Brevet FR2001552A1 — publié le 19690926

i. 2001552 La présente invention concerne les installations pour prospection géophysique et plus précisément les installations de prospection sismique à enregistrement numérique des informations de prospection sismique obtenues par des procédés d'ondes réfléchies, 5 d'ondes réfractées et de sondage sismique en profondeur. On connaît des installations de prospection sismique à enregistrement numérique des signaux détectés par des détecteurs sis-miques et arrivant par des amplificateurs de canaux individuels (préamplificateurs) et un multiplexeur, à l'entrée d'un dispositif 10 d'amplification commun (amplificateur d'échantillonnage)dont l'une des sorties est raccordée à travers un échantillonneur-bloqueur à un convertisseur analogique-numérique raccordé à un enregistreur magnétique pour l'enregistrement de l'information codée, tandis que son autre sortie est reliée directement à cet enregistreur magné-15 tique pour l'enregistrement des impulsions codées de la loi de l'amplification. Dans les installations indiquées, le dispositif d'amplification commun comporte un amplificateur à-étages multiples, des comparateurs et des portes en nombre correspondant au nombre d'étages 20 d'amplification et un dispositif pour la mise en forme des impulsions codées de la loi de l'amplification, tous raccordés entre eux. L'inconvénient principal de ces installations réside dans la complexité du circuit de l'amplificateur .d'échantillonnage du fait 25 qu'on doit avoir recours à des circuits assez compliqués de comparateurs, en nombre égal au nombre d'étages d'amplification. La présente invention vise à créer une installation defcrospec-tion sismique simple et fiable en exploitation, à enregistrement numérique des signaux sismiques, assurant l'enregistrement à grande 30 dynamique de l'information des données obtenues en résultat de la prospection sismique. Ce problème est résolu au moyen d'une installation de prospection sismique à enregistrement numérique des signaux captés par des détecteurs sismiques et arrivant par des préamplificateurs et 35 un multiplexeur à l'entrée d'un dispositif d'amplification commun, dont l'une des sorties est raccordée à travers un échantillonneur-bloqueur à un convertisseur analogique-numérique raccordé lui-même à un enregistreur magnétique pour l'enregistrement de l'information codée, tandis que son autre sortie est raccordée directement 40 à l'enregistreur magnétique pour l'enregistrement des impulsions 69 02823 2. 2001552 codées de la loi de l'amplification, cette installation étant caractérisée en ce que le dispositif d'amplification commun comporte : un amplificateur à plusieurs étages raccordé au multiplexeur, les sorties de 1'amplifieateur étant connectées aux entrées de portes 5 accouplées entre elles à la sortie et connectées aux entrées de l'échantillonneur-bloqueur et du comparateur dont la sortie est raccordée par un circuit logique de coïncidence principal, un compteur programmé et des circuits logiques de coïncidence supplémentaires, en nombre égal au nombre de portes, aux secondes entrées 10 de ces portes, le compteur programmé étant raccordé en outre à une mémoire, reliée à l'enregistreur magnétique, et à un générateur d'impulsions de commande, raccordé au circuit logique de coïncidence principal, à la mémoire, à l'échantillonne^-bloqueur et au convertisseur analogique-numérique. 15 Grâce à cette réalisation,l'installation proposée est la plus simple du point de vue de la construction, se prête le mieux au transport et est la plus éconimique parmi les installations de prospection sismique connues. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî-20 tront au cours de la description qui va suivre, fait en se référant au dessin annexé, dans lequel : la Fig. unique représente sous forme de schéma synoptique un-exemple d'installation suivant l'invention. LlLnstallation de prospection sismique à enregistrement numé-25 rique des signaux sismiques selon l'invention, comporte des détecteurs sismiques 1, qui sont raccordés à des préamplificateurs 2, raccordés à leur tour à un multiplexeur 3. La sortie du multiplexeur 3 est raccordée à l'entrée d'un dispositif d'amplification c ommun 4. 30 Le dispositif d'amplification commun 4 comporte un amplifica teur 5 à plusieurs étages, ayant "n" étages d'amplification (dans le mode de réalisation décrit il y a 4 étages d'amplification), raccordé au multiplexeur 3 ; cet amplificateur à plusieurs étages comporte des amplificateurs 6 à 8. dont les sorties sont raccordées 35 aux entrées de portes 9 à 12 reliées entre elles à la sortie (sortie commune). La sortie commune des portes 9 à. 12 est raccordée à l'entrée d'un-comparateur 13 dont la sortie est connectée, à travers un circuit logique 14 de coïncidence, à un compteur programmé 15, réalisé avec des basculeurs 16 et 17. 40 Les entrées zéro des basculeurs 16 et 17 sont reliées à la 69 02823 3. 2001552 sortie d'un générateur d'impulsions décommandé 18, dont une autre sortie est raccordée à la seconde entrée du circuit logique de coïncidence 14. Les sorties zéro des basculeurs 16 et 17 sont reliées à l'entrée d'une mémoire 19, qui est raccordée au générateur d'im-5 pulsions de commande 18. Les sorties des basculeurs 16 et 17 sont raccordées aux entrées de circuits logiques de coïncidence 20 à 23 et les sorties d^6es derniers sont raccordées aux secondes entrées des portes 9 à 12. Le nombre de circuits 20 à 2J est égal au nombre de portes 9 à 12. 10 La sortie commune des portes 9 à 12 est raccordée à travers un échantillonneur-bloqueur 24 et un convertisseur 25 analogique-numérique, qui est raccordé au générateur d'impulsions de commande 18, aux têtes d'écriture de l'information codée d'un enregistreur magnétique 26. La mémoire 19 est raccordée aux têtes d'écriture-15 des impulsions codées de la loi de l'amplification de l'enregistreur magnétique 26. L'enregistreur magnétique 26 est raccordé à l'ensemble 27 d'amplification et de mise en forme, qui, à son tour, est raccordé à un convertisseur 28 numérique-analogique connecté à l'entrée d'un 20 ensemble 29 de rétablissement de la dynamique initiale, dont l'autre entrée est reliée à l'ensemble 27. L'ensemble 29 est relié à travers un démultiplexeur 30 à un ensemble 31 d'enregistrement analogique . L'installation proposée fonctionne de la façon suivante ; 25 Les signaux captés par les détecteurs sismiques 1 sont ampli fiés par les préamplificateurs 2 et attaquent les entrées du multiplexeur 3 assurant la commutation des signaux à bas niveau. Le multiplexeur 3 réalise la commutation cyclique à tour de rôle des sorties des préamplificateurs 2 à l'entrée du dispositif d'amplifi-30 cation commun 4 ; ce dernier assure la transmission du signal capté à l'entrée de 1'échantillonneur-bloqueur 24 à une échelle assurant la transmission du signal avec une précision suffisante et avec des impulsions spéciales d'échelle programmées (des impulsions codées portant sfies valeurs de la loi de l'amplification) permettant de 35 rétablir ensuite la forme réelle du signal. A la sortie de 1'échantillonneur-bloqueur 24, où le niveau d'amplitude du signal capté est mis en mémoire sous la forme d'une grandeur invariable pour la durée de transformation d'un signal donné, le signal est appliqué à l'entrée du convertisseur analogi-40 que-numérique 25, à la sortie duquel l'information sous la forme 69 02823 4. 2001552 d'un code binaire impulsionnel parallèle, est enregistrée sur le support magnétique de l'enregistreur magnétique 26, sur lequel, simultanément ave ai 'enregistrement du code du mot arrivent les impulsions d'échelle provenant de la seconde sortie du dispositif 4. 5 Lors de la reproduction du code binaire du mot amplifié formé par l'ensemble 27, les impulsions programmées et auxiliaires attaquent l'entrée du convertisseur 28 numérique-analogique qui forme le signal analogique d'amplitude impulsionnel, attaquant le bloc 29 de rétablissement de la dynamique initiale, dont l'autre entrée 10 est attaquée par les impulsions de programme provenant de l'ensemble 27. La forme rétablie vraie du signal, représentée dans la dynamique complète est acheminée à travers le démultiplexeur 30, fonctionnant en synchronisme avec le multiplexeur J>, vers l'ensemble 31 d'enregistrement analogique. 15 Lors de la reproduction, le code binaire du mot amplifié et formé par l'ensemble 27, les impulsions programmées et auxiliaires, peuvent être acheminées vers les dispositifs d'entrée d'une calculatrice électronique numérique 32. Le principe de fonctionnement du schéma fonctionnel du dispo-20 sitif 4 d'amplification commun avec un régulateur automatique de gain à action Instantanée basé sur le principe de fonctionnement d'un système à réaction réside en ce qui suit. A titre d'exemple, on considère, comme mentionné plus haut, un mode de réalisation à quatre étages d'amplification, la durée 25 de commutation d'une trace au système étant égale à 30 ms et le gain d'un étage étant égal à 2 . Un signal issu de la sortie du multiplexeur 3 est acheminé vers l'entrée des amplificateurs 6 à 8, chaque étage d'amplification ayant un gain de valeur fixée, égal à 2n (n étant un nombre 30 entier). Les sorties de ces amplificateurs à travers les portes 9 à 12 sont reliées à l'entrée du comparateur 13. L'entrée du comparateur 13 est attaquée à travers la parte 9 par le signal provenant directement de l'entrée du dispositif d'amplification commun 4. A l'état initial, avant le branchement à l'entrée du disposi-35 tif 4 par le multiplexeur 3 de l'un des préamplificateurs 2, il n'y a pas de signal à la sortie du comparateur 13 raccordée à len-trée du circuit logique de coïncidence 14. A ce moment, le compteur programmé 15 se trouve à l'état initial, qui assure la coïncidence à la sortie du circuit logique de 50 coïncidence 20. Quand l'entrée du dispositif 4 est attaquée par un 69 02823 5. 2001552 signal issu de la sortie du multiplexeur 3» et provenant de l'un des canaux, ce signal amplifié par les amplificateurs 6 à 8, â travers la porte ouverte 12, attaque l'entrée du comparateur 13, et, s'il dépasse d'après son maximum positif ou négatif les ten-5 sions de référence dans le comparateur 13, un potentiel apparaît à la sortie de ce dernier, qui est envoyé au circuit de coïncidence 14. 5yfs après la commutation par le multiplexeur 3 de l'un des canaux, le générateur d'impulsions de commande 18 débite une pre-10 mière impulsion de fixation versX'entrée di circuit de coïncidence 14. En résultat de la coïncidence de l'impulsion de fixation avec le potentiel provenant de la sortie du comparateur 13, il se produit à l'entrée de comptage du compteur programmé 15 un décalage d'une unitié. 15 Alors la coïncidence.dans le circuit 20 cesse, la porte 12 se ferme, une coïncidence se produit dans le circuit 21 et la porte 11 s'ouvre à travers laquelle est transmis -un signal provenant de la sortie de l'amplificateur J, c'est-à-dire un signal atténué 3 de 2 en comparaison avec le signal provenant de la sortie de 20 l'amplificateur 8. Si ce même signal dépasse à mruveau les tensions de référence dans le comparateur 13* il reste à sa sortie un potentiel, et dans le circuit 14 il se produit une coïncidence avec , suivante séparée de la première impulsion 1 impulsion de fixation/par un intervalle ae $/ùs, tandis que le compteur 15 est amené à l'état suivant, correspondant au compte 25 cLeux- Alors, la porte 11 est fermée et au moyen du circuit de coïncidence 22, il y a ouverture de la porte 10 qui transmet à l'entrée du comparateur 13 le signal provenant de la sortie de l'amplificateur 6 atténué encore une fois de 2?. 30 En supposant que dans ce cas le signal s'avère inférieur aux tensions de référence, le potentiel à la sortie du comparateur 13 disparaît et une troisième impulsion de fixation qui suit à un intervalle de 5yfcs, la seconde impulsion n'entraîne pas le changement d'état du compteur 15, et en résultat, le système reste à l'état 35 précédent. 5yfts après la dernière impulsion de fixation (dans notre cas la troisième), la permission est donnée à l'échantillonneur-bloqueur 24 d'échantilloner le signal provenant de la sortie des portes 9 à 12. Le signal est mis en mémoire dans 1'échantillonneur-bloqueur 24 et attaque le convertisseur 25 analogique-numérique, 40 qui transforme l'échantillon obtenu du signal en code binaire. L'échantillonnage terminé, le générateur d'impulsions de commande 18 débite un signal pour ramener le compteur programmé 15 à 69 02823 2001552 l'état initial. Lors de la remise du compteur 15 à l'état initial, correspondant dans le cas donné au code 2/10/, le code de la loi d'amplification est transmis dans la mémoire 19 où il est mis en mémoire. 5 Ceci termine de cycle de travail du dispositif de gain com mun h à régulation automatique instantanée du gain, après quoi l'amplificateur 6 est attaqué à travers le multiplexeur 3 par le canal sismique suivant, et le processus de sélection du gain est répété comme décrit plus haut, en cessant chaque fois dès que le 10 signal s'avère inférieur aux tensions de référence, c'est-à-dire en restant dans la position à laquelle la porte correspondante est ouverte et laisse passer ce signal. Au moment d'un nouvel échantillonnage du signal, le codage de la valeur précédente du signal est terminé ainsi que sa lecture 15 et son écriture dans l'enregistreur magnétique 26. Simultanément ont lieu la lecture et l'écriture de la valeur de code de la loi d'amplification de ce signal, qui est stocké dans la mémoire 19, et la remise à zéro de la mémoire. C'est ainsi que sur le support magnétique sont enregistrés le 20 code du mot et le code de la loi d'amplification ; dans l'exemple donné le code de la loi d'amplification enregistré est .2/10./, ce qui signifie que lors de la reproduction pour le rétablissement de la forme vraie du signal ou pour son introduction dans une calculatrice électronique numérique, le code du mot doit être multiplié 3 3 25 par 2 x ceci équivaut à un décalage du mot vers la gauche sur 2x3 caractères c'est-à-dire qu'on obtient le code du mot avec une virgule flottante. L'installation proposée assure un enregistrement de haute qualité de l'information sous forme numérique sur le support magné-30 tique d'un enregistreur magnétique avec une dynamique d'entrée pratiquement illimitée. Le principe de fonctionnement de cette installation exclut la possibilité de surcharge, le choix d'un gain erroné, ce qui assure une grande simplicité de commande de l'installation et réduit son 35 coût en exploitation. Le système d'enregistrement de l'information numérique à grande dynamique d'entrée adopté pour l'installation proposée est le plus simple, le plus économique et le plus commode pour l'introduction dans une calculatrice numérique. 69 02823 7. 2GG1552 REVENDICATION Installation de prospection sismique à enregistrement numé -rique de signaux sismiques captés par des détecteurs sismiques et attaquant, à travers des préamplificateurs individuels de canaux 5 et un multiplexeur, l'entrée d'un dispositif d'amplification commun dont l'une des sorties est raccordée à travers un échantillonnef-ir-bloqueur à un convertisseur analogique-numérique lié à un enregistreur magnétique pour l'enregistrement de l'information codée, son autre sortie étant raccordée directement à l'enregistreur magnétique 10 pour l'enregistrement des impulsions codées dëT^Loi de l'amplification, caractérisée en ce que le dispositif d'amplification commun (4) comporte, lié au multiplexeur (3), un amplificateur à plusieurs étages (5) avec des sorties, raccordées aux entrées de portes (9 à 12) réunies entre elles à la sortie et raccordées aux en-15 trées de 1'échantillonneur-bloqueur (24) et d'un comparateur (13) dont la sortie est liée, à travers un circuit logique de coïncidence principal (14), un compteur programmé (15) et des circuits logiques de coïncidence auxiliaires (20 à 23), dont le nombre est égal au nombre de portes (9 à 12), aux secondes entrées de ces portes, 20 Ie compteur programmé (15) étant lié à une mémoire (19), raccordée à un enregistreur magnétique (26), et à un générateur d'impulsions de commande (18) raccordé au circuit logique de coïncidence principal (14), à la mémoire (19), à l'échantillonneur-bloqueur (24) et à un convertisseur analogique-numérique (25). BAD ORIGINAL