JP2733839B2

JP2733839B2 - 堀削坑で地震波データを捕捉し該データを地上の制御システムに伝送する装置

Info

Publication number: JP2733839B2
Application number: JP63081171A
Authority: JP
Inventors: クレタンジャック; テロンドジャン−フランソワ; サウシエルダニエル
Original assignee: ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
Current assignee: ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
Priority date: 1987-04-02
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1998-03-30
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: NO172776C; JPS63256883A; CN88101902A; NO881442D0; CN1013312B; CA1299724C; NO881442L; DE3861534D1; US4862425A; EP0285519B1; NO172776B; FR2613496B1; EP0285519A1; FR2613496A1

Description

【発明の詳細な説明】［発明の属する技術分野］本発明は堀削坑の中に吊下したゾンデによって測定し
たデータ（特に地震データ）を捕捉収集し、坑外ユニッ
トに伝送する装置に関する。

一般的な方法としては、多機能ケーブルの先端に１つ
または複数のゾンデを取付けてこれを堀削坑の中に下降
させて測定データを捕捉収集する。ゾンデは長いボディ
を有し、これを１又は複数の腕体で穴の壁に固定する。

油圧ジャッキによって、各腕体を、ゾンデのボディに
当接している休止位置から、腕体を開いて、一方の端を
堀削坑の壁面に当て、ゾンデを壁面に対して支えるよう
な位置に移動させる。水力回路が一般的にはモータと電
磁弁で構成されている、圧縮された液体を供給する手段
にジャッキを連結している。

［従来の技術］大抵の場合は、多機能ケーブルは、モータ駆動電力と
しての電流と、様々な信号とを供給する複数の伝送線で
構成されている。たとえば、地表の坑外ユニットから制
御信号をゾンデへ送り、ゾンデから応答信号を送る。応
答信号は、モニター信号であったり、試験信号であった
り、ゾンデの検知器によって測定されるデータ信号であ
ったりする。このようなゾンデは米国特許4,428,422号
に記載されている。

たとえば、バネで複数の定着用腕体を降下中はロック
しているゾンデを用いる。電磁弁を含む水力手段で腕体
のロックをはずして開放位置として、ゾンデを壁に支え
る。

この電磁弁は多機能ケーブルを介して送る制御信号で
動作させる。このようなゾンデの一例が米国特許4,616,
703号に開示されている。

堀削坑の中に下降させていろいろな測定を行う様々な
検知器を１つのゾンデに収納することもできるし、ま
た、主ゾンデの下のいろいろな深さに複数の衛星ゾンデ
を吊設することによって構成するゾンデ集合体とするこ
ともできる。このようなゾンデ集合体の一例がフランス
特許FR−2.564.599号に開示されている。

地震予知の場合は、たとえば、地表またはそのそばに
設置した、あるいはまた別の堀削坑の中に設置した地震
波源から発射されて地下の断層に当って戻ってくる波を
検知する複数の地震波検知器を堀削坑の中に設置する。
この地震波検知器で受けた信号を解析してその地下の地
震特性断面図を作る。

地震波検知器は一般に指向性を持っており、１つ又は
互いに直交する複数の方向に向けて設置して使用する。
地震波検知器は、いろいろな深さで地震波信号を検知す
るように配置し、該信号は多機能ケーブルの１本の線を
通して直接的に、あるいはまた地震波信号捕捉器を介し
て間接的に坑外ユニットへ送る。

地震波信号を地震波信号捕捉器を介して間接的に坑外
ユニットへ送る場合は、複数の検知器からの信号を収集
し、サンプリングし、ディジタル化し、符号化信号にし
て多機能ケーブルの１本または複数本の線で伝送する。
坑外ユニットでは符号化した信号を解読した後処理記録
する。

［発明が解決すべき課題］堀削坑を通して地震予知を行う検知器とゾンデの数が
多くなれば検知器ならびにゾンデを堀削坑の中に下降さ
せ、定置し、機能状態を検査する作業が複雑、困難にな
る。この作業はまた、下降深さが大きくなり、温度、圧
力の条件が厳しくなるほど一層複雑、困難になる。

１つのゾンデを堀削坑の中に下降させる時にその進行
状態を監視する１つの在来法は、ゾンデを取付けたケー
ブルの張力をチェックすることから成る。ゾンデが止ま
ればケーブルの張力が変化し、これを容易に検出するこ
とができる。複数のゾンデで構成されている受信装置を
用いる場合は、先頭にある所謂衛星ゾンデだけの停止に
よっては主ゾンデを吊っているケーブルの張力の変化は
非常に小さいためにこの在来法は適用できない。このよ
うにケーブルの張力変化の検知が遅い場合は堀削坑の底
にゾンデとケーブルが押し込まれる危険がある。問題を
解決するために即ち、主ゾンデと衛星ゾンデを含む場合
でも、衛星ゾンデの下降終了を早く検知することが望ま
しく、そのための手段を得ることが本発明の解決すべき
課題である。

［課題を解決する手段］データ捕捉ユニットをゾンデの降下中も使用すること
によって堀削穴の中を降下する間のゾンデの状態をチェ
ックすることができる。

地震検知機（G₁〜G₁₂）は、降下中のゾンデに作用す
る押圧力や振動に反応して、地震データ捕捉時の信号の
振幅よりもはるかに大きい振幅の信号を発生する。した
がって、１つのまたは複数の検知器、特に一番深い衛星
ゾンデに収納されている検知機が発生する信号にかなり
の減衰が認められる状態ではゾンデの進み具合に変化が
起きたことになる。

かようにして、検知機が送ってくる信号の振幅を監視
することによって一番下のゾンデ（あるいはまた場合に
よってその上のゾンデ）が降下し終ったか、即ち止まっ
たかどうかを知ることができる。

即ちゾンデの降下中に一定の時間間隔で（たとえば毎
秒ごとに）データ捕捉サイクルを実行し、各検知器から
送られてくる電圧V_Xを閾値電圧と比較する。この比較
を、たとえばマイクロプロセッサに接続した電圧比較器
で行う。

１つまたは複数の電圧が閾値を下回れば、不規則性の
生じた検知機の番号、したがって止まったゾンデの番号
を信号処理器がモニタースクリーン（第13図）上にディ
スプレイし、警報音を出して、オペレータに警告するこ
ともできる。

［発明の実施の形態］本発明の装置は、堀削坑の中で受信した地震波データ
を捕捉収集し、これを坑外ユニットの中央制御／記録シ
ステムへ伝送するものであると共に使用する受信／捕捉
システムの検査ならびに試験を行う機能を備えている。

本発明の装置は、複数の伝送線を含むケーブルの先端
に取付けて堀削坑の中に下降される少なくとも１つのゾ
ンデの中に収納されている複数の地震波検知器を備えて
いる受信アセンブリを含み、更に、地表の中央制御／記
録システムから液圧手段を制御して上げ下げできる、ゾ
ンデを固定するための腕体をもつゾンデを含む受信アセ
ンブリと各地震波検知器から送られる信号を収集し、該
ケーブルの伝送線を通して該信号を一連の多重化／ディ
ジタル信号サンプルとして中央制御／記録システムへ送
るデータ捕捉器を含んでいる。

本発明の装置は、堀削坑の中における受信アセンブリ
の降下の進行状態を監視する手段をもっている検査アセ
ンブリと、該検査アセンブリを間欠的にデータ捕捉器に
接続して検査アセンブリが生成した信号をデータ捕捉器
によって受信したものを中央制御／記録システムへ送る
ことを実行する手段とを備えていることを特徴とする。

検査アセンブリは一例として、ゾンデ固定用の腕体の
位置を確認する手段を含む。

本発明の装置にはまた、地震波データ捕捉サイクルを
開始する前に各地震波検知器ならびにデータ補足器を試
験する手段を備えている。

堀削坑の中の受信アセンブリの下降状態を監視する手
段は、例えば、該地震波検知器から中央制御／記録シス
テムへ送られる信号振幅が予め定める閾値よりも低くな
ったかどうかを比較するためのレベル（またはエネルギ
ー）比較手段を備える。

本発明の装置の検査アセンブリは、堀削坑の中の受信
アセンブリの移動状態を監視し、それが正しく固定され
ていることをチェックし、データ捕捉サイクルを開始す
る前に、あるいはまたデータ補足サイクル実行中にいろ
いろな現場測定を行って受信アセンブリの機能を試験す
ることができる。これによって堀削坑の中の地震データ
の捕捉ならびに解析を確実に行うことができる。

本発明の装置の前記以外の特徴、利点は、添附図を参
照しながら以下に展開するところの本発明の代表的実施
態様例の詳述を通して明らかにされる。

［実施例］多機能電気ケーブル（２）の端部に取付けた１つのゾ
ンデ、あるいは一般的には複数の集合体としてのゾンデ
を堀削坑の中に下降させて地震予知を行う場合について
述べる。

前記米国特許4,428,222号に一例が開示されているタ
イプの先頭の主ゾンデ（３）は数個のコンパートメント
に分かれている（第２図参照）。一番下のコンパートメ
ント（４）には１つまたは複数の地震波検知器が収納さ
れている。地震波検知器は、直交する３つの方向に分極
させた波を捕捉するように３つづつ組合わせた指向性ジ
ォフォン（３軸ジォフォン）のようなものを用いる。

真中のコンパートメント（５）には、折りたたまれて
ゾンデに当接している閉じた位置と、堀削坑の壁面に先
端を当てて、ゾンデを直径を挟んで反対側の堀削坑の壁
面に押し付けて保持する開いた位置との間を移動する２
本の可動腕体（６）を動作させるジャッキに流体を供給
する液圧ユニットが収納されている。一番上のコンパー
トメント（７）には、第４図を参照しながら説明すると
ころのデータ捕捉器が収納されている。

主ゾンデの下に１つまたは複数の衛星ゾンデ（８）が
吊されており、衛星ゾンデ（８）の下側コンパートメン
ト（９）には１つまたは複数の地震波検知器が収納され
ており、上側コンパートメントには、可動腕体（10）を
開いて衛星ゾンデを堀削坑の壁体に定着させる作動シス
テム（図示しない）が収納されている。

該作動システムは、一例として遠隔作動式のバネとラ
ッチで構成することができる。この衛星ゾンデの一例が
前記米国特許4,616,703号又はフランス特許FR−2.564.5
99号に開示されている。

多機能ケーブル（２）によってゾンデが坑外ユニット
に接続されており、該ユニットは動力手段（図示しな
い）に係合している操作ドラム（12）を介してケーブル
を吊下する支持構造体（11）を備えている。

多機能ケーブル（２）は常用タイプのケーブルであ
り、７本の伝送線（L₁〜L₇）と１つの金属外装体で構成
されている（第３図参照）。ケーブル（２）の特定の伝
送線を通してジャッキを動作させるための液体を圧縮す
るためのモータを動作させるための電流と、制御用電磁
弁を開閉するための間欠電流を供給する。ケーブル
（２）の他の伝送線は作動信号とデータを伝送すること
に使用される。

ケーブル（２）は、中央制御／記録システムを装備し
ている自動車（13）に接続されている。地表には、地震
波源（14）が配置されており、中央制御記録システムに
よって動作させられるその発射する地震波が地中に伝播
する。堀削坑の中に下降させた各地震波検知器が受ける
信号が主ゾンデ（３）に収納されているデータ捕捉器に
よって収集、捕捉され、中央制御／記録システムへ送ら
れる。

第４図にブロック・ダイヤブラムを示すところのデー
タ捕捉器の構成要素として、12の入力（XP1〜XP12）が
ある主マルチプレクサ（15）があり、該入力（XP1〜XP1
2）に地震波信号や試験信号が印加される。

該信号は、地震波検知器（G₁〜G₁₂）のそれぞれに接
続されている12の同一構成の回路が発生する。各回路の
構成要素として試験素子（16）があり（第７図）に詳細
を示す）、その入力は地震波検知器（G₁〜G₁₂）に接続
されており、出力は定利得前置増幅器（17）に接続され
ている。増幅された信号は、地震波信号の周波数帯域に
合わせた帯域通過フィルタユニット（18）に印加され
る。

フィルタユニット（18）の出力は主マルチプレクサ
（15）の入力（XP1〜XP12）に接続されている。

主マルチプレクサ（15）の補助入力（XP13）は８チャ
ネル補助マルチプレクサ（19）の出力に接続されてお
り、補助マルチプレクサ（19）の入力には比較的ゆっく
りと変化する信号が印加される。

一例として、衛星ゾンデの定着腕体の状態を指示する
電圧が線（lo）を通して補助マルチプレクサ（19）の入
力の中の１つXA1に印加される。該電圧は第１固定抵抗
（R1）と、切替スイッチ（C₁、C₂、C₃、C₄）によって選
ばれる補助抵抗RS1、RS2、RS3、RS4に対して並列接続さ
れている第２固定抵抗R₂で構成されている可変抵抗とで
構成されている可変分圧器（第５図）から供給される。

３つの衛星ゾンデの定着腕体が開くと新たな抵抗が並
列投入される。可変分圧器は、電源電圧（V₊）とアース
との間に入っており、従って固定抵抗R₁と可変抵抗との
接続点の電圧（V_M）が開いた定着腕体の数を指示し、こ
れによってデータ捕捉サイクルを開始する前にゾンデ集
合体が堀削坑の中で不動になったかどうかを知ることが
できる。

インタフェースアセンブリ（20）（第４図）に収納さ
れている検知器から供給される動作温度指示信号と、給
電ブロック（21）から供給される電圧が各々線l₅、l₆を
通して補助マルチプレクサ（19）の他の入力（XA2、XA
3）に印加される。第６、10図について後で詳述するよ
うに、これらの信号と電圧が電源供給の動作を最適化す
る働きをもつ。

主マルチプレクサ15の出力は、フランス特許公開申請
書FR−2,593,004号又は、2,592,537号に開示されている
タイプの可変利得増幅器（22）を構成要素として備えて
いるデータ捕捉回路に接続されている。

増幅された信号はアナログ／デジタル変換器（23）で
サンプリングされ、ディジタル化される。ディジタル化
された信号は続いて、符号化回路（24）で信号伝送関係
者にとっては周知のHDB3コードなどの２進法の極コード
に符号化され、送信素子（25）に印加される。送信素子
（25）の出力は多機能ケーブル（２）の線（L₇）に接続
されている。

発振器（26）の出力信号であるクロック信号（Ｈ）が
論理タイミングユニット（27）に印加され、論理タイミ
ングユニット（27）が２つのマルチプレクサ（15、19）
とデータ捕捉回路（22〜25）を制御する一連のタイミン
グ信号を発生する。

主ゾンデに収納されている検知器（28）が液圧回路の
圧力を測定する。検知器（28）の出力信号はインターフ
ェス・モジュール（29）に印加され、ケーブルの線
（L₅）を通して常時制御／記録ユニットに伝送される。

第４図のブロック・ダイヤグラムに示す同期試験器
（30）が、論理タイミングユニット（27）が発生するク
ロック信号HTによって12の多重地震信号チャネルを順次
試験する。

電源供給ユニット21は伝送ケーブルの電力供給線
（L₁）に接続されている。同じケーブルの中の線（L₂、
L₃、L₄、L₆）はインタフェースユニット（20）に接続さ
れている。

インタフェースユニット（20）（第６図）の構成要素
として、ケーブルの線（L₃、L₆）に接続されている光電
カプラー（31）があり、該光電カプラーは該線（L₃、
L₆）を通して、マルチプレクサとデータ捕捉回路を同期
化する同期化信号を受け、これによって、信号捕捉が行
われる期間、即ち「窓」を定める。

カプラー（31）の出力信号は線（l₁）を通して論理タ
イミングユニット（27）（第４図）に印加される。線
（L₂）は電流を供給する。第１リレー（Ry₁）によって
電流を線（l₂）を通して主ゾンデの原動機に印加する
か、または線（l₃）を通して衛星ゾンデの電磁弁に印加
するかを選択する。

第２リレー（Ry₂）が、同期試験器（30）（第４図）
の制御入力に接続されている線（l₄）にゼロ電圧を間欠
的に印加し、この電圧の中断する瞬間が試験を有効にす
る期間即ち窓VTを区切るタイミングとなる（第８図参
照）。

インタフェースユニット（20）に温度検知器（32）が
設置されている。温度検知器（32）の出力信号が線
（l₅）を通して補助マルチプレクサ（19）の入力（XA
2）に印加される。

正電圧、負電圧、ゼロ電圧の中のどれが１つの線
（L₄）に加えられるかによって第１リレー（Ry₁）も第
２リレー（Ry₂）も，その動作が制御される。

同期試験器（30）と素子（16）で構成されている試験
ユニット（第４図）が検知器（G₁〜G₁₂）とそれぞれに
関連する地震波信号チャネルの機能を順次試験する。各
試験素子（16）の構成要素として、前置増幅器（17）の
中の１つの入力に常時接続されており、電子スイッチ
（TSW1）の動作している間検知器の入力変換器（Gi）
（ｉ＝１〜12）に常時接続されている回路（33）がある
（第７図参照）。同タイプの別のスイッチ（TSW2、TSW
3）が各々抵抗を介して回路（33）を基準電圧（V_R）と
アースに接続する。

同期試験器（30）が発生する制御信号tsw1、tsw2、ts
w3が各々１つの素子（16）の前記３つのスイッチを動作
させる。該制御信号tsw1、tsw2、tsw3は、論理タイミン
グユニット（27）が発生するクロック信号HTから生成さ
れる。

各試験シーケンスの持続時間TCは、線（l₄）（第４
図）を通して同期試験器（30）に印加されるVT信号によ
って設定される（第８図）。該シーケンスにおいて、検
知器（G₁〜G₁₂）を２組に分けて第１次試験が行われ
る。

第１組の検知器は（G₁〜G₆）であり、第２組の検知器
は（G₇〜G₁₂）である。信号（tsw1）はすべての検知機
に対するスイッチ（TSW1）に同期に印加され、検知器
（G₁〜G₁₂）が各々対応する前置増幅器（17）の入力に
接続される。この接続は、試験期間T1の間維持される。

スイッチ（TSW3）が開いている（tsw3が低レベルであ
る）間にスイッチ（TSW2）を一瞬間だけ２つづつ順次閉
じて、検知器（G₁〜G₁₂）に各々電流パルス（I₁〜I₁₂）
を供給する。

パルス（I₁、I₇）が同時に印加され、パルス（I₂、
I₈）、パルス（I₃、I₉）なども順次にそれぞれ同時に印
加される。

各検知器の応答信号（V₁、V₂、…V₁₂）は２つづつ主
マルチプレクサ（15）へ送られ（第９図）、次いでデー
タ捕捉回路（22〜25）に印加され、線（L7）を通して地
表の中央制御／記録システムへ送られる（第４図）。制
御／記録システムは第９図の応答信号を受信、復号した
信号（V_x）によって故障の有無を検出することができ
る。

第１の期間T1が経過した時点でtsw1信号は低論理レベ
ルの信号になりtsw3信号は高論理レベルになって、各検
知器（G₁〜G₁₂）を関連する地震波信号チャネルから切
離し、それぞれの前置増幅器（17）の入力に与えられた
抵抗器を並列に接続する。

前述したのと同様に、次にスイッチ（TSW2）を２つづ
つ順次に閉じて、電流ピーク（Ｉ′_１〜Ｉ′₁₂）が12の
地震信号チャネルに印加される。今度もパルス
（Ｉ′_１、Ｉ′_７）が同時に印加される。パルス（Ｉ′
_２、Ｉ′_８）、パルス（Ｉ′_３、Ｉ′_９）なども順次、
それぞれ同時に印加される。地震波信号チャネル毎の応
答信号（V₁〜V₁₂）は、２つずつ主マルチプレクサ（1
5）に印加され、捕捉器チェーン（22〜25）を通して坑
外ユニットの中央制御／記録システムへ送られる。この
第２段階の行われる期間がT₂である。

帯域通過フィルタ（18）を通過した応答信号を解析す
ることによってそのカットオフ周波数と勾配を知ること
ができる。

試験サイクルの第３期間T₃において、各素子（16）の
スイッチ（TSW1、TSW3）は同じ状態に維持され、信号が
全く印加されないので各地震波信号チャネルの素子（1
7、18）ならびにデータ捕捉回路（22〜25）が発生する
電子的バックグランド・ノイズを測定することができ
る。

試験シーケンスは可変周期で行われる。たとえば１つ
あるいは複数の地震データ捕捉サイクルを実行する前
に、受信器が固定された深さ毎に各深さで試験を行う。

電源供給ユニット（21）（第10図）は線（L₁）に接続
されているチョッパー型の電源供給デバイスを含む。線
（L₁）に印加される連続電圧は、チョッピング・スイッ
チ（CD）、変圧器（34）、整流ブリッジ（35）ならびに
電圧調整器（36）によって２つの対称的な電圧（V₊、
V_-）に変換され、地震データ捕捉器の各電子モジュール
へ送られる。

線（l₆）が、整流ブリッジ（35）の出力を補助マルチ
プレクサ（19）の１つの入力（XA3）に接続している。
したがって整流ブリッジの出力電圧（V_S）の値はデータ
捕捉回路を介して規則的に地上に送られる。

これによって非調整直流電圧を最適値に維持すること
ができる。非調整直流電圧は線（L₁）の端部の直流電圧
に比例する。使用するケーブルならびにその長さにした
がって線路電圧降下が大きくなったり小さくなったりす
る。

線路の電圧降下が大きい場合は中央制御／記録システ
ムから線（L₁）に印加する電圧を高くしてV_S値を適切な
値に回復する。

逆に電圧V_Sが高すぎる場合は、電圧調整器（36）の熱
エネルギー放出量を多くしなければならないが、これ
は、ゾンデを周囲温度の高い深い地中で使用しなければ
ならないことが少なくないため非常に厄介である。

したがって、ケーブルの抵抗損がそれほど大きくない
場合は、地表操作で必要に応じて線（L₁）に印加される
直流電圧を下げることによってV_Sをあまり高くない値に
維持するようにオペレータが注意する。

伝送ケーブル（２）（第１図）の他端の地表に位置し
ている中央制御／記録システムの構成要素として、制御
ユニット（37）、いろいろな機能シーケンスの命令を出
してディスプレイする信号処理器（38）と、地震波デー
タ記録器（39）がある（第11図）。

制御ユニット（37）の構成要素として、電流計（41）
を介して各ゾンデの原動機と電磁弁への給電線（L₂）に
接続されている発電装置（40）がある（第12図）。線
（L₄）にはスイッチ（42）の位置に従って、正又は負の
電圧が供給される。即ち、リレー（Ry₁）（第６図）を
トリガすることによって補助ゾンデ（８）に電力として
印加する正電圧（VCC）か、または信号処理器（38）か
ら線（L₇）を通して印加される負電圧であって、この負
電圧は、試験を行う場合にリレーRy₂（第６図）をトリ
ガするものである。

アダプター（43）は常に（L₅）を通して液圧の測定信
号を受け、これを圧力計（44）に印加する。

制御ユニット（37）は、主ゾンデの腕体を定着させた
り、補助ゾンデの腕体をはずしたり、電圧ならびに液圧
をディスプレイしたりする目的を有する。

線（L₁、L₃、L₆）は、制御ユニット（37）を通過して
処理器838）の端子（41）に直結されている。データ捕
捉器から来る線（L₇）も同じである。（第13回）線（l₈）が信号処理器（38）（第13図）を記録器（3
9）（第11図）に接続しており、線（l₉）がオシロスコ
ープ（45）に接続している。線（l₁₀）が地震波トリッ
ピング信号CEを地震波発生制御箱（図示しない）へ送
る。信号処理器（38）は別の線（l₁₁）を通して地震波
源を起動した時点を示す信号TBを該地震波発生制御箱か
ら受ける。モニタースクリーン（46）（第13図）に試
験、検査、地震波データ捕捉の実行中のシーケンスがデ
ィスプレイされる。２つのキーボード（47）でプログラ
ムを選択する。

第14図は、信号処理器（38）のブロック・ダイヤグラ
ムを示すもので、マイクロプロセッサ（48）がインタフ
ェース素子（49）を介してモニタースクリーン（46）と
キーボード（47）に接続されており、母線（50）を介し
てデータ捕捉器からの信号を受けとるアセンブリ（51）
とインタフェースユニット（52）とに接続されている。

データ捕捉処理アセンブリ（51）は、受信モジュール
（53）を介してデータ伝送線（L₇）に接続されている。
受信モジュール（53）は、線（L₇）を通して送られてく
る符号化信号を再整形し、また同信号を復号し検査する
働きをする。

送られてきた信号から、データ信号NRZ、主ゾンデの
捕捉器において伝送同期化用に用いられたクロック信号
CK、ならびに伝送エラーが検出された場合を指示する信
号EDが取出され、取出された信号はデータ捕捉処理アセ
ンブリ（51）に印加される。データ捕捉処理アセンブリ
（51）の構成要素として、直列フォーマットで受けたデ
ィジタル「ワード」を並列フォーマットに変換する手段
と、デジタル／アナログ変換器と、バッファ・メモリが
ある（いずれも図示しない）。

データ捕捉処理アセンブリ（51）は、12の検知器から
送られてくる信号をアナログ信号に変換してリアル・タ
イムで線（l₉）を通してオシロスコープ（45）（第13
図）へ送る。マイクロプロセッサ（48）がバッファ・メ
モリの内容を読出しそれをインタフェースユニット（5
2）へ送り、インタフェースユニット（52）がそれをFIF
Oバッファ・メモリに貯える前にそれに適するワード・
フォーマットとし、FIFOから線（l₈）を介して記録器
（39）へ転送する。インタフェースユニット（52）から
線（L₃）、（L₆）、（l₇）、（l₁₀）、（l₁₁）、が出て
いる。

信号処理器（38）はさらに、電圧Ｖを線（L₁）を通し
てゾンデの電子モジュールに供給する電源供給ボックス
（54）を含む。

【図面の簡単な説明】

第１図は、堀削穴の中に下降させる多ゾンデ式受信アセ
ンブリを示す概念図、第２図は、主ゾンデの詳細を示す側面図、第３図は、受信アセンブリを地表に接続している電気ケ
ーブルの断面図、第４図は、主ゾンデに収納されているデータ捕捉器と検
査アセンブリのブロック・ダイヤグラム、第５図は、腕体の開きを検知する検知器のブロック・ダ
イヤグラム、第６図は、主ゾンデに収納されているインタフェースユ
ニットのブロック・ダイヤグラム、第７図は、地震波検知器と地震波チャネルをテストする
ための試験素子のブロック・ダイヤグラム、第８図は、試験素子に印加される信号のクロノグラム、第９図は、地震波検知器ならびに地震波チャネルに対し
て行われた試験に応じて中央制御／記録システムが受け
る信号の時間の関数としての分布を示す図、第10図は、電源供給ユニットのブロック・ダイヤグラ
ム、第11図は、中央制御／記録システムのブロック・ダイヤ
グラム、第12図は、中央制御／記録システムの構成要素としての
制御ユニットのブロック・ダイヤグラム、第13図は、同じ中央制御／記録システムの構成要素とし
ての信号処理器を示す概念図、第14図は、信号処理器のブロック・ダイヤグラムであ
る。２……多機能ケーブル、３……主ゾンデ４、５、７、……主ゾンデコンパートメント、６、10、
……腕体８……衛星ゾンデ、14……地震波源 15……主マルチプレクサ、16……試験素子 XP1〜XP12……主マルチプレクサ入力 G₁〜G₁₂……地震波検知器 17……定利得前置増幅器 18……帯域通過フィルタ XP13……主マルチプレクサ補助入力 19……補助マルチプレクサ V_M……分圧器中点 20……インタフェースユニット 21……電源供給ユニット 22……可変利得増幅器 23……アナログ／デジタル変換器 24……符号化回路、25……送信ユニット 26……発振器 27……論理タイミングユニット 29……インタフェースモジュール 30……同期試験器、31……光電カプラー 32……温度検知器、CD……チョッピング・スイッチ 34……変圧器、35……整流ブリッジ 36……電圧調整器、37……制御ユニット 38……信号処理器、39……地震データ記録器 40……発電装置、44……圧力計 45……オシロスコープ、46……モニタースクリーン 47……キーボード 48……マイクロプロセッサ 49、52……インタフェースユニット 51……データ捕捉処理アセンブリ 53……受信モジュール 55……電圧比較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ダニエルサウシエルフランス国 78410 オベルガンビル, エパン，リュチエリザベトヴィル 15番

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削坑の中の坑内ユニットで地震波データ
を捕捉収集し、該データを地上の坑外ユニットの中の制
御システムに伝送する装置において：該坑内ユニットが数本の伝送線（L₁〜L₇）を含むケーブ
ル（２）の終端に連結されて坑内に吊下される少くとも
１ヶのゾンデ（３）を含み、該ゾンデが複数個の地震波
検知器（G₁〜G₁₂）から成る受信アセンブリと、前記制
御システムに制御されて動作し、該ゾンデを坑壁に対し
て固定するための腕体（６）と、該複数個の地震波検知
器の受信した信号を収集し、処理して一連の多重ディジ
タル信号として前記ケーブルを通して制御システムに伝
送するデータ捕捉器（17、18、15、22〜25）とを含み：該坑外ユニットが坑内ユニットを制御すると共に、前記
多重ディジタル信号を復号し、処理して、記録する前記
制御システム（37〜39）を含むものであって：更に該装置が坑内ユニットの中の第１の部分と、坑外ユ
ニットの中の第２の部分とから成る検査アセンブリを含
み、該第１の部分が、前記地震波検知器を前記データ捕捉器
（17、18、15、22〜25）に間欠的に接続するための同期
信号生成手段（27、Ｈ）マルチプレクサ手段（15、19）
とを含み：該第２の部分が該データ捕捉器を通して送られて来た信
号を基準信号と比較するための比較器（55）を含み、前
記制御記録システム（37〜39）が該比較器と協同して該
信号のレベルの変化を検知する機能をもつことおよび、
これによって該ゾンデの降下に不規則性が生じた場合、
該信号レベルの低下によってこれを検出することを特徴
とする装置。
【請求項２】前記検査アセンブリがゾンデ固定用の腕体
の位置を定めるための手段を備えていることを特徴とす
る請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記検査アセンブリが種々の地震波検知器
とデータ捕捉器とをテストするために試験信号を生成し
該機器への接続を制御するための同期試験器（30）と試
験素子（16）とを備えていることを特徴とする、請求項
１に記載の装置。
【請求項４】前記検査アセンブリが生成し前記データ捕
捉器の１つのチャネルを通して前記中央制御／記録シス
テムに伝送されて来た試験信号を復号し該信号の振幅が
予め定める閾値より低いことを比較器（55）によって検
出することによって、該チャネルの状態を判断する信号
処理器（38）を含むことを特徴とする、請求項１に記載
の装置。
【請求項５】前記腕体の位置を決定するための手段
（Ａ）が、該腕体が開くことによってトリガされる少く
とも１個のスイッチ（C₁〜C₄）と、協動する抵抗器回路
（R₁、R₂、R_s1〜R_s4）をもつ分圧器とを含み、該分圧器
の出力電圧がデータ捕捉器に印加されることを特徴とす
る、請求項２に記載の装置。
【請求項６】前記データ捕捉器が、各地震波検知器（G₁
〜G₁₂）に接続される前置増幅器（17）、帯域通過フィ
ルタ（18）と、その出力信号を多重化するマルチプレク
サ（15）と、これに接続しているアナログ・ディジタル
変換器（23）、符合化回路（24）、送信ユニット（25）
から成る地震波捕捉チェーンとを含み、各検知器および
データ捕捉器をテストする手段が同期試験器（30）と協
働する試験素子（16）を含み、該同期試験器（30）のト
リガにより該試験素子（16）から衝正された試験信号を
間欠的に該検知器に又は直接該地震波捕捉チェーンに入
力し、該試験信号が該データ捕捉器を経て中央制御／記
録システムに伝送されて、基準信号と比較されることに
よって該地震波捕捉器チェーンを単独に或いは該地震波
検知器を含むチェーンとして検査することを特徴とす
る、請求項３に記載の装置。
【請求項７】前記データ捕捉器がケーブルの中の線路
（L₁）を通して、中央制御／記録システムから電力を供
給される電源供給ユニット（21）を含み、前記検査アセ
ンブリが該電源供給ユニット（21）から電圧（V_S）を該
データ捕捉器に供給するための線（l₆）を含むことを特
徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の
装置。
【請求項８】請求項６に記載の装置において、各試験素
子（16）が第１スイッチ（TSW1）によって対応する検知
器を周期的に前記増幅フィルタ手段（17、18）に接続
し、第２スイッチ（TSW2）によって衝正された電圧を該
増幅フィルタ手段に供給することと、同期試験器（30）
が第１のスイッチの閉じている第１の期間（T1）の間に
少くとも一連の検知器の第２スイッチ（TSW2）にパルス
（I₁、I₇）（I₂、I₈）（…）、を順次に供給するための
論理回路を含み、該論理回路が第３のスイッチ（TSW3）
が閉じている第２の期間（T2）の間に同様のパルス
（Ｉ′₁,I′_７）（Ｉ′_２、Ｉ′_８）（…）を同じ第２
のスイッチ（TSW2）に順次供給して、一連の検知器を該
データ捕捉チェーンに接続した時（T1）と切り離した時
（T2）の該データ捕捉器の特性をテストすることと、前
記中央制御／記録システムがケーブルの線路（L₄）に前
記同期試験器に対するテスト・エネーブルコマンドを間
欠的に供給するための手段（42）と該データ捕捉器から
の信号を基準信号と比較するための比較器（55）とを含
むこととを特徴とする装置。
【請求項９】前記検査アセンブリが前記マルチプレクサ
（15、19）の少くとも１つのチャネルに接続されること
を特徴とする、前項までの請求項の何れか１項に記載の
装置。
【請求項１０】請求項１に記載の装置において、データ
捕捉回路が各検知器（G₁〜G₁₂）から供給される信号を
増幅し、フィルタするための増幅フィルタ手段（17、1
8）と、該増幅フィルタ手段（17、18）とマルチプレク
サ（15）を介して接続され、増幅器（22）、アナログ・
デジタル変換器（23）、ディジタル信号符号化器、およ
び伝送ケーブルの線路（L₇）を通してディジタル符号化
信号を中央制御／記録システムに伝送するための手段
（25）を含む地震波捕捉チェーンとを含み、該マルチプ
レクサ（15）が前記検査アセンブリによって供給される
信号を該地震波捕捉チェーンの入力に供給するための少
くとも１つの付加入力（XP13）をもつことを特徴とする
装置。
【請求項１１】前記検査アセンブリが、各ゾンデの腕体
の位置によって電圧値の変化する分圧器（R₁、R₂、R_s1
〜R_s4）を含み、該分圧器の出力電圧（V_M）が前記マル
チプレクサ（15、19）の１つの入力（XA1）に供給され
ることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項１２】前記データ捕捉回路が中央制御／記録シ
ステムから線路（L₁）を通して、電力を供給される電源
供給ユニット（21）と、坑内温度検知器（32）とを含
み、該温度検知器と該電源供給ユニットが前記マルチプ
レクサ（19）の２つの入力（XA2、XA3）にそれぞれ線
（l₅、l₆）によって接続されることを特徴とする請求項
10に記載の装置。
【請求項１３】前記中央制御／記録システムが伝送ケー
ブル内の線路によって交換される信号を制御するための
信号処理器（38）を含み、該信号処理器が受信アセンブ
リを坑内に降下させる間に、各検知器（G₁〜G₁₂）から
供給される信号の振幅を測定するように前記マルチプレ
クサ手段（15、19）と前記地震波捕捉チェーンとを間欠
的に制御することを特徴とする、請求項10に記載の装
置。
【請求項１４】前記マルチプレクサ手段（15、19）が増
幅フィルタ手段（17、18）に接続される主マルチプレク
サ（15）と出力を主マルチプレクサの１つの入力（XP1
3）に接続される副マルチプレクサ（19）とを含み、検
査アセンブリのゾンデ内にある前記第１の部分が補助マ
ルチプレクサに接続されていることを特徴とする、請求
項10に記載の装置。
【請求項１５】前記同期試験器（30）が２つの異なる試
験素子（16）の第２のスイッチ（TSW2）に同時に同じパ
ルスを供給することを特徴とする、請求項８および10に
記載の装置。