JPS62472B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に浅い地層の地震学に使用する
ことのできる機械的波動を発生するための装置に
関する。

浅い位置の興味のある地層についての情報を得
るために地震的予測方法を応用する試みが種々に
行われている。この事は、例えば鉱山探査や土木
工学において特にいちじるしい。

爆薬、又は落下重錘を利用して調査すべき地層
内に機械的波動を発生させる従来の装置では十分
に満足する結果を得られなかつた。

従来の地層地震学は、かなりの深さにある種々
の地質学上の地層の性質について研究するために
発展してきたものである。従つて、使用される音
波発生装置は非常に強力すぎる。更に、表面から
反射される波動は、深い地層によつて屈折された
り、反射されたりした波動すなわち“ノイズ”を
一般に含んでおり、受信機がジオホン
（geopnone）で信号を処理する時に取除かれる。

重錘落下技術は修得しやすいという理由から発
展してきた。従つて、機械的波動の発生源として
地上に置かれたプレートを打撃するハンマーを利
用する方法が行なわれてきた。しかしながら、そ
の場合には、僅かな衝撃だけが発生されたに過ぎ
ず、送信器と受信器間が一定距離、例えば80メー
トルを超える場合には使用することが不可能であ
る。

更に、どんな音波発生装置であつても、それら
の装置は大きいので取扱いがむずかしく、探査す
べき地面のある個所から他の個所への運搬は迅速
には出来ない、この事は探査される地面のキロメ
ートル当りの価格を非常に高価にしている。

しかしながら、地層または海上の地震的探査方
法を土木工学の目的である浅い地層の地震学に応
用することは可能である。特に“SOSIE”とし
て知られる方法を利用することが可能であり、こ
の方法はほぼ一定の振幅の連続したパルス列を送
信し、一つの送信源からの任意の２つの連続的な
パルス間の所要伝搬時間は、調査すべき最深の地
層から反射される信号の時間よりも少いことを利
用している。

このことが、浅い地層の地震学に機械的波動を
発生する装置を利用することの望ましい理由であ
り、上述した“SOSIE”方法が適当である理由
である。しかしながら、すべての地震的探査方法
はこのような送信源を必要とする。

この発明の目的は、全体の寸法が小型で取扱い
が非常に簡単で信頼性のある機械的波動発生装置
を提供することにある。送信中に波動の大きさが
増幅されることもまた望ましい。

本発明によれば機械的波動発生装置は、0.5ヘ
ルツから100ヘルツの間の振動数で地面を断続的
に打撃する衝撃体と、衝撃によつて探査されるべ
き地面に発生された機械的波動の送信期間中、衝
撃の振動数を変化させる装置と、少なくとも衝撃
の瞬間を表わす信号を発生させるための検出部材
とから構成されている。

感知部材からの信号は好ましくは減速度振幅及
び衝撃の瞬間を表わしている。

以下添付図面を参照しつつ本発明を詳細に説明
する。

第１，１ａ図に表わされた装置はコツク４を介
してタンク５に接続された管３を通じて燃料の供
給される内燃機関を利用して振動を発生する構成
部材に固く取りつけられた振動フレーム１を備え
ている。エンジン２の加速度及び減速はスロツト
ルレバー６及びケーブル７により行なわれ、これ
により地上の振動体の衝撃回数を変化させること
ができる。

本体８は一方がフレーム１に、他方がガイドシ
リンダ９に接続されており、この本体８はエンジ
ン２の連結ロツドとクランクアツセンブリを包囲
することを目的としている。連結ロツド１０だけ
が第１図に示されている。ガイドシリンダ９は環
状のスカート１１から構成され、該スカート１１
はベロー１２を介してスプリングシリンダ１４に
固定された別の環状スカート１３に接続されてい
る。スプリングシリンダ１４はケーシング１７の
内側を摺動し、かつスピンドル１８を介して連結
ロツド１０に結合されているガイドピストン１６
を包囲する。ケーシング１７を包囲してスプリン
グシリンダ１４の内側に配設される振動スプリン
グ１５はガイドピストン１６のガイドシリンダ９
及びスプリングシリンダ１４に関する摺動作用を
阻止するために設けられている。

打撃ヘツド１９は、好適な方法で地面を打撃す
るために適切な形状をもつもので、スプリングシ
リンダ１４の下端に配設されている。少なくとも
１個の電磁的検出部材２０は、コイル２１と軟鉄
芯２１ａとから構成された打撃ヘツド１９の各衝
撃で信号を発生することができるもので、打撃ヘ
ツド１９上に、好ましくはその支持面１９ａに垂
直に配設されている。

この打撃ヘツド１９が0.5ヘルツから100ヘルツ
の間、好ましくは１ヘルツと35ヘルツの間の振動
数で振動開始したとき、検出部材２０によつて発
生された信号は、導線２２を介して伝達され、回
路２５により波形成形された後例えば仏国特許第
2068147号明細書に記載されたと同種のコンピユ
ータ２４やモニター用オシロスコープ２５に伝送
される。

この整形操作の目的は各衝撃中に発生されたそ
れぞれの信号を一定の振幅をもつた信号パルスに
整形することであり、そのパルス幅は後者を規制
するサンプリング範囲の値の２倍よりも小さく、
前記パルスは衝撃の正確な瞬間を表わす。検出部
材２０の信号は直接整形回路２３に入力すること
ができ、また送受信機２６，２７を介して伝送す
ることもできる。後者の構成は衝撃装置に続く装
置がいかなる装置であつても衝撃装置とそれに続
く装置とを分離することができ、従つて電線２２
の長さを縮めることを可能にすると共に、検出部
材２０によつて発生した信号の十分な伝達に逆効
果を生じると思われる装置の移動を可能にする。

例えばジオホンのような受信機２８に受信され
た信号及び探査されるべき地球の種々の層に発射
された信号の反射によつて生じた信号はまた
“SOSIE”コンピユータの入力に供給され、アナ
グロ増幅器２９を通して増幅され、そして濾波さ
れ、コンピユータ２４に送られる。

受信機２８で受信されコンピユータに入力され
る地震信号はサンプリング範囲0.5、１、２また
は４ミリ秒以内に計算され、仏国特許第1583239
号明細書に開示されている“SOSIE”と呼ばれ
る処理が行なわれ、上記した様に成成された検出
部材２０からの信号は衝撃の瞬間の信号、すなわ
ち打撃ヘツドが探索すべき地面を打撃する瞬間を
表わす。伝達の一定期間の後、一般に30〜60秒で
あるが、その操作が停止され、データが単一トラ
ツクカメラ３１に伝送されるべく準備され、その
カメラ３１はその結果を記録する磁気メモリ３２
及び／又は増幅器３０を通じて、可視可する。
（第２図参照）。

検出部材２０から得られた信号の振幅を考慮し
て波の振幅を測定するために衝撃の減衰の大きさ
を表示することが可能である。各衝撃中に発せら
れたそれぞれの信号は、信号パルスに変換され、
その大きさは検出部材２０により発せられた信号
の大きさの関数であり、そのパルス幅は、上で定
義されたサンプリング範囲の２倍よりも小さく前
記パルスはパルスの正確な瞬間と地面への対応し
た衝撃の大きさとに関する測定を同時に行なうこ
とが可能である。

受信機やジオホン２８からの地震信号と同様に
検出部材２０からの連続的な信号パルスは数値で
示す相関装置へ入力され、ここで受信した地震振
動と連続パルスとが相関付けられる。

上記したプロセスは送信源又は検出部材の数、
受信機の数、及び得ようとする結果の関数に依存
するので、下記の方法がこのプロセスを実行する
ための唯一の方法である。

この方法とは単一トラツク装置により実行する
ものであり、受信機をある一定の位置に設定し、
一方送信源は所定の間隔をおいた位置に設けられ
る、よつて送信源と受信機間の距離を変化させる
ことにより行なうものであり、外見上の速度と指
示器のカーブにより含まれているノイズ、反射又
は屈折波を識別することができる。

第３図において、出発位置は受信機をR₁に、
伝送源をE₁に配置した状態に対応している。距
離R₁E₁は最小の間隔である。その後、この伝送
源は打撃ヘツド１９に関する探査ラインに沿つて
最大の間隔を表わす位置E₁₂まで追跡し、そこか
ら情報が探索される深さを考慮する。受信機を位
置R₁に維持したまま伝送源を位置E₁からE₁₂まで
移送することによつて、12簡所の記録が得られ、
連続的な線をなして示される曲線が与えられる。

この一連の測定は、受信機をR₂に置いてのＥ′_１
からＥ′_１２への移行によつて行われ、次いで受信機
をR₃に置いてのＥ″_１からＥ″_１２への移行によつて行
われ、更に続けられる。この方法において、その
曲線は常に同じ方向にあつて、しかも実線区分が
破線区分と同じ程存在することが理解される。

これらの波線区分をプロツトするために波動源
の通路は繰返され、伝送はＥ^３ _１からＥ^３ _１２へ、次い
でＥ^４ _１からＥ^４ _１２へと連続的に行なわれ、更に記録
は受信機R₄，R₅上に連続的に次々となされる。
その個所から通路が繰返される点は基本的に外形
の端部であり、カメラに記録される時は、連続的
に記入される破線外形区分を考慮する必要があ
る。

この方法の作業は、単一トラツクの装置及び単
一の伝送源を使用して、位置を無用に変更するこ
となく、前記伝送源を連続的に前方へ移動するこ
とを可能にさせ得る唯一の方法である。

伝送源にその軌道を繰返させる必要なしに連続
した虚像範囲を持たせる目的のために、２つの伝
送源Ｅ及びＦの使用が可能であり、これらの伝送
源Ｅ、Ｆは交互に同じ補助器で使用される。第４
図は２つの伝送源と受信機の連続的な位置を表わ
している。衝撃装置がＥ′_１から位置Ｅ′_１２まで進め
られた時、一方では位置R₁における受信機で記
録し、それは適所に左にあり、２番目の衝撃装置
が使用され、R₂になる受信機で記録している間
にＦ^１ _１からＦ^１ _１２まで進められる。その後、第１衝
撃装置はR₂にある受信機で記録している間に再
びＥ^２ _１からＥ^２ _１２まで移動され、更に続けられる。
この手順は時間の非常な節約をもたらす。

以上述べてきたように、この発明による伝送装
置は、ソシエテ・ナシヨナレ・デス・ペトローレ
ス・アクイタイネにより開発され、“SOSIE”と
いう名称で知られた地震的探査方法で機械的波動
を伝送するための伝送源として有利に利用され得
るもので、その探査方法は特に仏国特許第
1583239号明細書（単一の伝送源を使用するも
の）に記載されており、その追加の特許である仏
国特許第2142122号明細書（数個の伝送源を使用
するもの）同じく仏国特許第2123839号明細書に
も記載されている。

上記された装置は“SOSIE”と呼ばれた地震
的探査方法だけでなく伝送の瞬間が記録される別
の方法にも利用することができる。その上、この
装置は伝送器と受信機の距離を一定に保つことに
よつて、海洋地震学に利用された探査方法と類似
の方法においても利用することができる。

上述の記載において、検出部材２０は打撃ヘツ
ド１９に直接配設されている。しかしながら、こ
の検出部材は地面の上に位置されたプレート及び
打撃ヘツドによつて打撃されるプレート上に置か
れる場合も考えられる。この感知部材２０を直接
地面の上に置いて、伝送作業の全期間の間、打撃
ヘツドと感知部材間の距離が実質的に一定に保た
れるような状態にさせることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による装置の一実施例に関す
る部分的な断面図である。第１ａ図は感知部材の
断面図を表わす。第２図は信号進行装置に関する
ブロツクダイヤグラムである。第３，４図はこの
装置が使用している方法を例示しているダイヤグ
ラムである。 図中、符号；１……フレーム、２……エンジ
ン、４……コツク、５……タンク、６……絞り弁
レバー、７……ケーブル、８……本体、９……ガ
イドシリンダ、１０……連結ロツド、１１……ス
カート、１２……ベロー、１３……環状スカー
ト、１４……スプリングシリンダ、１５……振動
スプリング、１６……案内ピストン、１７……ケ
ーシング、１８……スピンドル、１９……打撃ヘ
ツド、１９ａ……支持面、２０……電磁的検出部
材、２１……コイル、２１ａ……軟鉄芯、２２…
…導線、２３……回路、２４……コンピユータ、
２５……モニター用オシロスコープ、２６……送
受信機、２７……送受信機、２８……ジオホン、
２９……アナグロ、３０……増幅器、３１……カ
メラ、３２……磁気メモリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 打撃ヘツド１９と、前記打撃ヘツドを駆動す
   るための手段と、少なくとも打撃の瞬間を検出す
   るための手段とを備えており、前記検出手段は前
   記打撃ヘツドと協働するものであり、前記打撃ヘ
   ツドはフレーム１に固定されている機械的弾性部
   材９−１４−１５−１６に取付けられており、か
   つフレーム１に固定されているエンジン２により
   駆動されるロツド・クランク・システムの連結ロ
   ツド１０に接続されており、前記連結ロツド１０
   は絞り弁レバーに関連するエンジンの0.5〜100Hz
   の範囲の繰返し周波数に応動して作動することを
   特徴とする機械的波動発生装置。