DE2340628A1

DE2340628A1 - Verfahren und vorrichtung zum seismischen geophysikalischen vermessen

Info

Publication number: DE2340628A1
Application number: DE19732340628
Authority: DE
Inventors: Robert Andrew Broding; Francis Ray Freeman
Original assignee: BP America Production Co
Current assignee: BP America Production Co
Priority date: 1972-10-16
Filing date: 1973-08-10
Publication date: 1974-05-02
Also published as: FR2203085B1; JPS4973302A; DE2340628B2; US3806864A; JPS5418201B2; CA1082796A; DE2340628C3; FR2203085A1; GB1419458A

Description

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Amoco Production Company, Tulsa, Oklahoma / USA

Verfahren und Vorrichtung zum seismischen geophysikalischen

Vermessen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der seismischen geophysikalischen Vermessung und eine Ausrüstung hierfür und ist insbesondere gerichtet auf ein Peldsystem zum digitalen Aufzeichnen seismischer Signale.

Im wesentlichen seit Beginn der Verwendung seismischer geophysikalischer Vermessungsverfahren in großem Maßstab ist es üblich gewesen, Seismometer an voneinander entfeinten Punkten

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auf der Erdoberfläche anzuordnen,wo seismische Wellen empfangen werden sollen, und^ie einzelnen Seismometer oder Gruppen von Seismometern durch Mehrleiterkabel mit einem Aufzeichnungsgerät an einem zent? *len Punkt zu verbinden. Alle empfangenen Signale werden auf den verschiedenen Kanälen eines Mehrkanal-Aufzeichnungsgerätes aufgezeichnet. Wenn eine große Zahl von Seismometern verwendet wird, und/oder diese über beträchtliche Entfernungen verstreut sind, stellt das Verlegen und Erhalten des Mehrleiterkabels zwischen den Seismometern und dem Aufzeichnungsgerät einen wesentlichen Teil der Investitionskosten und Betriebskosten bezüglich der Mannschaft dar. Vorschläge, das Kabelsystem durch ein Mehrkanal-Funkübertragungssystem zu ersetzen, wurden gemacht, waren Jedoch offensichtlich nicht akzeptabel infolge von Problemen betreffend die staatliche Funkerlaubnis, Geräusch, Störungen, Übersprechen, Halten der Kanaltrennungen in einem Frequenzband begrenzter Breite. Außer der Anfälligkeit auf Interferenz wie die Kabel erfordern übliche Punkübertragungssysteme eine Versorgung beträchtlicher elektrischer Leistung an jeder entfernten Stelle eines Seismometers, um die Übertragung durchführen zu können, wodurch Gewicht, Kosten, Größe und Handhabungskosten der entfernten Einheiten steigen.

Einige der bei seismischen Funkübertragungssystemen auftretenden Probleme sind durch das in der US-PS 3 283 295 beschriebene System gelöst worden, wo ein Funkempfänger und ein kleines magnetisches Aufzeichnungsgerät an der Stelle jeder Seismometergruppe von verteilten Seismometern angeordnet sind und durch Steuersignale von einem zentral gelegenen Sender betätigt werden. Dies ist eine wichtige Vereinfachung, da die entfernten Empfänger und kleinen Aufzeichnungsgeräte verringerte Größe, Gewicht und Leistungsbedarf verglichen mit früheren Übertragungseinheiten haben. In diesem bekannten System treten jedoch zwei Mangel auf, welche zunehmend an Bedeutung gewonnen haben: (1) Die Aufzeichnung von Seismometersignalen als Fre-

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quenz-modulierte magnetische Spuren ist fast vollständig ersetzt worden durch digitale Spuraufzeichnung, welche unübertroffene Genauigkeit, Dynamikumfang und Freiheit von Rauschstörungen hat; und (2) ist es nicht vorgesehen, die Aufzeichnungseinheiten für eine beliebige Aufzeichnung selektiv einzuschalten, so daß nur ein Teil der AufZeichnungsgeräte einer größeren auf der Erdoberfläche ausgelegten Anordnung wie bei der Technik fortlaufender Messung mit gemeinsamem Tiefenpunkt. Be^/Öem bekannten System sind alle ausgelegten Aufzeichnungseinheiten für jede Aufzeichnung in Betrieb, und eine Änderung der Anordnung für eine neue Aufzeichnung bedeutet, daß einige der entfernt angeordneten aufnehmenden Aufzeichnungseinheiten entlang der Profilmeßlinie physisch bewegt werden müssen.

Die Erfindung soll das in der US-PS 3 283 295 beschriebene seismische Feldaufzeiehnungssystem so verbessern, daß die beiden genannten Mangel dieses bekannten Systems verbessert werden, indem die Aufzeichnung in digitaler Form erfolgt, und aus einer weiten Anordnung von in einem Prospektierbereich auslegten Seismometern und Aufzeichnungseinheiten nur diejenigen Aufzeichnungsgerät, welche zum Erzeugen eines gegebenen Satzes von Aufzeichnungsspuren erforderlich sind, selektiv eingeschaltet werden können, um die gewünschten Spuren aufzuzeichnen. Die übrigen ausgelegten AufzeichnungsgerätB bleiben im wesentlichen in ihrem Ruhezustand, bis es erforderlich ist, Spuren aufzuzeichnen, welche die empfangenen Bereich darstellen, wo sie angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren zum seismischen geophysikalischen Vermessen , bei welchem seismische Wellen an jeder einer Mehrzahl von Stellen in einem zu messenden Bereich erzeugt werden, und die nach der Bewegung entlang verschiedener Bahnen durch die Erde resultierenden seismischen Wellen an einer Mehrzahl von mit Abstand zueinander angeordneten und über wenigstens einen Teil des Bereichs verteilten Stellen aufgenommen werden , welches die Aufgabe der Erfindung

* verwendet werden kann

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erfindungsgemäß dadurch löst, daß das Verfahren die Schritte umfaßt, jeder der aufnehmenden Stellen in dem Bereich ein unterschiedliches Identifizierungs- oder Adressenwort zuzuordnen, welches wenigstens zwei alphanumerische Zeichen enthält, an jeder der aufnehmenden Stellen wenigstens einen Übertrager anzuordnen, welcher mit einer Aufzeichnungseinheit in derNähe zum Aufzeichnen des Ausgangs des Übertragers als eine Spur einer mehrspurigen seismischen Aufzeichnung verbunden ist, wobei die Aufzeichnungseinheit einen einstellbaren Signaldecoder enthält, den Decoderderart einzustellen, daß er nur auf ein von einem Steuerpunkt übertragenes codiertes Signal als der aufnehmenden Stelle, an welcher sich der Übertrager befindet, zugeordnetes Identifizierungs- oder Adressenwort anspricht, wobei der Decoder mit Einrichtungen zur Ausnutzung des Ansprechens zum Aktivieren der Aufzeichnungseinheit zum Aufzeichnen einer Aufzeichnungsspur verbunden ist, und daß unmittelbar vor der Wellenerzeugung jeder der erzeugenden Stellen von einem Steuerpunkt zu allen aufnehmenden Stellen die Identifizierungs- oder Adressenworte nur derjenigen aufnehmenden Stellen in codierter Signalform übertragen werden, von welchen eine Spur für die Aufnahme einer gegebenen mehrspurigen Aufzeichnung erforderlich ist.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Aufzeichhungsausrüs tung zur Verwendung mit einem Gerät zur seismischen schenVermessung mit Einrichtungen zum Erzeugen seismischer Wellen in der Erde an der Stelle einer Quelle und Übertragereinrichtungen zum Aufnehmen der seismischen Wellen, nachdem sich diese von der Stelle der Quelle durch die Erde bewegt haben, an jeder einer Mehrzahl von mit Abstand zueinander und zu der Stelle der Quelle vorgesehenen aufnehmenden Stellen, wobei die Aufzeichnungsausrüstung die Ausgangsgröße der aufnehmenden Übertrageeinrichtungen als mehrere Aufzeichnungsspuren aufzeichnet, und mit mehreren Aufzeichnungszeichnungseinheiten, von welchen jede zum Aufnehmen der Ausgangsgröße wenigsten?.

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einer der aufnehmenden Übertragereinrichtungen und zum Aufzeichnen wenigstens einer der Aufzeichnungsspuren vorgesehen ist, und jede Aufzeichnungseinheit nahe der aufnehmenden Stelle angeordnet ist, an welcher die jeder Aufzeichnungseinheit zugeordnete aufnehmende Übertragereinrichtung vorgesehen ist, welche zur Lösung der Aufgabe erfindungsgemäS umfaßt eine auf Signale ansprechende Einrichtung, welche auf ein Signal eines Satzes Uoer eine Nachrichtenverbindung von einem Steuerpunkt übertragener codierter Signale ansp rieht, um die Aufzeichnungseinheit mit einer Versorgung elektrischer Energie zu verbinden, ein Schieberegister zum Aufzeichnen einer ersten Folge von digitalen Bits, welche die Daten für die Aufzeichnungs identifizierung und die Aufzeichnungsparameter darstellen, und ein Speicherregister zum Aufzeichnen einer zweiten Folge von digitalen Bits, welche aufeinanderfolgend in Probenform abgetastete Wellenamplituden darstellen, die die an den zugehörigen aufnehmenden Übertragereinrichtungen ankommenden seismischen Wellen kennzeichnen.

Kurz dargestellt werden die Verbesserungen erreicht durch die Verwendung einer Vielzahl von kleinen tragbaren magnetischen Aufzeichnungseinheiten, von denen jede nahe, einer Seismometergruppe angeordnet und mit dieser verbunden ist, um eine Spur einer Mehrspuraufzeichnung aufzuzeichnen. Jede Aufzeichnungseinheit einer großen Zahl von solchen Einheiten und entsprechenden Seismometer oder Seismometergruppen, die über einen Bereich verteilt angeordnet sind, wird so voreingestellt, daß sie auf ein verschiedenes Signal eines Satzes codierter Signale anspricht und eingeschaltet wird. Der Satz codierter Signale kann über eine Nachrichtenverbindung zu allen Aufzeichnungsgeräten übertragen werden. Zunächst enthält bei der Herstellung einer Aufzeichnung der Satz von zu allen Auf Zeichnungseinheiten gesendeten codierten Signale nur diejenigen codierten Signale, welche den voreingestellten Ansprechsignalen der einzuschaltenden Aufzeichnungsgeräte entsprechen. Sobald das letzte der

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gewünschten Gruppe von Aufzeichnungsgeräten eingeschaltet ist, wird ein Block an Vorausinfortnationen von Identifizierungsdaten und Aufs ichnungsparameterdaten von dem Steuerpunkt übertragen und digital auf al^Ί5n Bändern zusammen mit allen anderen Identifizierungs- und Aufzeichnungsdaten der jeweiligen einzelnen Aufzeichnungseinheit digital auf allen Bändern aufgezeichner. Unmittelbar hierauf wird eine Nullzeitmarke aufgezeichnet, und hierauf die zeitgesteuerte Folge digitierter seismischer Spurdaten von der benachbarten Seismometergruppe. Am Ende der gewünschten Aufzeichnungszeit werden alb Aufzeichnungseinheiten automatisch abgeschaltet, stellen sich selbst zurück und nehmen einen iunkempfangsbereiten Zustand bereit für die nächste Einschalt - und digitale Aufzeichnungsfolge ein. Diejenigen Aufzeichnungseinheiten der größeren Anordnung, welche das für ihr Einschalten erforderliche besondere codierte Signal nicht empfangen, bleiben in einem Zwischenbereitschaftszustand ohne jegliche Bewegung des Aufzeichnungsbandes.

Da die Aufzeichnungseinheit und das Band so nur bei Bedarf benutzt werden, hat jede Einheit normalerweise genügend Aufzeichnungskapazität für alle Aufzeichnungen, welche mit der Einheit an einer gegebenen Stelle gemacht werden sollen. Wenn ihre Stelle und diejenige der mit ihr verbundenen Seismometer geändert werden soll, wird das Band mit den Aufzeichnungen normalerweise entfernt und ein neues leeres Aufzeichnungsband wird eingeführt.

Gewöhnlich werden die Bändern mit den Aufzeichnungen zu einer zentralen Stelle gesandt oder gebracht,um die Daten in irgendeiner gewünschten Form und Format entsprechend dem Arbeitsband eines digitalen Rechners wiederzugeben und zu speichern. Wenn diese Übertragung durchgeführt ist, können die Feldbandkassetten gelöscht und zur weiteren Verwendung zur Stelle der Feldarbeit zurückgebracht werden.

Da Mehrspuraufzeichnungen im üblichen Sinne nicht gewöhnlich

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an der Feldarbeitsstelle gemacht werden, wird die Notwendigkeit üblicher Mehrkanal-Aufzeichnungsgeräte für seismische Pelddaten vermieden. Dementsprechend ist lediglich eine relativ einfache Steuereinheit erforderlich, um die Feldarbeiten unter Verwendung der einzelnen spuraufzeichnenden Aufzeichnungseinheiten gemäß der Erfindungdurchzuführen. Primär ist es die Funktion der Steuereinheit, erst einen bestimmten Satz von codierten Signalen zu erzeugen und auszusenden, welche notwendig sind, um die gewünschten Aufzeichnungseinheiten einzuschalten. Dann überträgt die Steuereinheit die Vorausdaten, d.h. Identifizierungs- und Aufzeichnungsparameterdaten, und schließlich wird eine Nullzeitmarke gleichzeitig mitBeginn der Erzeugung seismischer Wellen übertragen, gefolgt von Taktimpulsen, um die probenweise Abtastung und die Digitierung der seismischen Daten zeitlich zu steuern. Zu diesem Zweck enthält die Steuereinheit eine Einrichtung, mit welcher die codjfften Signale ausgewählt und automatisch übertragen werden können, und durch welche die entsprechende Vorausinformation für die Aufzeichnung zur übertragung eingegeben werden kann. Vorzugsweise erfolgt die Übertragung über eine gewöhnliche Nachrichtenfunkverbindung, es könnten jedoch ebensogut zwei beliebige miteinander verdrillte isolierte Drähte verwendet werden. Da die übertragenden Signale nur einen relativ begrenzten Frequenzbereich aufweisen, ist eine teure Übertragungsleitung hoher Qualität unnötig.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen schematischen Erdquerschnitt, welcher einen Feldversnessungsvorgang unter Verwendung der Erfindung zeigt,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der in dem System der Erfindung verwendeten Steuereinheit,

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Fig. 3 eine graphische Darstellung der Steuersignalübertragungen, wie sie bei einem typischen Vorgang der Erfindung Verwendung finden, und

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Aufzeichnungseinheit des Systems der Erfindung .

Fig. 1 der Zeichnung zeigt schematisch einen Erdquerschnitt, mit einer Ausführungsform der Erfindung in einer Position zum Aufnehmen seismischer Daten. Entlang der Profilmeßlinie, welche entlang der Erdoberfläche 20 verläuft, sind mit gleichen Abständen zueinander einzelne seismische Aufzeichnungseinheiten 421 bis 441 angeordnet, deren Jede aus einer Punkempfängereinheit mit einer Antenne und einem kleinen Magnetbandgerät, vorzugsweise einem Kassettenrecorder besteht. Jede Aufzeichnungseinheit ist mit wenigstens einem Seismometer und vorzugsweise mit der Qruppe von miteinander verbundenen Seismometern verbunden, welche eine einzige Ausgangsgröße zum Aufnehmen auf einer Aufzeichnungsspur erzeugt, wie es bei seismischer geophysikalischer Vermessung üblich ist. An oder nahe den von den Aufzeichnungseinheiten 428 und 429 eingenommenen Positionen sind schematisch eine erste Quelle 21 für seismische Wellen und eine zweite Quelle 22 für seismische Wellen vorgesehen. An elm r geeigneten zentralen Stelle und typisch der Quelle 22 zugeordnet, ist eine Steuereinheit 25 vorgesehen, welche einen Funkübertrager und im folgenden beschriebene Steuerkreise enthält, und welche den Betrieb der Aufzeichnungseinheiten 421 bis 441 steuert und koordiniert.

Diese Anordnung von Seismometergruppen und Quellen für seismische Wellaaist eine vereinfachte Darstellung für einen konventionellen VermessungsVorgang mit fortlaufender Vermessung und gemeinsamem Tiefenpunkt, bei welchem die Strahlenbahnen der seismischen Wellen von der Quelle 21 von einer unterirdischen

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Zwischenschicht 24 zu bestimmten der Aufzeichnungseinheiten 421 bis 441 reflektiert werden, wie es in durchgehenden Linien gezeigt ist, während die entsprechenden Strahlenbahnen der von der Quelle 22 ausgehenden Wellen mit gestrichelten Linien dargestellt sind. Die von der Quelle 21 ausgehenden Wellen v/erden von den Aufs ichnungseinheiten 423 bis 426 und 430 bis 433 aufgenommen und aufgezeichnet, während die Wellen von der Quelle 22 von den Auf ze ichnungseinheiten424 bis 427 und 431 bis 434 erfaßt und aufgezeichnet werden. Daß dies eine typische Form eines Schießvorgangs mit fortlaufender Messung und gemeinsamem Tiefenpunkt ist, ergibt sich klar aus den gemeinsamen Tiefenpunkten auf der Zwischenschicht 24, wo eine Reflexion sowohl für die durchgehenden als auch in gestrichelten Linien gezeichneten Strahlenbahnen auftritt.

Um entsprechend der Erfindung zu arbeiten, werden die versehiedenenSeismometergruppen zuerst auf der Erdoberfläche an vorhergemessenen Stellen entlang der Profilmeßlinie ausgelegt, und der Ausgang jeder Gruppe wird elektrisch mit dem Verstärkereingangsanschluß der zugehörigen Aufzeichnungseinheit 421 bis 441 verbunden. Zum Zwecke der Darstellung kann angenommen werden, daß die Bezugszeichen 421 bis 441 auch als Zahlen zur Identifizierung der Stellen der Seismometergruppen dienen. Wenn jede Seismometergruppe und die zugehörige Aufzeichnungseinheit an ihrer Stelle angeordnet sind, wird diese Stellenzahl in die Aufzeichnungseinheit eingegeben, um sowohl das Codesignal zu werden, welche diese im folgenden aktivieren wird, als auch die Identifizierung der Position der Aufzeichnungseinheit darzustellen, welche als Teil der vorausgehenden Aufzeichnungsinformationen aufgezeichnet wird. Wenn z.B. die Aufzeichnung seinheit 425 und ihre zugehörige Seismometergruppe in Position gesetzt und miteinander verbunden sind, werden die Zahlen "4", "2" und "5" manuell auf ihren Rufeodeskalen, typisch drei Schaltern mit je einem Einstellrad mit zehn Positionen eingegeben. Die binär codierte Dezimale von 425, nämlich 0100 0010 0101

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wird das Adressencodesignal, welches von der Steuereinheit 23 ausgesendet werden muß, wenn die Aufzeichnungseinheit 425 zum Aufzeichnen einer Seismogrammspur aktiviert werden soll.

Im einzelnen sendet die Steuereinheit 23 bei der Vorbereitung einer Aufzeichnung von der Quelle 21 über die Funkverbindung zu allen Aufzejchnungseinheiten 421 bis 4-41 einen Satz von acht codierten Adressensignalen aus, die so gewählt sind, daß nur die Aufzeichnungseinheit 423 bis 426 und 430 bis 433 voll für die Aufnahme eingeschaltet werden, während die übrigen Aufzeichnungseinheiten im Ruhezustand bleiben. Sobald alle acht ausgeviählten Aufzeichnungseinheiten eingeschaltet und in Betrieb sind, überträgt die Steuereinheit 23 einen Block von Vorausinformation, welcher die Stelle 428 als Punkt der Qu2 He identifiziert und die übrige übliche Information wie I^annschaf tsidentifizierung, Datum, Zeit und dergleichen gibt. Diese Information wird von allen acht arbeitenden Aufzeichnungseinheiten zusammen mit der die Einheit identifizierenden Information, den Aufzeichnungsparametern und dergleichen für jede Aufzeichnungseinheit aufgezeichnet. Dicht hierauf folgt ein Nullzeitimpuls, welcher den Beginn der Erzeugung an seismischen Wellen durch die Quelle 21 markiert. Dem Nullzeitimpuls folgen sofort ZeitSteuerimpulse, welche die Abtastzeiten der von den mit den arbeitenden Aufzeichnungseinheiten verbundenen Seismometern aufgenommene seismischen Daten synchronisieren. Am Ende eines voreingestalten Aufzeichnungsintervalls kehren alle AufzeichnungseinrK ten 421 bis 441 in einen Funkempfangsbereitzustand für die nächste Aufzeichnung zurück.'

Zum "Aufzeichnen von der Quelle 22 werden die acht aktiven Aufzeichnungseinheiten gegenüber den zum Aufzeichnen von der Quelle 21 verwendeten um eine Profilposition nach rechts verschoben. Die Steuereinheit 23 sendet so einen modifizierten Satz von codierten Adressensignalen aus, auf welche nur die Aufzeichnungseinheiten 424 bis 427 und 431 bis 434 durch Einschalten an-

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sprechen. Wieder wird die entsprechend modifizierte Vorausinformation übertragen und aufgezeichnet, worauf sofort eine Zeitunterbrechung erfolgt, welche die Erzeugung von Wellen an dem Punkt der Quelle 22 markiert, worauf die Abtastimpulse folgen, welche das Unterteilen und Aufzeichnen der von den aktivierten Aufzeichnurg seinheiten aufgenommenen Wellendaten steuert. Am Ende der Aufzeichnungsperiode werden diese Aufzeichnungseinheitenwieder abgeschaltet und in den Bereitschaftszustand gebracht. Auf die oben beschriebene Weise werden seismische Wellen fortlaufend an Stellen 4j5O, 4j51, 4 32 usw. erzeugt, bis alle gewünschten Erzeugungs- und Empfangspunkte entlang der Profilmeßlinie besetzt worden sind. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, dient die Darstellung von nur acht im Betrieb befindlichen Aufzeichnungseinheiten zur Vereinfachung des Beispiels und zur Vermeidung von Verwirrungen in der Zeichnung. Typischere Zahlen von aktiven Aufzeichnungseinheiten und Spuren für jede Feldaufzeichnung wurden 24, 36 oder mehr sein, wobei die Abstände zwischen den Seismometergruppen und Aufzeichnungseinheiten in der Größenordnung von 100m liegen. Trotzdem ist das Arbeitsprinzip das gleiche wie oben beschrieben.

Fig. 2 zeigt in ins Einzelne gehender Blockschaltbildform die prinzipiellen Einheiten, welche die Steuereinheiten 23 zum Steuern des gesamten Betriebes des Feldaufzeichnungssystems bilden. Allgemein ist der obere Teil von Fig. 2 eine Schaltmatrix für die Auswahl des gewünschten Satzes von codierten Adressensignalen und für die Erzeugung und Übertragung von diesen Adressensignalen zum Aktivieren der für einen bestimmten Satz von Alt' Zeichnungsspuren erforderlichen jeweiligen Avfzeichnungseinheiten. Der Mittelteil von Fig. 2 umfaßt einen Generator für genaue Tonfrequenzen zum Steuern und Betreiben des System, welcher weiter als Zeitreferenz dient, wie auch Programm- oder Zeitzähler zum genauen Steuern der Aufzeichnungsmenge und der Erzeugung und Übertragung von Vorausdaten für

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die Aufzeichnung. Der untere Teil von Fig. 2umfaßt allgemein den Block für die Vorausinformation einschließlich Einrichtungen zum Einführen der gewünschten Aufzeichnung, Identifizierung und der Aufzeichnungsparameterdaten sowie zum Bringen dieser Daten in eine für die Punkübertragung zu den aktivierten entfernt angeordneten Aufzeichnungseinheiten geeignete Form.

Das Blockdiagramm entspricht im wesentlichen dem in einem Prototyp einer Steuereinheit verwendeten. Als eine Vereinfachung der dreistelligen Code in Fig. 1 basierte die in dem Prototyp verwendete CodeSignalauswahl-und erzeugung auf zweistelligen Dezimalzahlen von Ol bis 99. So führte von einer zweidimensionalen Anordnung oder Matrix 30 mit 99 Kontaktpunkten ein isolierter elektrischer Leiter von jedem Punkt zu einer von 99 Gattereinheiten in-einer Gatteranordnung J>1. Die Auswahl der Matrixpunkte zugehöriger zweistelliger Zahlen erfolgte durch Anlegen einer Spannung an die entsprechenden Matrixpunkte unmittelbar vor Beginn einerAufzeichnung. Die Erfassung der ausgewählten Matrixpunkte und die Erzeugung der entsprechenden codierten Signale erfolgte durch elektronische Abtastung aller Matrixpunkte hintereinander, z.B. in einem Rastermuster gesteuert von zwei Zählern 52 und 33 für die Abtastung, wobei eine Bewegung von Punkt zu Punkt der Matrix auftrat, bis ein ausgewählter Punkt aufgefunden wurde. Die Abtastung wurde augenblicklich angehalten, während der ausgewählte Punkt über die entsprechende Gattereinheit der Gatteranordnung 3I einen Umsetzer 3^ fürdie binär codierte Dezimale (BCD) einschaltete, welcher für jede der zwei Stellen der den ausgewählten Punkt bildenden Zahl den entsprechenden vier-binär Bit-code plus ein Paritätsbit erzeugte. Die resultierenden zehn Bits an Information wurden in ein Schieberegister 35 gebracht und zur Übertragung zu den Aufzeichnung seinheiten auf-einanderfolgend mit der Abtastfeigenfrequenz ausgetastet.

Die Zeitbasis für die Steuereinheit und für den Aufzeichnungs-

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Vorgang wurd e aus einem konventionellen piezoelektrischen Kristalloszillator oder einem Taktgeber 40 abgeleitet, welcher z.B. bei einer Frequenz von 96kHz auf einen Frequenzteiler 41 mit mehreren Ausgängen arbeitete, welcher über drei Filter 42, 45. und 44 Tonsignale bei Frequenzen von 3OOO und 2000 bzw. 500 Hz erzeugte. Diese Tonsignale wurden selektiv einem üblichen Sender 48 für Funkverbindungen über entsprechende Steuereingänge von Gattern 45, 46 und 47 zugeführt. Steuer- und Sperrspannungen wurden den Gattern 45, 46 und 47 über entsprechende Flip-Flops oder Gatter 50, 51 und 52 zugeführt.

Die gesamte Taktgabe und Steuerung des Aufzeichnüngsvorgangs wurde durch einen Teiler oder Programmzähler 55 erzielt, welcher nach dem Aufsteuern eines Gatters 57 durch einen Druckknopf 56 für den Start die Perioden der 500 Hz Abtastfrequenz zählte und nach einstellbaren , vorbestimmten Zeitintervallen nach dem Beginn der Zählung verschiedene Steuerimpulse oder -spannungen zu verschiedenen Teilen des Steuersystems abgab.

Entsprechend dem unteren Teil von Fig. 2 wurde die zu jedem der entfernten Aufzeichnungseinheiten zu übertragende und dort aufzuzeichnende Information bestehend aus der Vorausinformation,von Hand in einer Anzahl von Worteinheiten 60a, 60b, 60c und 60d voreingestellt. Jede der Worteinheiten wies

z.B. Schalter mit Einstellscheiben auf, mit deren Hilfe jede erforderliche Zahl von alphanumerischen Zeichen voreingestellt werden konnte. Da das Grundformat aus Worten mit achtzehn Bits, enthaltend sech-zehn Informationsbits, ein Paritätsbit und ein Synchronbit, aufgebaut war, erfolgte die Übertragung der voreingestellten Vorausinformation unter der Steuerung einer Gattereinheit 62, die 500 Hz Impulse zu einem Teüfer 63 mit der Teilung 18 übertrug, welcher" bei jeder 18. Zählung eines Bits einen Impuls zu einem Zähler 6l zum Aussteuern der Vorausinformation übertrug. Dieser Zähler steuerte seinerseits die Übertragung jedes Vorausworts zu einem Satz von Ausgabere-

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gis tern 64a, 64b, 64d, von welchen das Wort nacheinander zur Funkübertragung zu den eingeschalteten entfernten Aufzeichnungseinheiten über 500 Hz Taktimpulse von dem Ausgang des Filters 44 ausgetaktet wurde.

Taktimpulse mit 96kHz zum Einleiten der schnellen Abtastung der Matrix 30 durch die Zähler 32 und 33 wurden direkt von dem Ausgang des Taktgebers 4o über in Reihe geschaltete Gatter 70 und 72 abgenommen, wobei das Gatter 70 von einer Steuerode rSperr spannung von einem Flip-Flop 71 und das Gatter 72 auf ähnliche Weise von einem Flip-Flop 73 gesteuert wurde. Die Abtastung der Matrix 30 wurde eingeleitet durch einen Spannungsimpuls von dem Programmzähler 55 über eine Ausgangsleitung 55bzu dem Startanschluß des Flip-Flops 7I. Bei durch das Flip-Flop 73 aufgesteuertem Gatter 72 wurden Adressenabtastimpulse (AS) mit einer Frequenz von 96 kHz zu dem Zähler 3² übertragen und bewirkten, daß dieser mit jedem 96 kHz Impuls einen Punkt der Matrix 30 abtastete. Jeder zehnte Impuls wurde zu dem Zähler 33 für die Zehner übertragen, um ihn um eine Matrixzeile v/eiterzuschalten. Dementsprechend waren die während dieser etwas mehr als einer Millisekunde auftretenden 99 Impulse alles, was für eine vollständige Abtastung der Matrix 30 erforderlich war, wenn keine Punkte in der Matrix zur Erzeugung von entsprechenden codierten Signalen ausgewählt worden waren. Nach-dem die Abtastung über den Matrixpunkt entsprechend der Zahl 99 gelaufen war, erzeugte der Zähler 33 einen Impuls für das Ende der Adressenübertragung (EOAT), welcher über einen Leiter 83 zu dem Flip-Flop "Jl übertragen wurde, um dieses zum Anhalten der Abtastung zu veranlassen.

Unter der Annahme jedoch, daß ein oder mehrere Zahlenpunkte in dar Matrix 30 zur Übertragung der entsprechenden codierten , Signale ausgewählt worden sind, erzeugte die Gatteranordnung 31, so bald der erste ausgewählte Punkt bei der Abtastung/erreicht war, einen Unterbrechungsimpuls auf einer Leitung 75,

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welcher das Flip-Flop 73 zur Unterbrechung der Abtastung betätigte. Das Flip-Flop 73 führte weiter einer Leitung 77 eine Adressenübertragungsspannung (AT) zu , welche als Steuerspannung für einen Zähler 78 für das Schieberegister 35 und für ein Gatter 79 wirkte. Entsprechend begann ias Gatter 79 500 Hz Impulse zu seiner Ausgangsleitung 80 und zu dem Schieberegister 35 sowie über eine Leitung 85 zu dem Eingang des Zählers 78 zu übertragen. Gleichzeitig mit dem Unterbrechungsimpuls auf der Leitung 75 leitete das betätigte Gatter in der Gatteranordnung 3I die Erzeugung von zwei binär codierten Stellen durch den Umsetzer J>k ein, welche sofort in das Schieberegister 35 gebracht wurden. Da jede Stelle vier Bits plus ein Paritätsbit erforderlich machte, wurden die resultierenden zehn Bits in dem Schieberegister 35 durch die 500 Hz Taktimpulse auf der Leitung 80 in Reihe auf einer zu dem Gatter 50 führenden Ausgangsleitung 35a des Schieberegisters herausgeschoben, wo sie die Übertragung der 3 kHz -Frequenz H mo dulierten, wobei ein ^Ml"-Bit einem Impuls der 3 kHz-Frequenz von zwei Millisekunden Länge entsprach, während ein ¹¹O"-Bit dem NichtVorhandensein der 3 kHz für zwei Millisekunden entsprach. Am Ende des Intervalls von 20 m see entsprechend zehn Zählungen durch den Zähler 78 gab der Zähler einen Adressenendeimpuls (EOA) auf einer Leitung 82 ab, welcher das Gatter 79 sperrte und, übertragen über eine Leitung 76, bewirkte, daß das Flip-Flop 73 die Abtastung der Matrix 30 über Impulse durch das Gatter 72 erneut aufnahm. Gleichzeitig wurde der Adressenendeimpuls dem Gatter 5I zugeführt, um einen Impuls von zwei m see. der zwei kHz-Frequenz F₁ über den Sender 48 zu erzeugen.

Die von dem Programmzähler 55 bewirkte Arbeitsfolge war folgende : ein Drücken des Druckknopfes 56 bewirkte eine sofortige Abgabe eines Impulses von dem Programmzähler 55 über eine Ausgangsleitung 55a, um das Gatter 52 zu triggern und die Übertragung des 500 Hz Tones durch den Sender 48 einzuleiten. Nach einer kurzen Verzögerung für die Schaltungsstabilisierung von

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z.B. 10 Millisekunden leitete ein Spannungsimpuls auf dem Startanschluß 55& das schnelle Abtasten der Matrix JO ein. Das abwechselnde Abtasten der Matrix 350 und das Aussenden von entsprechenden BCD-codlerten Adressensignalen über die Ausgangsleitung 35a und den Sender 48 wurde bis zum Ende fortgesetzt. Unmittelbar darauf, typisch nach einer Zeit von 614 m see entwickelte der Zähler 55 auf seiner Ausgangsleitung 55d einen Startimpuls für die Vorausinformation (HS), welcher dem Gatter 79 als Sperrbefehl zugeführt wurde , um den weiteren Durchgang von 500 Hz Taktimpulsen zu unterbinden, und einem Gatter 62 als Steuerspannung zugeführt wurde, um die Übertragung der Vorausworte einzuleiten.

Entsprechend wurden die in den Worteinheiten 60a bis 60d gespeicherten Vorausworte ihrerseits zu den Ausgaberegistern 64a bis 64d übertragen, um als eine Folge binär codierten Dezlmalblfcs (BCD) in Reihe durch das Gatter 50 als Ein-Aus-Modulation des zu dem Sender 58 gehenden j5 kHz-Tones ausgetaktet zu werden. In der Folge, gab der Programmzähler 55 nach einer geeigneten Zeit wie z.B. 796 m see. auf einer Leitung 55c einen Vorausende-impuls (EOH) ab, v/elcher bewirkte, daß das Gatter 52 die übertragung des 500 Hz-Tones über das Gatter 47 unterbrach. Als nächstes sandte der Programmzähler 55 am Ende einer Paa se von 30 rn see in der 500 Hz Tonübertragung, nämlich nach 826 Millisekunden, auf der Ausgangsleitung 55a einen Zeit-O-Impuls aus, um die Übertragung des 50O Hz-Tones wieder zu beginnen, wobei dieser Impuls mit dem Beginn der Erzeugung seismischer Wellen zusammenfiel. Diese Tonübertragung wurde fortgesetzt und diente als Synchronisier- und Abtastzeittakt für alle arbeitenden Auf ze ichnungseinheiten, bis ein voreingestelltes Zeitintervall der gewünschten Auf Zeichnungslänge abgelaufen war,worauf ein Aufzeichnungsendeimpuls (EOR) über das Gatter 52 angelegt wurde, um die übertragung über das Gatter 47 zu beenden. Die gewünschte Aufzeichnungslänge in Sekunden konnte an einer Schalteinrichtung 85 eingestellt werden, deren Einstellung über einen Kom-

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parator 87 mit einem durch den Zeit-O-Impuls bei 826 Millisekunden aufgesteuerten Zeitzähler 86 verglichen wurde. Der Komparator 87 gab das Aufzeichnurg sendesignal ab, wenn die Anzeige des Zeitzählers 86 die Aufzeichnungsläi geneinstellung der Schalteinrichtung 85 erreichte.

Fig. 3 zeigt schematisch und graphisch die allgemeine Folge von Tonsignalen, wie sie von dem Sender 48 nach Fig. 2 zur Steuerung der entfernten Aufzeichnungseinheiten übertragen wird. Dies ist im wesentlichen eine typische Taktfolge, die mit dem Programmzähler 55 erzeugt werden könnte, welcher so arbeitet, daß vierundzwanzig zweistellige Adressencode für vierundzwanzig entfernte Aufzeichnungseinheiten, wie sie bei vielen Feldoperationen üblich sind, erzeugt und übertra-^gen werden. Die Zeit nimmt in dem Diagramm in Fig. 3 von links nach recht zu, die Länge von Intervallen und Intervallgruppen ist über der Darstellung in Millisekunden dargestellt, während die abgelaufene Zeit ausgehend von der Zeit O beim Niederdrücken des Schalters 56 des Senders 48 in Millisekunden darunter dargestellt ist. Die drei verschiedenen Breiten der Balkendarstellung deuten die modulierenden Tonfrequenzen an, welche in dsm Träger des Senders vorhanden sind, während die gerade Mittellinie keine Tonmodulation zeigt. Beginnend auf der linken Seite entspricht die Zeit O dem Niederdrücken des Druckknopfes 56 für den Beginn, gefolgt von einer 500 Hz Tonübertragung von 10 Millisekunden, welche mit dem von dem Programmzähler 55 auf den Startanschluß 55b abgegebenen verzögerten Startsignal endet. Die nächsten 528 Millisekunden werden zum Abtasten der Matrix 30 und zum Übertragen der binärcodierten Dezimalbits der vierundzwanzig zweistel ligen Zahlen benutzt, welche hier als der Satz von codierten Signalen ausgewählt sind, während die zwanzig Millisekunden die Übertragungszeit von 10 Bits mit einer Geschwindigkeit von 2 Millisekunden proBLt darstellen. Die Schraffierung in der Balkendarstellung in Fig. 3 soll die Ein-Aus-Modulation des 300 Hz Tones darstellen, wobei

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ein "1"-Bit einen Impuls von 2 Millisekunden des 3000 Hz-Tons entspricht, während ein "O"-Bit eine Unterbrechung von zwei Millisekunden des 3000 Hz-Tons ist. Das Ende jedes Adressencodes wird durch die Übertragung eines Impulses von zwei Millisekunden des 2000 Hz-Tons markiert.

Wenn eine solche Adresse von einer entsprechenden entfernten Aufzeichnungseinheit aufgenommen und decodiert wird, erfolgt ein vollständiges Einschalten deren Auf seichnungsniechanismus einschließlich Einschalten des Bandtransportes. Damit die zuletzt eingeschalteten Aufzeichnungseinheiten stabilisiert werden können und der Bandantrieb auf Geschwindigkeit kommen kann, folgt dem Erü signal der letzten Adresse ein Intervall von 76 Millisekunden, nach dessen Ablauf alle Aufzeichnungseinheiten voll im Betrieb sind. Als nächstes folgt ein von dem Programmzähler 55 auf dessen Startanschluß 55b getriggerter Impuls von zwei Millisekunden und 2000 Hz, welcher den Beginn der Übertragung des Vorausinformationsblocks signalisiert. Als nächstes folgt ein Intervall von I80 Millisekunden, währenddessen dieVorausübertragung von fünf Worten stattfindet. Jedes Wort besteht aus 18 Bits, wobei insgesamt 90 Bits mit einer Geschwindigkeit von einem Bit pro 2 Millisekunden übertragen werden, woraus sich das Intervall von I80 Millisekunden ergibt.

Am Ende der Vorausinformation folgt eine Pause von 30 Millisekunden, während der kein Ton übertragen wird. Dies ist die Zeit-0-Pause, während der die Vorausdaten von einem Zwischenspeicher in Jeder Aufzeichnungseinheit zu dem sich jetzt bewegenden Aufzeichnungsband übertragen werden. Am Ende der Pause von 30 Millisekunden tritt die Zeitunterbrechung bei T auf, gefolgt von dem Aufzeichnen der seismischen Daten während der mit der Schalteinrichtung 85 voreingestellten Zeitdauer. Der 500 Hz-Ton ist während des gesamten Aufzeichnungsintervalls vorhanden, um als Synchronisiertakt für alle Aufzeichnungseinheiten zu dienen. Das Ende des 500 Hz-Tones am Ende der vorbe-

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stimmten Aufzeichnungszeit bewirkt, daß der Bandtransport angehalten, die Register und Flip-Flops zurückgestellt und die Leistung in den entfernten Aufzeichnungseinheiten in den empfangsbereiten Zustand zurückgebracht werden.

Es ist hervorzuheben, daß das Zeit- und Frequenzformat nach Fig.3 nur ein Beispiel unter vielen möglichen Steuersignalfolgen ist. Die dreistelligen BCD Adressencodesignale in Fig. 1 werden z.B. jeweils ^O Millisekunden für die Übertragung erfordern,und die Aufzeichnung von mehr oder weniger als 24 Spuren würde die zwischen dem Einschalten des Steuersystems und dem Beginn der Datenaufzeichnung bei T_Q verstrichene Zeit verändern. Ähnlich könnte die Reihenfolge von zunächst der Aufzeichnung der Vorausinformation und dann der aufgenommenen seismischen Daten umgekehrt werden, solange diese benachbart zueinander auf dem Band angeordnet sind.

Fig. 4 der Zeichnung zeigt in Form eines Blockschaltbildes die Hauptteile einer Aufzeichnungseinheit zum Aufzeichnen einer der endgültigen Aufzeichnungsspuren. Allgemein zeigt der obere Teil von Fig. 4 die Verarbeitungsschaüiungen für die seismischen Daten, der mittlere Teil ergibt die Takt- oder Zeitgeberimpulse, und der untere Teil erzeugt die aufzuzeichnende Vorausinformation.

Von einem Seismometer oder einer Seismometergruppe. 90 aufgenommene Signale werden von einem Vorverstärker 9I verstärkt und ggf. durch einen Filter 92 gefiltert, worauf eine weitere variable Verstärkung mit einem mehrstufigen Verstärker mit großem Verstärkungsbereich folgt. Das vom Verstärker abgegebene Analogsignal wird dann durch einen Analog-Digital-Umsetzer 94 auf Befehl in digitale Form umgewandelt, während der augenblickliche Verstärkungswert des Verstärkers 93 abwechselnd· durch Byte auswählende Gatter 95 und 96 in ein Speicherregister acht Bits übertragen wird. Von dort werden die gespeicher-

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ten Bits in einer Folge über einen Wähler 98 zu einem zweiphasigen Codierer 99 ausgelesen, welcher die digitalen Daten in eine geeignete Form zum Aufzeichnen als Serienbits in einem kleinen Bandgerät 100 bringt.

Die Bitsteuerung in diesem Aufzeichnungssystem erfolgt gesteuert durch einen konventionellen Taktgeber 101 mit Kristalloszillator,welcher typisch bei einer Frequenz von 1,52 MHz auf einen Teiler 102 arbeitet, der seinerseits zwei niederfrequen-te Ausgangsgrößen bei 9 kHz und bei 4,5 kHz erzeugt. Die Bitfrequenz von 9 kHz wird mit einem Abtast-intervall von zwei Millisekunden verwendet, welches zur Zeit bei seismischen geophysikalischen Vermessungen weit verbreitet verwendet wird, während die Ausgangsgröße mit 4,5 kHz zur Verfügung steht, wenn ein Abtastintervall von 4 Millisekunden benutzt werden soll. In dem vorliegenden Beispiel wird angenommen, daß das Abtastintervall mit zwei Millisekunden bei 9 kHz verwendet wird. Diese Frequenz wird übe,r ein Gatter I03 zu einem Zähler 104 übertragen ,welcher die Funktion der Unterteilung des Bitstromes in Bytes von 8 Impulsen hat, denen jeweils eine Pause von einem Bit folgt. Ein Flip-Flop 105 für die Byte-Auswahl erkennt die Pausen und ermöglicht abwechselnd die Übertragung von digitalen Bits durch die Gatter 95 und 96 für die Byte-Auswahl zu dem Speicherregister 97, von dem in Serie zu dem Bandgerät 100 ausgelesen wird. Der Ausgang des Zählers 104 ist weiter zu einem Synchronisiergenerator geführt, welcher dem Codierer 99 synchronisierte Signale oder Impulse zuführt, welche eine richtige Gruppierung des aufgezeichneten Bitstroms in aufeinanderfolgende. Worten sicherstellen.

Jede empfangene Aufzeichnungseinheit enthält weiter einen konventionellen Funkempfänger 110, welcher auf die Übertragung von dem Sender 48 in Fig. 2 abgestlm* ist, und seine Energie von einer Batterie 111 erhält. Eine Verbindung 112 stellt sicher, daß der Funkempfänger 110 durch Verbinden mit der Batterie 111

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eingeschaltet wird, wenn die Seismometergruppe 90 mit dem Eingang des Vorverstärkers 9I verbunden wird. In der Schaltung des Funkempfängers 110 ist ein Squelchrelais II3 vorgesehen, welches in Abwesenheit eines übertragenen und empfangenen Signals normalerweise offen ist. Beim Empfang des Trägers von dem Sender 48 schließt das Squelchrelais II3 jedoch und legt Spannung von der Batterie 111 an eine Decodiereinheit 114 und über eine Leitung II5 an- den Vorverstärker9I an. Wenn dann das besondere BCD-codierte Signal, atf welches die Decodiereinheit 114 zur Erkennung eingestellt ist, empfangen wird, schließt ein- Lej&ungsrelais II6, um die Batteriespannung auch den übrigen Kreisen der Aufzeichnungseinrichtung und dem Bandtransportmechanismus zuzuführen,

Die verschiedenen von dem Sender 48 zu dem Funkempfänger 110 übertragenen Signale werden von dem Funkempfänger einer Signaltrenneinrichtung 117 zugeführt, welche aus verschiedenen nicht im einzelnen dargestellten Filtern und logischen Schaltungen •besteht und einer Ausgabeeinheit II8 abtastende Signale oder Abtaststeuerimpulse in Intervallen von zwei Millisekunden entsprechend der 500 Hz übertragung des Senders 48 zuführt. Die aus dem Schieberegister 35 ausgelesenen und über den Sender 48 übermittelten BCD-codierten Adressensignale werden zu der Decodiereinheit 114 geführt, welche derart voreingestellt ist, daß sie nur dann betätigt werden kann, wenn ein besonders codiertes Signal aufgenommen wird. Wenn während der Übertragung der Adressensignale kein Signal aufgenommen wird, welches dem in der Decodiereinheit 114 eingestellten Code entspricht, bleibt das Leistungsrelais II6 offen, und es wird keine Leistung zu der Hauptschaltung der Aufzeichnungsgeräte und zu den Bandtransportschaltungen übertragen.

Unter der Annahme, daß eine Leistungseinschaltung erfolgt, erkennt eine Einheit II9 das Startsignal für den Vorausinformationsblock zur Zeit 6l4 Millisekunden in Fig. 3 und richtet

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die folgende Übertragung von Vorausdatenbits in ein Schieberegister 124 zum vorübergehenden Speichern. Ein Flip-Flop 120 für das Ende des Blocks erkennt das Ende der Vorausübertragung im Zeitpunkt 796 Millisekunden in Fig. 3 und ändert den Zustand eines Flip-Flops 121 von "Laden" auf "Schreiben". Im Zustand "Laden" führt das Flip-Flop 121 einem Gatter 122 eine Steuerspannung zu, über welche 500 Hz Impulse in Intervallen von zwei Millisekunden zu den Lade-Schreib-Anschlüssen von Schieberegistern 124 und 125 übertragen werden. So werden die Vorausdaten von der Einheit II9 mit der relativ geringen Übertragungsgeschwindigkeit von 500 Bits pro Sekunde oder zwei Millisekunden pro Bit in das Schieberegister 124 gebracht, während gleichzeitig bis zu drei V/orte von Daten, welche die lokale Aufzeichnungseinheit charakterisieren und an Schaltern 126 voreingestellt sind, in das Schje beregister 125 eingespeichert werden. Zur gleichen Zeit, zu welcher die lokalen Daten durch Setzen der Schalter 126 eingeführt werden, wird die Decodiereinheit 114 über eine Leitung 127 so eingestellt, daß sie auf das besondere codierte Rufsignal anspricht, welches zu der von der Seismometergruppe 90eingenommenen Position gehört. Diese wird typisch zu der Zeit eingeführt, zu welcher die Seismometer in ihre Positionen auf dem Erdboden gebracht werden, und die Positionszahl wird über die Schalter 126 zu der «jeweiligen : Seismometergruppe gehörigen empfangenden Aufzeichnungseinheit übertragen. Eine Änderung des Flip-Flops 121 in' den Zustand "Schreiben" steuert ein Gatter 12j5 auf, um die

9 kHz Frequenz den Lese-Schreib-Anschlüssen der Schieberegister 124 und 125 zuzuführen, so daß das Herausschieben der in diesen gespeicherten Bits mit einer 18 mal größeren Preqimz über den Wähler 98 und den Codierer 99 zu dem Bandgerät 100 erfolgt.

Das Sehalten des Flip-Flops 121 durch den Detektor für das Blockende oder das Flip-Flop 120 in den Zustand "Schreiben" steuert auch das Gatter 10j5 auf, so daß es 9 kHz Impulse zu

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dem Zähler 104 und zum Gatter 125 überträgt. Die Byte-Ausgangszählungen des Zählers 1O4 werden ebenfalls zu einem voreingestellten Zähler I30 mit acht Worten oder sechszehn Bytes übertragen, welcher beim Ende der acht Wor te über eine Wählersteuerung 151 den Wähler 98 von den Ausgängen dar Schieberegister 124, 125 auf den Ausgang des Speicherregisters 97 für Daten schaltet. Dies markiert das Ende der Übertragung der Vorausdaten zu dem Bandgerät 100 und den Beginn der Aufzeichnung der seismischen Daten von der Seismon&ergruppe 9O·

Der Synchronismus zwischen allen eingeschalteten Aufzeichnungsgeräten, welche zur Herstellung aller Spuren einer gegebenen mehrspurigen seismischen Aufzeichnung arbeiten, wird dadurch sichergestellt, daß zu dem analogen Digitalumsetzer als digi- · tierende Befehle die 500 Hz Steuerimpulse mit Abständen von zwei Millisekunden über eine Ausgangsleitung 118a von der Ausgabeeinheit 118 übertragen werden. Eine Verbindung auch zwischen dem Zähler 104 und der Ausgangs leitung 118 a hält ein konstantes Verhältnis zvfischen der 500 Hz Grunds teuer frequenz und der Zählung von Bytes durch den Zähler 104 aufrecht. Aut' ähnliche Weise wird die von dem Taktgeber 101 erzeugte 9 kHz Bitfrequenz über eine Leitung 102a zu dem Codierer 99 und dem Gatter 123 so-wie über eine Leitung 103b zu dem Verstärker 93, dem Speicherregister 97 oder dem Synchronisiergenerator I06 übertragen. Die Messung über den Verstärker 93 wie auch das Austakten der gespeicherten Bits aus dem Speicherregister 97 erfolgt mit der relativ hohen 9 IcHz Bitgeschwindigkeit.

Beim Abschluß der Aufzeichnung jeder Spur oder zu jedem anderen geeigneten Zeitpunkt erfolgt das Rückstellen der verschiedenen Zähler und Flip-Flops durch einen Spannungsimpuls auf einer Leitung I35» welche zu den verschiedenen Rückstellanschlüssen führt.

Während die obige Beschreibung des Prototyps einer bevorzugten Ausführungsform der Bfindung eine einzige Steuereinheit zum

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Betreiben einer Anzahl von entfernten Aufzeichnungseinheiten gezeigt hat, von denen jede eine einzige Spur fei einer Messung mit gemeinsamem Tiefenpunkt entlang einer Profilmeßlinie aufzeichnet, sollten eine Anzahl von Modifikationen ebenfalls unter Verwendung der Prinzipien der Erfindung nunmehr klar sein. Die Seismometer oder Seismometergruppen könnten in einer zweidimensionalen Flächenanordnung angeordnet sein, und verschiedene Aufzeichnungen könnten durch recht unterschiedliche Auswahl der für jede Aufzeichnung einzuschaltenden Einheiten gemacht werden. Mehr als eine Steuereinheit mit zugehöriger Quelle könnte verwendet werden, um einen VermessungsVorgang dadurch zu beschleunigen , daß abwechselnd oder aufeinanderfolgend verschiedene Sätze von Aufzeichnungsgeräten mit einer Steuer- und Quelleneinheit eingeschaltet würden, während die andere oder anderen zu neuen Quellenpunktstellen bewegt werden.

Auf gleiche Weise könnten ein einziger Punkempfänger und ein Bandgerät zusammen mit zwei oder mehr benachbarten Seismometern oder Seismometergruppen dadurch verwendet werden, d aß gleichzeitig zwei oder mehr Spuren nebeneinander auf dem Band aufgezeichnet würden. Zwei oder mehr unabhängige digitierende Kanäle für Vorausinformation und seismische Signale in dem gleichen Gehäuse der Einheit wären wahrscheinlich erfor-dedich, einige der lokalen Taktgeber- und Zählereinheiten könnten jedoch leicht gemeinsam verwendet werden. Statt des Synchronisieren des Abtastens und AufZeichnens der digitalen Daten durch alle Einheiten von dem Taktgeber der Steuereinheit ließe sich eine genügend genaue Steuerung der Daten durch die lokalen Taktgeber in jeder Einheit erreichen, mit nur der Übertragung einer Zeitunterbrechung oder eines gelegentlichen Synchronisierimpulses von der Steife reinheit, um eine gemeinsame Zeitbasis für alle Spuren einer Aufzeichnung herzustellen.

Bei der digitalen Rechnerverarbeitung der unter Verwerfl ung der vorliegenden Erfindung erhaltenen Felddaten besteht gewöhnlich

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der erste Schritt darin, die Daten von den kleinen einzelnen Feldbandspulen oder Kassetten auf ein Standardrechnerband zu übertragen, welches hierauf mit den Digitalrechnern eigenen hohen Bandgeschwindigkeiten und Bitgeschwindigkeiten weitervßrarbeitet werden kann. Zum Beispiel könnten neun Kassettenbänder zunächst gleichzeitig gelesen und auf ein Standardmagnetband für Rechner mit neun Spuren übertragen werden, wobei nach Wunsch zum Kompensieren etwaiger Änderungen der Bandtransportgeschwindigkeit, der Taktgabe und der-gleichen> welche unter den einzelnen Feldaufzeichnungsgeräten auftreten können, Pufferspeicher verwendet werden können. Wenn einmal durch weitere Verarbeitung, Überwachung oder dergleichen festgestellt worden ist, daß die Übertragung erfolgreich war, können die Feldbänder säbst gelöscht und zur erneuten Verwendung bei der Feldarbeit zurückgegeben werden.

Ein Grund für die Verwendung von 18 Bits oder 2 Bytes mit neun Bits als die Grundwortlänge bei den Feldaufzeichnungen ist die bessere Verträglichkeit mit jedem Aufzeichnungsformat eines Standardmagnetbands mit neun Spuren, wie es allgemein^bei Digitalrechnernverwendet wird. Das heißt, die Daten können leicht in ein anderes Format gebracht oder auf irgendeine Weise manipuliert werden, welche erforderlich scheint, um sie der weiteren Verarbeitung durch Standardrechner und Programme, wie sie täglich verwendet werden, anzupassen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum seismischen geophysikalischen Vermessen, bei welchem seismische Wellen an jeder einer Mehrzahl von Stellen in einem zu vermessenden Bereich erzeugt werden, und die nach der Bewegung entlang verschiedener Bahnen durch die Erde resultierenden seismischen Wellen an einer Mehrzahl von mit Abstand zueinander angeordneten urti über wenigstens einen Teil des Bereichs verteilten Stellen aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte umfaßt, jeder der aufnehmenden Stellen In dem Bereich ein unterschiedliches Identifizierungs- oder Adressenwort zuzuordnen, welches wenigstens zwei alphanumerische Zeichen enthält, an jeder der aufnehmenden Stellen wenigstens einen Übertrager anzuordnen, welcher mit einer Aufzeichnungseinheit in der Nähe zum Aufzeichnen des Ausgangs des Übertragers als eine Spur einer mehrspurigen seismischen Aufzeichnung verbunden ist, wobei die Aufzeichnungseinheit einen einstellbaren Signaldecoder enthält, den Decoder derart einzustellen, daß er nur auf ein von einem Steuerpunkt übertragenes codiertes Signal als der aufnehmenden Stelle, an welcher sich der Übertrager befindet, zugeordnetes Identifizierungs- oder Adressenwort anspricht, wobei der Decoder mit Einrichtungen zur Ausnutzung des Ansprechene zum Aktivieren der Aufzeichnungseinheit einer Aufzeichnungsspur verbunden ist, und daß unmittelbar vor der Wellenerzeugung jeder der erzeugenden Stellen von einem Steuerpunkt zu allen aufnehmenden Stellen die Identifizierungs- oder Adressenworte nur derjenigen aufnehmenden Stellen in codierter Signalform übertragen werden, von welchen eine Spur für dieAufnahme einer gegebenen mehrspurigen Aufzeichnung erforderlich ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß jedes der Identifizierungs- oder Adressenworte eine Zahl mit wenigstens zwei Stellen ist.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge k e η η zeichnet, daß der Übertragungsschritt die Übertragung der Äquivalente der binär codierten Dezimalen der Stellen, welche die Identifizierungs- oder Adressenzahl bilden, als die codierte Signalform umfaßt.
4. Aufzeichnungsausrüstung zur Verwendung mit einem Gerät zur seismischen geophysikalischen Vermessung mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit Einrichtungen zum Erzeugen seismischer Wellen in der Erde an der Stelle einer Quelle und Übertragereinrichtungen zum Aufnehmen der seismischen Wellen, nachdem sich diese von der Steife der Quelle durch die Erde bewegt haben, an jeder einer Mehrzahl von mit Abstand zueinander und zu der Steife der Quelle vorgesehenen aufnehmenden Stellen, wobei die Aufzeichnungsausrüstung die Ausgangsgröße der aufnehmenden Übertragereinrichtungen als mehrere Aufzeichnungsspuren aufzeichnet, und mit mehreren Aufaaichnungseinheiten, von welchen- jede zum Aufnehmen der Ausgangsgröße wenigstens einer der aufnehmenden Übertragereinrichtungen und zum Aufzeichnen wenigstens einer der Aufzeichnungsspuren vorgesehen ist, und jede Aufzeichnungseinheit nahe dar aufnehmenden Stelle angeordnet ist, an welcher die jeder Aufzeichnungseinheit zugeordnete aufnehmende Übertragereinrichtung vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine auf Signale ansprechende Einrichtung (113), welche auf ein Signal eines Satzes über eine Nachrichtenverbindung von einem Steuerpunkt (23) übertragener codierter Signale anspricht, um die Aufzeichnungseinheit mit einer Versorgung (111) elektrischer Energie zu verbinden, ein Schieberegister (124, 125) zum Aufzeichnen einer ersten Folge von digitalen Bits, welche die Daten für dieAufzeichnungsidentifizierung und die Aufzeichnung sparameter darstellen, und ein Speicherregister (97) zürn Aufzeichnen einer zweiten Folge von digitalen Bits, welche · aufeinanderfolgend in Probenform abgetastete Wellenamplituden darstellen, die die an den zugehörigen aufnehmenden Übertragereinrichtungen ankommenden seismischen Wellen kennzeichnen.

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5. Aufzeichnungsausrüstung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Signale ansprechende Einrichtung (115) einen Decoder (114) enthält, durch welchen die auf Signale ansprechende Einrichtung zum Ansprechen auf ein codiertes Signal im Zusammenhang mit der von der zugehörigen aufnehmenden Übertragereinrichtung in der Mehrzahl von aufnehmenden Stellen eingenommenen Postion einstellbar ist.
6. Aufzeichnungsausrüstung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Decoder (114) mehrere einstellbare Schaltelemente (122, 123, 126 )umfaßt.
7. Aufzeichnungsausrüstung nach einemder Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerpunkt (23) mit einer Schaltungsanordnung (34, 35, 48) zum Übertragen eines Satzes codierter Signale zum Einschalten nur der Aufzeichnungseinheiten (421 bis 441) versehen ist, welche eine Aufzeichnungsanordnung mit einem gewünschten Verhältnis zu der Stelle der Quelle bilden.
8. Aufzeichnungsausrüstung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltunganordnung (354, 35, 48) mit einer Matrixgatterschaltung (30 ,3I) verbunden ist, welche zum Ändern des Satzes von codierten Signalen zum Halten der Aufzeichnungsanordnung in dem gewünschten Verhältnis zu verschiedenen in einem Vermessungsbereich eingenommenen Stellen von Quellen vorgesehen ist.
9. Aufzeichnungsäusrüstung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieSchaltungsanordnung (35, 34, 48) die Ausgangsgröße einerEinrichtung (6O bis 64) für eine Vorausinformation steuert, um von dem Steuerpunkt (23) über eine Verbindung begrenzter Bandbreite Identifizierungs- und Parameterdaten der Aufzeichnung mit einer ersten relativ niedrigen Geschwindigkeit zu übertragen, und eine Schalteinrichtung

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126) steuert, um diese Daten von einem Zwischenspeicher in einem Schje beregister (97) zu einer Aufzeichnungsspur mit einer zweiten, höheren Geschwindigkeit zu übertragen.
10. Aufzeichnungsausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (97) mi^feinem Wähler (98) zum Übertragen der ersten Folge von digitalen Bits zu einer langgestreckten, die Aufzeichnung aufnehmenden Fläche (100) in dem Aufzeichnungsgerät, und mit einem Codierer (99) zum aufeinanderfolgenden probenweisen Abtasten der Ausgangsgröße des Empfängers für seismische Wellen und Aufzeichnen einer zweiten Folge von digitalen Bits, welche die empfangenen seismischen Wellen kennzeichnen, auf der die Aufzeichnung aufnehmenden Fläche gekoppelt ist.

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