengt på grunn av refleksjon; 5 - Hastighetsmålinger er mulige ved benyttelse av sveipet frekvens og fase; og 6 - Andre-overtone-kompresjonsbølger, som normalt er til stede i eksisterende vibratorer, er ikke til stede i omløps-kildevibratoren.

Idet det på nytt henvises til fig. 5, kan det innses ved undersøkelse av kompresjonsbølgekurvene 100 at kurven er klar og konsis og ikke inneholder noen andre-overtone-kompresjons-bølge. En sammenlikning av kurvene i gruppe 102 og kurvene i gruppe 104, øst-vest-skjærkurvene og nord-sør-skjærkurvene, kan videre gjøres for å vise at jorden i virkeligheten gikk i en viss omløpsbane under virkningene av vibratoren. Man kan se dette ved å sammenlikne det signal som opptrer ved skjærbølgegeofonen på 100-fot-nivået for gruppekurvene 102, med det signal som oppnås ved 100-fot-nivået for gruppekurvene 104. Dersom man undersøker fasen mellom kurvene på de respektive 100-fot-nivåer, forblir disse 90° ute av fase hele veien over sveipvarigheten. En sådan faseforskjell på 90° opptrer også mellom kurvene i gruppene 102, 104 ved hvert av de andre respektive nivåer på 200 fot, 300 fot og videre nedover. Da fasedifferansen eksisterer konstant og på alle nivåer, kan det på riktig måte utledes at jordbevegelsen i virkeligheten går i en omløpsbane under innvirkningen av vibrasjonspartikkelforskyvningen og virkelige, elliptisk polariserte skjærbølger frembringes.

Fig. 6 viser skjematisk en elliptisk polarisert skjær-bølgevibrator 110 som benytter en kombinasjon av lineære vib-ratorelementer som er sammenkoplet i justerbar vinkelmessighet for å innføre i jorden en elliptisk skjærbølge som kan justeres når det gjelder forholdene mellom den store og den lille akse. En bunnplate 112 med et antall i alle retninger motstandsdyktige, jordkontaktende elementer 114 er således ved hjelp av en sentral drevmontasje 116 dreibart festet til en bunnplate 118 med jordkontaktende elementer 120. Vibratorbunnplaten 112 kan vibreres i lengderetningen under styring av en vibrator-SA-styring 122, og vibratorbunnplaten 118 kan på liknende måte styres ved hjelp av en vibrator-SB-styring 124. Hver av vibratorstyringene 122 og 124 mottar sveipinngangssignaler fra en passende sveipegenerator 126. Når det imidlertid dreier seg om variasjon med hensyn til vibratorstyrefrekvensene, kan en form for frekvensdeling eller liknende benyttes. Avhengig av graden av kraftvekselvirkninger, kan det være ønskelig å tilveiebringe en viss vibrasjonsisolasjon i den sentrale drevmontasje 116.

Under drift kan den relative innretting av vibratorene 112 og 118 innstilles i valgte vinkler, og den gjensidige drivkraft som anvendes på hver av vibratorene 112 og 118, kan varieres. Med disse variasjoner kan den eksentrisk polariserte skjærbølge justeres med hensyn til forskyvningsvektor og faserelasjon. Dessuten kan denne faserelasjon varieres ytterligere ved å styre de relative faser av styresignaler slik de tilføres fra vibratorstyringene 122 og 124.

Vibratorarrangementet på fig. 7 illustrerer de likeartede vibratorbunnplater 112 og 118 når disse drives separat, men i meget nøyaktig innretting i sine jordinngrepsposisjoner. Også her drives vibratorene for å utøve en lineær, gjensidig kraft på den respektive bunnplate 112 og 118 når partikkelfor-skyvningen fra skjærbølgevibrasjonene smelter sammen til en eksentrisk polarisert skjærbølge som vandrer nedover gjennom jordmediet. Faseforskjellen og den elliptiske dreieretning av den polariserte skjærbølge kan styres ved å innstille de relative faser av styresignaler fra vibratorstyringene 122 og 124, og sammenhengen mellom de store og lille akser av den polariserte skjærbølge kan varieres ved å styre forskyvningsvektoren eller størrelsen av vibrasjonskraft som utøves på hver bunnplate.

Det er absolutt mulig at anvendelsen av elliptisk polariserte skjærbølger vil åpne for nye måter av seismisk lydmåling ved benyttelse av seismiske energirelasjoner som hittil har vært uutnyttet. Ved utledning ut fra mulige analogier til optisk ellipsometri, kan det således være mulig å måle ellipsometriske parametere, såsom relativ faseendring og relativ amplitudedempning, for å bestemme fysiske konstanter for underjordiske materialer, eller for å måle tykkelser og/eller definitivt identifisere underjordisk terreng. Så lenge disse muligheter eksisterer ved hjelp av benyttelse av elliptiske skjærbølgedata, er det helt forutsebart at metoden ifølge den foreliggende oppfinnelse vil bli utnyttet ved brønnlogging, VSP-oppmålinger, overflateseismiske målinger og andre beslektede lydmålingsteknikker.

Det foregående viser en ny fremgangsmåte for seismisk undersøkelse som identifiserer en rekke seismiske variable som hittil har vært utilgjengelige for geofysikeren, og man forventer at anvendelsen av sådanne data vil tilveiebringe enda flere innbyrdes beslektede parametere for benyttelse ved oppmåling. En kilde som er konstruert og utnyttes i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse, er dessuten i stand til å tilveiebringe en enestående kombinasjon av kompresjonsbølge- og krysspolari-serte skjærbølge-utgangssignaler for benyttelse i kombinasjon for å oppnå en større informasjonsmengde.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte ved seismisk undersøkelse, ved hvilken skjærbølger genereres i et jordmedium, idet minst én jordkoplingsdel (42) som er omnidireksjonalt motstandsdyktig mot lateralbevegelse i forhold til jordmediet (24), bringes i kontakt med jordmediet, KARAKTERISERT VED at en lateralbevegelse i form av en kontinuerlig roterende kraftvektor anvendes på jordkoplingsdelen (42) med en valgt rotasjonshastighet, slik at det i jordmediet genereres en elliptisk polarisert skjærbølge (62) som er en funksjon av den roterende kraftvektors rotasjonshastighet, og at den elliptisk polariserte skjærbølge detekteres på et fjerntliggende sted ved benyttelse av minst én partikkelbevegel-sesdetektor (26-32).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den roterende kraftvektor er konstant og den polariserte skjærbølge (62) er sirkulær.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at trinnet med anvendelse av en roterende kraftvektor består i at minst én eksentervekt (50) som er rotasjonsmessig koplet sentralt til jordkoplingsdelen (42), roteres med en på forhånd valgt rotasjonshastighet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at rotasjonsretningen av den minst ene eksentervekt (50) varieres for derved å variere rotasjonsretningen av den elliptisk polariserte skjærbølge (62).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4, KARAKTERISERT VED at resultantkraften av den minst ene eksentervekt (50) varieres for derved å variere den elliptisk polariserte skjærbølges (62) forskyvningsvektor.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at trinnet med anvendelse av en lateralbevegelse omfatter gjentatt generering av en første lineær kraft med en første valgt asi-mutvinkel for anvendelse på jordkoplingsdelen, og gjentatt generering av en andre lineær kraft med en valgt andre asimutvin-kel i et forutbestemt faseforhold til den første lineære kraft for anvendelse på jordkoplingsdelen, slik at resultantkraften av de første og andre lineære krefter genererer den elliptisk polariserte skjærbølge (62).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at det benyttes en jordkoplingsdel bestående av to separate, jordkontaktende bunnplater (112, 118) som er anbrakt i umiddelbar nærhet og er omnidireksjonalt motstandsdyktige mot lateralbevegelse.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6 eller 7, KARAKTERISERT VED at den omfatter det trinn å variere de første og andre lineære krefter for å variere den resulterende forskyvningsvektorkraft, og derved styre skjærbølgens (62) ellipsometriske form.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at de første og andre krefter varieres som funksjon av en puls med kjent varighet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at de første og andre krefter varieres som funksjon av en sveipet frekvens mellom på forhånd valgte start- og sluttfrekvenser.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at de første og andre krefter varieres som funksjon av en valgt, kontinuerlig frekvens med på forhånd valgt varighet.

12. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 6-11, KARAKTERISERT VED at den omfatter det trinn å styre den relative fase for påvirkning av de første og andre lineære krefter for å styre rotasjonsretningen av den resulterende kraft, for derved å styre skjærbølgens dreieretning.

13. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-12, KARAKTERISERT VED at deteksjonen av den elliptisk polariserte skjærbølge skjer i et borehull (22) i jordmediet (24).

14. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-12, KARAKTERISERT VED at deteksjonen av den elliptisk polariserte skjærbølge skjer på jordoverflaten (38).

15. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-12, KARAKTERISERT VED at skjærbølgen detekteres ved benyttelse av et antall ortogonale detektorer (26-32) som er anbrakt i atskilt stilling langs et borehull (22).