JP2782514B2

JP2782514B2 - 削井内に吊下した一連のセンサからの信号を収集処理記録するシステム

Info

Publication number: JP2782514B2
Application number: JP63137183A
Authority: JP
Inventors: クレタンジャック; テロンジャン−フランソワ
Original assignee: ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
Current assignee: ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
Priority date: 1987-06-04
Filing date: 1988-06-03
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: NO172758C; NO882424D0; NO882424L; US4901289A; CA1301328C; FR2616230A1; CN88103466A; JPH01126585A; CN1014097B; EP0294284B1; NO172758B; DE3861631D1; IN171961B; EP0294284A1; FR2616230B1

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕この発明は削井内に降ろした１または複数のゾンデに
装着した地震波センサが感知した地震波信号を収集、処
理、記録するシステムに関する。

〔従来の技術〕

ボーリング井内の測定データの収集は一般に多機能ケ
ーブルに吊した１ないし複数のゾンデを削井内に降ろし
て行う。ゾンデは長胴状の本体と１または複数の可動ア
ームを有する。各アームはゾンデの胴部に接している休
止位置から水圧ジャッキにより開かれて削井の壁を捕え
てゾンデを固定する開放位置への変位が可能である。水
圧回路はジャッキを一般に電気モータと電磁弁を備えた
加圧流体供給手段に連結する。多機能ケーブルはモータ
への給電と各種信号の伝送を可能にする複数の導線を備
える場合が多い。例えば地上の制御装置からゾンデに送
る制御信号およびゾンデから送り返される応答信号など
である。応答信号は検査またはテスト信号やゾンデのセ
ンサによって測定され、処理されたデータ信号を含む。

このようなゾンデは例えばフランス特許No.2,501,380
またアメリカ特許No.4,428,422に記述がある。

また例えば降下中にはボルトによって止められてい
て、使用時はスプリングで作動して壁に係留するアーム
を備えたゾンデも使用できる。電磁弁を有する水圧手段
は多機能ケーブルを介して受信する制御信号により作動
する。このようなゾンデは例えばフランス特許No.2,54
8,727またはアメリカ特許No.4,616,703に記載されてい
る。

各種の測定を行なうため削井内に降ろす各種センサは
単一のゾンデ内に収納されている時もあるし、主ゾンデ
とその下に異なる深さに吊下した複数の衛星ゾンデを含
んだゾンデ・アセンブリに納めて使う時もある。このよ
うなゾンデ・アセンブリは例えばフランス特許No.2,56
4,599に記載がある。

地震波探鉱は例えば地上またはその付近あるいは他の
削井内に設置された地震波源から地震波を発射し、地下
断層の不連続面で反射された地震波をゾンデ内に配置さ
れた複数のセンサで受信することによって行なう。受信
された信号を地下断面層の構造の測定に使用する。地震
波センサは一般に１ないし複数の方向に対する指向性を
もち、その方向は相互に直交する。センサは異なる深度
レベルで地震波信号をキャッチするようにゾンデ・アセ
ンブリ内に複数個配設され、信号は多機能ケーブルに納
めた専用線によって、直接または地震波信号収集装置を
介して地上の制御記録システムに送られる。この場合、
各種の信号を集め、サンプル抽出し、ディジタル化し、
コード化して多機能ケーブルの１ないし複数のラインを
通して伝送する。制御記録システムでデコードした後に
記録、処理する。

〔発明が解決すべき課題〕

地震波受信装置のセンサの数は使用する受信装置の構
成によって異なる。

例えば軸が相互に３直交方向に向く３つの指向性感知
要素を有する１または２組の３次元センサ用区画を備え
た単一の削井ゾンデを配することもあり、それぞれ最低
１つのセンサを備える複数のゾンデ集合体を相互に順次
に吊り下げて削井内に降ろす場合もある。データ収集装
置は主ゾンデ内に配置する。データ収集装置は各ゾンデ
内に格納したセンサと接続されている。センサは単一指
向性のものでも３次元センサでもよい。従ってデータ収
集装置の扱うチャネルの数は大きく可変であり、使用す
るデータ収集装置は多種多様なセンサの配設およびその
組合わせに容易に適応できるフレキシブルなものである
ことが求められる。

〔課題を解決する手段〕

この課題を解決するには信号伝送線を備える多機能ケ
ーブルの先端につけ削井内に吊した１ないし複数のゾン
デ内に配設した一組のセンサが受信する信号を収集し、
処理し、記録することができ、且つ、センサの組数を増
加したり、または、配設したセンサ群の一部だけを使う
ように制限したりする種々の使用方法に容易に適合でき
るシステムを構成すればよい。

このシステムは主ゾンデに格納されるデータ収集装置
と地上に配設して、信号伝送線により主ゾンデと接続
し、主ゾンデから送られて来るデータを処理する制御記
録装置とから成る。データ収集装置は信号増巾手段、ア
ナログ・ディジタル変換手段、多機能ケーブルの中の最
低１本の信号伝送線によって信号を伝送できるように信
号を整合コード化する手段等を含むデータ収集チェーン
と、該チェーン内の各手段に必要な同期信号を供給する
ための同期論理手段とを含む。

データ収集装置の特徴はそれぞれ同数の入力チャネル
をもつ最低２つの並列する単位マルチプレクサから成る
主マルチプレクサ手段を備えることである。この少くと
も２つの単位マルチプレクサの出力は前記データ収集チ
ェーンの入力に連結している。最低一方の単位マルチプ
レクサの入力チャネルがセンサから信号を受けてオペレ
ーション・サイクルに入る。動作する単位マルチプレク
サを選択するには切替制御手段が動作させるべき単位マ
ルチプレクサの入力チャネルだけにエネーブル信号を送
る。使用する単位マルチプレクサの数に応じて入力チャ
ネルを読取る頻度を変化させる。即ち、半数の単位マル
チプレクサだけを動作させるならば２倍の頻度で読取っ
て精度を上げることができる。

信号整合手段は伝送すべきディジタル語を幾つかまと
めてブロックを形成する。ブロックの先頭の語は同期語
で、チャネルの番号を示す語が続き、その後に複数個の
ディジタル語が続いて１つのブロックとなる。各ブロッ
クの中に含まれるワードの数は単位マルチプレクサの数
と各単位マルチプレクサの入力チャネルの数に関連し、
上記ブロック内に各場所の配置は実際に前記センサに接
続する入力チャネルの数に関係する。

例えば２つの単位マルチプレクサをもつマルチプレク
サ・アセンブリの場合、アドレス指定線とエネーブル信
号線により同期手段が２つの単位マルチプレクサに連結
されているが、このエネーブル信号線は第１の単位マル
チプレクサのエネーブル入力には直結し、第２の単位マ
ルチプレクサのエネーブル入力には論理反転素子を介し
て接続されている。

マルチプレクサ・アセンブリの中の一方の単位マルチ
プレクサの入力チャネルの中の１つに補助マルチプレク
サが接続されている。

この場合他方の単位マルチプレクサの対応する入力チ
ャネルは何にも接続されていない。補助マルチプレクサ
は受信装置の状況を示す情報等を伝える。

信号整合手段は伝送すべきデジタルデータを幾つかの
グループに分ける。各ブロックに含まれるディジタル語
の数はマルチプレクサの入力チャネルの合計数に等し
い。

本発明に係るシステムはあるサンプリング頻度で多数
のセンサからのデータを送るのに適するものであるが、
使用するセンサの数が小さい場合はより高いサンプリン
グ頻度で、即ち、少ない数のセンサからのデータの伝送
回数を増加して、システムの要求に容易に適応すること
ができる。

〔実施例〕

発明に係るシステムの他の特徴および利点は、付録図
を参照して非現定的に例示する実施態様の記述で明らか
となる。

地震波探鉱は多機能ケーブル２の先端に単一ゾンデま
たはゾンデ集合体を備えた受信装置を取付けて削井１内
に降ろして行なう。受信装置の最上部には既述のフラン
ス特許No.2,501,380に記載するタイプの複数の区画に区
分けされる本体を有する主ゾンデ３を配する（図２）。
一番下の区画４には１ないし複数の地震波センサを納め
る。これは縦波又は横波を感知する指向性ジオフォーン
（地下探知器）でもよく、直交する三次元で地震波成分
を捕える３軸ジオフォーンでもよい。中間区間５には本
体に折りたたまれている位置と本体から開いて、壁に支
える位置の間で変位可能な２本の可動アーム６を制御す
るジャッキと液圧部を配してあり、アームを開いて削井
の壁に係留させて、これを押し、ゾンデ本体３を反対側
の壁面に押し付けることができる。上の区画７には図
３、４に関連して述べるデータ収集装置を配置する。

主ゾンデの下方には必要に応じて下側の区画９に１な
いし複数の地震波センサを備える１ないし複数の衛星ゾ
ンデ８を吊す。上側の区画には可動アーム10のラッチを
はずして衛星ソンデを削井壁に係留させるための制御機
構（図示せず）を配する。この機構は例えば遠隔制御が
可能なスプリングおよびラッチを備える。このような衛
星ゾンデは例えばフランス特許No.2,548,727または2,56
4,599に記載がある。

多機能ケーブルはゾンデまたは一連のゾンデを巻き上
げ操作するウインチ12とその支持構造11とを含む地上施
設に連結する。

多機能ケーブル２は普通のタイプで、７本の導線（L₁
…L₇）と金属外装を備える。ケーブルはジャッキの操作
に必要な流体を加圧するためにモータを作動させるため
の電力と、制御用電磁弁を間欠的に開閉するための電流
を伝送する。ケーブル２の他の線は後述するような制御
信号およびデータの伝送に使用する。

ケーブル２は制御・記録装置を備えた車両13に搭載す
る操作用ウインチに連結されている。地震波源14を地上
に配し、制御記録装置の制御で地震波を地中に発射す
る。削井内に降ろした各センサが受信する各種の信号は
主ゾンデ３内に配したデータ収集装置に集め、ディジタ
ル化して中央システムに送る。

（データ収集装置）図３に示すデータ収集装置は例えばフランス特許出願
書No.2,593,004またはNo.2,592,537に記載するタイプの
可変利得増幅器を備えたデータ収集チェーンを有する。
この増幅器は最適利得で増幅した信号サンプルをアナロ
グ・ディジタル変換器16に送る。ディジタル化したサン
プルは電子スイッチ17の第１入力e₁に入る。このスイッ
チの出力は変換器16からのディジタル・ワード（語）を
専門家には周知のコードHDB−３のような二進コードに
準拠してコード化するための特殊回路18の入力に接続す
る。コード化された信号は送出素子19に送られ、その出
力が多機能ケーブル２の線Ｌに供給されて、伝送され
る。

この装置はデータ収集チェーンの入力に地震波チャネ
ルV₁、V₂…V_2nからくる2n個の信号（ｎは整数）を補間
信号と共に順次に入力するためのマルチプレクサ部も備
える。このマルチプレクサ部は例えば地震波チャネルV₁
〜V_2n用の入力端子を備える主マルチプレクサ20を有
し、該主マルチプレクサは各チャネル用の入力端子の他
に更に補助マルチプレクサ21の出力を接続するための最
低１つの入力端子を有する。この補助マルチプレクサ21
の各入力端子には例えば主ゾンデ３本体内の温度や可動
アーム６、10が開いたことなどを示す信号のように比較
的遅い変化を示す信号が入力される。

2n個の地震波チャネルV₁、V₂…V_2nはそれぞれ地震波
センサG₁、G₂…G_2nに接続した固定利得プリアンプ22を
備える。プリアンプ22からの増幅信号は主マルチプレク
サ20に入力する前にそれぞれ帯域フィルタ23を通過す
る。

発振器24が生成する時計信号Ｈは同期論理部25に入力
され、同期論理部25から以下に示す一連の信号が出力さ
れる： −主マルチプレクサ20および補助マルチプレクサ21を制
御する信号−それぞれ線LA、LBにより入力される； −スイッチ17の第２入力端子e₂に入力される初期設定信
号； −スイッチ17の入力端子Ccに入力されて、入力端子e₁か
入力端子e₂かを選択して、コード化回路18の入力に接続
するようにスイッチ17を制御するための信号； −収集チェーンの各素子15、16、17、18および19を同期
化するための信号。

インタフェース部26は多機能ケーブル２の線Ｌ′を通
して制御記録装置からデータ収集サイクルを同期化する
信号を受信する。

一例として数ｎを６とすれば、12の異なる地震波チャ
ネルの信号を収集することになる。この数は例えば、そ
れぞれ１つの３軸ジオフォーンを備えた４つのゾンデを
もつ受信装置、またはそれぞれ１つの単指向性ピックア
ップを備えた12のゾンデを有する受信装置に対応する。

各ゾンデが、６個の二方向センサをもつ構成即ち、上
記２つの中間的な構成も考えられる。

各信号のサンプリング周期はマルチプレクサのチャネ
ル数および多機能ケーブル２の線に入力可能なデータフ
ローの最大量に関係する。センサの数が更に限定されて
−例えば半分のチャネルしか使用しないような場合−マ
ルチプレクサの構造が不変ならば、多重化期間の一部が
非接続チャネルの読取りに割かれることになって伝送能
力が十分には活用されず、不経済である。

発明に係る装置はマルチプレクサを極めて容易に限定
されたチャネル用に変更することができる。こうするこ
とによりサンプリング期間を短くすることができ、制御
構造を簡単にする。

主マルチプレクサ20はそれぞれ（ｎ＋２）の入力チャ
ネル−ｎは必要な地震波チャネル数の1/2−を有する２
つの単位マルチプレクサ27、28（図４）を含む。図４は
ｎを６とした場合を示し、単位マルチプレクサ27はX₀、
X₁…X₇、また28はX₈、X₉…X₁₅のそれぞれ８ケの入力端
子をもつ。入力端子X₀はアースする。必要ならば、単位
マルチプレクサ27をこのチャネルに切替えることによっ
て、サンプルのディジタル化段階で自動的なゼロ矯正が
可能になる。入力X₁〜X₆は地震波チャネルV₁〜V₆に接続
し（図４）、X₇は例えば補助マルチプレクサ21の出力に
接続する。単位マルチプレクサ28の入力X₈およびX₁₅は
アースに接続するか、または場合によっては非接続のま
まとする。X₉、X₁₀…X₁₄はV₇〜V₁₂に接続する。両単位
マルチプレクサ27、28の出力は共にアンプの15の入力側
に連結する。

各単位マルチプレクサ27、28はチャネル選択信号を供
給するための３つの入力端子A₀、A₁、A₂とエネーブル入
力のための端子A₄を有する。同期論理部25（図３）を主
マルチプレクサ20に接続するラインL_Aは、それぞれ両単
位マルチプレクサ27、28の入力端子A₀、A₁、A₂に接続す
る３本のアドレス指定線l₀、l₁、l₂および単位マルチプ
レクサ27の入力側A₄端子に接続する線l₃を有する。単位
マルチプレクサ28のこれに対応する入力端子A₄は論理反
転回路29を介して同じ線l₃に接続されている（図４）。

（データ収集装置の動作）データ収集装置は以下の通り機能する：マルチプレクサの１動作周期をTeとし、12のセンサを
備える受信装置を削井内に降ろしている場合、各収集サ
イクルの中のラインl₃に交互に高、低の信号、すなわち
論理値がそれぞれ１と０の信号（図５）を入力するよう
同期論理部25を制御する。論理反転回路29のため、両単
位マルチプレクサ27、28に入力される制御信号は補足的
となる。即ち、単位マルチプレクサ27が有効となって動
作する場合は他方の単位マルチプレクサ28は抑制されて
動作しない。この関係は交互に交替する。最初の半周期
Te/2にはアドレス指定線l₀、l₁、l₂に入力した制御信号
が入力X₀〜X₇を順次に選択接続し、次の半周期Te/2には
順次選択接続されるのは他方の単位マルチプレクサ28の
入力X₈〜X₁₅となる。図５の交互信号をラインl₃に入力
することによって、反転回路29によって主マルチプレク
サ20の全入力端子を走査することができる。

地震波探鉱調査を実施する時に単位マルチプレクサ27
の入力X₁〜X₆に接続する６個のセンサしかせいぜい使用
しない場合は、常に高論理レベルの信号がラインl₃に入
力するように同期部25を制御し、これによって単位マル
チプレクサ28は常に抑制される。この場合６つのチャネ
ルV₁〜V₆の走査期間は前よりも短いので、地震波信号の
サンプリング頻度を倍増できる。

各信号サンプルは仮数11ビット、信号１ビット、増幅
利得用の４ビットg₁、g₂、g₃、g₄、を含む１語16ビット
の形にディジタル化する（図６）。この４ビットの構成
は決して値15には達せず、11または13までに限られるよ
うに選択する。

同じ多重化サイクルに対応するディジタル語は16語か
ら成るブロック毎にまとめられる（図７参照）。各ブロ
ックの第１語（SYNC.）は伝送の同期化に使用し、第２
語は現行サイクル中で入力されている補助チャネルの端
子番号（Ｎ^・AUX）指定する。これに続く第３から第８
番目までの語は順次チャネルV₁〜V₆から収集されるサン
プルに対応する。第９語は第２語で指定した補助チャネ
ル番号（Ｎ^・AUX）の端子から読取られる信号サンプル
（AUX）に対応する。その次には例えばすべてゼロで構
成する標準の分離語がくる。続く第11〜16語は第２の単
位マルチプレクサ28のチャネルV₇〜V₁₂から収集される
サンプルV₇〜V₁₂に対応する。

使用するセンサの数が多くとも６で、地震波チャネル
のサンプリング期間が半減する場合、チャネルV₇〜V₁₂
はチャネルV₁〜V₆に置き代えられる。この場合、同一ブ
ロックの16語は同じサンプリング期間Te内に一方のチャ
ネルV₁〜V₆に対応するサンプルを２組含むことになる。

地震波データの収集サイクルを開始するに当たって
は、地表の制御・記録装置が多機能ケーブル２のライン
Ｌ′を通して命令を送り出す。この命令（図8AのSA）は
インタフェース部26（図３）を介して同期論理部25に送
られ、該部25がこの命令を受けて、前もって定める一連
の命令を生成する： −同期論理部はスイッチ17（図３）の入力端子e₂をコー
ド化回路18の入力に接続するための切替え信号を入力Cc
に供給する； −又ラインL_A、L_Bを通して主マルチプレクサ20と補助マ
ルチプレクサ21とに対する制御信号を送ってチャネルを
選ばせる。（例えば線l₀、l₁、l₂、l₃（図４）を低論理
レベルとして先ず入力チャネルX₀を選択する。）； −次にスイッチの入力端子e₂に低論理レベル信号を入力
し、これによってコード化回路が第１の多重化期間Te₀
の間中、常に一連のゼロからなるコードを生成する（図
8B,8C）。この連続ゼロは初期設定期間であることを示
す。

この初期設定期間の終りにはマルチプレクサ21、27が
それぞれの第一チャネルへの切替えを終了していて、同
期論理部25は再びスイッチ17を作動させ、入力端子e₁を
コード化回路18に接続するように切替える。これによっ
てTe₀の後に続くサンプリング期間Te₁、Te₂…（図8B、8
C）中にＡ−Ｄ変換器16により数値化されたサンプルの
ブロックB₁、B₂…がラインＬを通して地表の制御システ
ムに送られるようになる。

（制御・記録システム）伝送ケーブル２の他端に接続されている制御・記録装
置は各種の動作シーケンスを制御し、表示するための制
御素子CUと、信号処理素子30、および処理された地震波
データのための記録素子31を備える（図９）。制御素子
CUはオペレータに主ゾンデのアームの制御、補助ゾンデ
のアームの操作とそれらを動作させるための電圧や水力
圧を表示する手段を含む。このような制御素子はフラン
ス特許出願/EN.87/04,677に記載されている。

ラインＬは制御素子CUを通って信号処理素子30に直結
する。このラインＬを通して送られて来た信号は受信・
デコードモジュール32（図10）に入力され、該モジュー
ル32は２つの異なる信号を抽出する。第１の信号は所謂
NRZコードで表わした削井ゾンデからのデータに対応
し、第２の信号は信号伝送のタイミングを定める時計信
号Ｈに対応する。モジュール32はまた受信した信号に伝
送エラーを検出した場合には中断信号IEを出力し、それ
を一般に母線と呼ばれる導線33を介して記録のプロセス
を制御するマイクロプロセッサ34に送る。

NRZコードによるコード信号は２つの16ビットシフト
レジスター35、36に順次入力される。レジスタ35の「オ
ーバーフロー」出力は４ビットカウンタ37の計数入力に
接続されている。カウンタの「キャリー」出力は母線33
に接続され、同時にフリップフロップ38の第１入力に入
力される。フリップフロップの出力は「アンド」ゲート
40の入力に接続され、ゲート40の出力はシフト・レジス
タ35の「時計」入力CKに接続される。フリップフロップ
38のもう１つの出力は第２の４ビット・カウンタ39（ビ
ット・カウンタ）と第３のカウンタ41（チャネル・カウ
ンタ）とのリセット入力端子RAZに接続される。そこで
論理レベル０の信号が「アンド」ゲー40を閉じ、カウン
タ39、41を開放する。

カウンタ39の「キャリー」出力はチャネル・カウンタ
41のカウント入力に接続されている。シフトレジスタ36
の16個の並列出力はバッファメモリ42の入力に接続され
ている。バッファメモリ42のアドレス指定入力には「オ
ア」ゲート43を介してアドレスレジスタ44の並列出力が
接続されている。シフトレジスタ35の３つの「最下位」
出力（E₀、E₁、E₂）（二進語の最下位３ビットに対応す
る）は母線33に接続され、同時にそれぞれアドレスレジ
スタ44の入力i₁、i₂、i₃にも接続されている。レジスタ
44の他の４つの入力i₄、i₅、i₆、i₇はそれぞれチャネル
・カウンタ41の並列出力A₀、A₁、A₂、A₃に接続されてい
る。デコーダ32からくる時計信号Ｈはカウンタ37、39、
41の「時計」入力CK、シフトレジスタ36の時計入力CKお
よび「アンド」ゲート40の他方の入力に接続される。同
じチャネルカウンタ41の出力A₀、A₁、A₂、A₃はデコーダ
DCの入力に接続されていて、デコーダが二進数で表わさ
れる数14を検知するとフリップフロップ38の第２入力に
供給されるパルスを出す。バッファメモリ42の出力SMは
母線33に接続されている。

「オア」ゲート43の第２入力にプログラマブル・カル
キュレータであるマイクロプロセッサ34がバッファメモ
リ42のアドレスを指定する語を供給して、これらのアド
レスに含まれるデータの読み出しと、母線33を経て記録
素子31への送出を制御する（図９）。最後にバッファメ
モリ42の中の書き出しエネーブル命令WEはビットカウン
タ39の「キャリー」出力で取り出される。

バッファメモリ42は例えば８行、14列の表の形（図1
1）に構成されている。シフトレジスタ35の出力E₀、
E₁、E₂のビットがアドレスレジスタ44の入力i₁、i₂、i₃
に供給され、メモリの行番号を指定する。

チャネルカウンタ41の出力から読取られて、アドレス
レジスタ44の入力i₄〜i₇に入力されるビットA₀〜A₃が列
番号を指定する。

シフトレジスタ36の内容は上記の行番号と列番号とで
指定されるアドレスに、ビットカウンタ39から連続的に
出るエネーブル命令WEを受信する毎に転送される。

各行には16ビットの14語、すなわち同じ収集サイクル
Te内で読取られるすべてのサンプルを収容できる（図
７）。各行の最初の６つの場所はそれぞれチャネルV₁〜
V₆に割当てられる。７番目の場所は補助チャネルから読
取られるデータ用に割り当てられている。続く８番目の
場所は数字ゼロを充填する。これに続く６つの場所には
チャネルV₇〜V₁₂にそれぞれ対応するサンプルが貯蔵さ
れる。

サンプルの貯蔵は次のような方法で行なわれる：各ブロックの第１語は16個の論理「１」とそれに続く
１個の論理「０」とから成る同期語SYNCである。この語
は時計信号Ｈが定めるタイミングで並列のシフトレジス
タ35、36を通過し、その16個の「１」が４ビットカウン
タ37内に累積される。カウンタ37が「キャリー」パルス
を出す時、次の語、すなわちその時送られている補助チ
ャネルの端子番号を示す語（Ｎ^・AUX）が完全にシフト
レジスタ35内にある。この「キャリー」パスルはフリッ
プフロップ38を作動させて「アンド」ゲート40を閉じ、
シフトレジスタ35内に補助チャネルの端子番号を保持
し、ビットカウンタ39とチャネルカウンタ41とを動作す
るようにする（後で説明するように補助チャネルの端子
はブロック毎に、１つずつ次に移るからＮ^・AUXは同時
にオペレーションサイクルの順番を示すことにもな
る）。

この番号を示す最低位３ビットE₀、E₁、E₂がバッファ
メモリ42の中に１つのブロックの語をすべて収納すべき
行の番号を指定する。即ち、受信されたそのブロックの
各サンプル（語）はすべてこの行に貯蔵される。この
「キャリー」パルスはマイクロプロセッサに対する中断
信号ITを形成し、マイクロプロセッサはレジスタ35の３
ビットE₀、E₁、E₂を調べてそのブロックが（端子X₇か
ら）受けとった補助チャネルの端子番号を知る。フリッ
プフロップ38はゲート40を閉じると同時にカウンタ39、
41の動作を開始させる。16個の時計パルスＨ毎にカウン
タ39が出す「キャリー」パルスがブロックの中の連続す
る16ビット語の間の境をマークする。（これはブロック
の中の語が来る度にこれをカウントしてキャリーパルス
を出すという意味である。）このキャリーパルスが第２
のシフトレジスタ36内にその時点で存在する語をバッフ
ァメモリの中にロードするきっかけを与えるためのエネ
ーブル命令として使用される。又この「キャリー」パル
スはチャネル・カウンタ41の内容を１つずつ進ませ、ア
ドレスレジスタ44の例の番号も進ませるので、シフトレ
ジスタ36内にある語が同じ行の次の場所に順次にストア
されて行く。

デコーダDCがチャネルカウンタ41の並列出力における
A₀〜A₃の表わす数が14になったことを検出するとフリッ
プフロップ38が作動してカウンタ41をリセットする。カ
ウンタ41は次に16個の論理「１」で構成する新たな同期
語が検出されて次のサイクルが始まるまでの間、リセッ
トのままである。

時計信号が再び第１のシフトレジスタ35にアクセスす
ると、次のブロックのディジタル語の受入れが即ち、次
のサイクルが開始される。

R₁〜R₈の各行は14語を収容する容量があり、これを充
満するには周期Teの間かかるが、その内容は12チャネル
を使用するオプションかまたは６チャネルを２回走査す
るオプションかの選択により異なる。第１の場合、同じ
行の語は異なる12チャネルに対応するが、第２の場合は
同じ行の場所９〜14が再びチャネルV₁〜V₆に割当てられ
る。

記憶素子はいずれの場合でも同様に機能する。

場所が実際どのように割当てられているかは、結果に
ついての指示を受けるプログラマブル・カルキュレータ
であるマイクロプロセッサ34だけが知っている。バッフ
ァメモリ42に含まれる語を記録素子31（図９）に転送す
るためにマイクロプロセッサが２つの連続する書込み動
作の間の時間にバッファメモリ42の１または複数の行を
読出す場合、読出す各場所のアドレスを順次「オア」ゲ
ート43の第２入力側に入力する。

受信装置が期間Te/2で走査する６ケの地震波チャネル
しか含まない第２の場合は、メモリーの各行の例えば、
第１列と第９列の場所で読み出したサンプルは並べて扱
うようにマイクロプロセッサをプログラムする。何故な
らばこれらは同じ地震波チャネルに関するものだからで
ある。

12チャネル用又は６チャネル用のいずれの場合も補助
マルチプレクサ21（図４）は同じ周期Teで走査される。
（註:12チャネル用の動作のサイクル毎に補助チャネル
の端子の端子番号Ｎ^・AUXが進むという意味である。）
第１のシフトレジスタ35から読み出される３ビットE₀、
E₁、E₂で表わされる値が変化する毎にオペレーション・
サイクルが16語からなる１つのブロックから次のブロッ
クへ移る。（そのサイクルで内容AUXを示す補助チャネ
ルの端子番号Ｎ^・AUXがそのオペレーション・サイクル
の順番を示すことにもなるという意味である。）並列する２つ以上の単位マルチプレクサを含み、ディ
ジタル化したデータをグループ化して、幾つかの語を含
むブロックとする多重化方式を採用した場合について、
各ブロック内で１または複数の単位マルチプレクサを不
活性化して一定の走査期間Teで実際に動作させているチ
ャネルの走査頻度を高めるようにすることも、本発明の
枠を逸脱するものではない。その際、バッファメモリは
例えば、図11の表の同じ行の中に同じ走査期間に集めら
れたすべての信号サンプルを貯えるように動作させるこ
とも前記説明と同様であり、本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

図１は削井内に係留され、地表の施設に連結されている
ケーブルに吊下されている一連のゾンデを示す概念図、図２は主ゾンデ本体を示す概念図図３は主ゾンデに格納されている信号収集装置の概略を
示すブロック図図４は収集装置内で使用され、各種信号を多重化して地
表施設に送るマルチプレクサ・アセンブリの詳細を示す
ブロック図図５はマルチプレクサ・アセンブリを活性化するための
信号のタイミングを示す図図６は送られる１つのディジタル語の構成を示す説明図図７は送られるディジタル語から成る１つのブロックの
構成を示す説明図図８は初期設定の初期からの伝送タイミングを示す図図９は地表に配置されている制御・記録装置の構成を示
す概要図図10は受信した語のブロックを分解して、ディジタル語
データを生成記憶する制御記録装置の主要部分を示すブ
ロック図図11はバッファメモリ上の記録場所の構成を表の形で示
す図である。１……ボーリング井、２……多機能ケーブル３……主ゾンデ、６、10……可動アーム 14……地震波源、16……アナログ・ディジタル変換器 17……スイッチ、18……コード化回路 20……主マルチプレクサ 21……補助マルチプレクサ 27、28……単位マルチプレクサ 25……同期論理部、29……制御素子 30……信号処理素子、31……記録素子 34……マイクロプロセッサ 35、36……シフトレジスタ 39、41……カウンタ 40……「アンド」ゲート 42……バッファメモリ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】信号伝送線を含む多機能ケーブル（２）の
先端およびその近傍にとりつけて、削井内に吊下した１
又は複数個のゾンデに配設された一連のセンサ（Ｇ）に
よって感知された信号を収集、処理し、記録するシステ
ムにおいて、該システムが：ゾンデ内に配設され、信号の増巾手段（15）と、アナロ
グディジタル変換手段（16）と、信号を多機能ケーブル
に含まれる少くとも１つのラインに送り出すために信号
を整合コード化する手段（18,19）とから成るデータ収
集チェーンと、各回路に同期をとるための信号を供給す
る手段（25）とを含むデータ収集装置と、地上に配設され、多機能ケーブルによって前記ゾンデと
連結され、ゾンデを制御し、又ゾンデから送られて来た
信号を処理して、結果としてのデータを記録する制御記
録装置とを含み；該データ収集装置が一連のサンプリング期間（Te）の間
にセンサが感知した信号を周期的にサンプルし、多重化
するためのマルチプレクサ手段（20）を含み、該マルチプレクサ手段（20）が並列な少くとも２ケの単
位マルチプレクサ（27,28）によって形成され、各単位
マルチプレクサが同数の入力チャネルをもち、該単位マ
ルチプレクサの出力が該出力信号を処理する前記データ
収集チェーン（15,16,18,19）の入力に連結されてお
り、少くとも１つの単位マルチプレクサの入力チャネル
が前記センサからの信号を受理することと、更に該システムが該２つ以上の単位マルチプレクサのう
ちの選ばれた何れか１つ、又は複数の単位マルチプレク
サを順次に動作させるための制御手段と、使用される単
位マルチプレクサの数に依存しない回数でマルチプレク
サ手段への入力チャネルを切替えることを制御する手段
とを含み、１つの単位マルチプレクサだけを使用する時
には１つのセンサに接続されている入力チャネルの各々
をサンプルする頻度が単位マルチプレクサの数倍に増加
することを特徴とするシステム。
【請求項２】請求項１に記載のシステムにおいて、マル
チプレクサ手段（20）がアドレス制御ライン（l₀〜l₂）
とエネーブル命令ライン（l₃）とによって同期論理手段
（25）に接続されている２つの単位マルチプレクサ（2
7,28）を含み、エネーブル命令ライン（l₃）は第１の単
位マルチプレクサ（27）のエネーブル入力端子には直接
に、第２の単位マルチプレクサ（28）のエネーブル入力
端子には論理反転素子（29）を介して接続されているこ
とを特徴とするシステム。
【請求項３】請求項１に記載のシステムにおいて、信号
を整合する手段（18,19）がラインに送出すべきディジ
タル化されたデータをグループ分けするのに適するもの
であって、グループ分けされた各ブロックが先頭に同期
語をもち、その後に続く語の数が単位マルチプレクサの
数と各単位マルチプレクサの入力チャネルの数とに依存
することと、該ブロックの中の位置への各語の配列が、
有効にセンサに接続されている入力チャネルの数による
こととを特徴とするシステム。
【請求項４】請求項１に記載のシステムにおいて、マル
チプレクサ手段（20）が単位マルチプレクサの中の１つ
（27）の１つの入力端子に接続されている補助マルチプ
レクサ（21）を含み、前記単位マルチプレクサ（27）以
外の単位マルチプレクサ（28,…）の対応する入力端子
には何も接続しないこと、および信号を整合する手段
（18,19）が伝送すべきディジタル・データを複数のブ
ロックに分け、その各ブロックがマルチプレクサ手段
（20）の入力チャネルの全数に等しい数の語を含むこと
を特徴とするシステム。
【請求項５】請求項１から３までの何れか１項に記載の
システムにおいて、前記制御記録装置がバッファメモリ
（42）と、送られるディジタル語を複数のブロックに区
分けして、同じブロック属するすべてのディジタル語を
該バッファメモリの中のそのブロックに割り当てられた
位置に一緒に貯蔵するための手段とを含むことを特徴と
するシステム。
【請求項６】請求項１又は４に記載のシステムにおい
て、制御記録装置がアドレス・レジスタ（44）と協動す
るバッファ・メモリ（42）と、同じブロックに属するす
べてのディジタル語を該バッファ・メモリの中の所定の
位置に記憶させるための手段とを含むものであって、該
手段がディジタル語を並列に受け入れる第１および第２
のレジスタ（35,36）と、各ブロックの同期語を検知す
るための第１のカウンタ（37）と、補助マルチプレクサ
（21）の端子番号を表わす語（Ｎ^・AUX）を検知すると
第１のレジスタ（35）の中にこれを保持して、該レジス
タの動作を止める手段と、該端子番号に対応するオペレ
ーション・サイクルで送られるブロックに属するすべて
の語を第２のレジスタ（36）から該バッファ・メモリ
（42）の中に貯蔵すべき該所定の場所を示すアドレス・
レジスタ（44）を制御するための手段と、そのために同
じブロック内の個々の語を該バッファ・メモリ（42）の
該所定の場所の個々の位置に割当てることを制御するた
めのカウンタ（39,41）とを含むことを特徴とするシス
テム。
【請求項７】請求項６に記載のシステムにおいて、前記
第３のカウンタ（41）がチャネル・カウンタであって、
該チャネル・カウンタの並列出力（A₀〜A₃）と、第１の
シフト・レジスタ（35）の出力（E₀〜E₂）とがアドレス
・レジスタ（44）のアドレス制御入力（i₄〜i₇，i₁〜
i₃）に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項８】請求項６に記載のシステムにおいて、制御
記録装置が更に記録素子（31）を含み、プログラマブル
・カルキュレータ（34）がバッファメモリから各アドレ
ス・ブロックの内容を該記録素子の中の実際に使用され
ている単位マルチプレクサの数に依って決まる場所に転
送するように制御することを特徴とするシステム。
【請求項９】請求項１に記載のシステムにおいて、該シ
ステムが前記アナログディジタル変換手段（16）からの
出力か、前記同期論理手段（25）からの出力か何れかを
選択して前記整合手段（18,19）の入力に接続するため
のスイッチ（17）を含み、前記制御記録装置が該同期論
理手段に各伝送サイクルの始めに初期化のための時間間
隔の間に予め定めるディジタル語を該スイッチ（17）を
通して該整合手段に供給するように命令するのに適する
ことを特徴とするシステム。