In-pit man-made seismic center device
专利汇可以提供In-pit man-made seismic center device专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-pit man-made seismic center device which is not an impulse type emitting energy in a short time, but can make a propagation distance long by generating small vibration for a long time, and be used repeatedly without damaging the pit wall and even in a place where circumferential noise is large like in an urban area.
SOLUTION: A device consists of an in-pit seismic center main body 1, a cable 10, and a ground control part 17 and, while the main body 1 is clamped to the pit wall 12 by a hydraulic clamp device 3 for clamping, vibration having the same waveform with the reference signal generated by an excitation signal generating device 16 of a control part 17 can be generated perpendicularly to or along the pit wall.
COPYRIGHT: (C)1999,JPO，下面是In-pit man-made seismic center device专利的具体信息内容。
あらかじめ設計した任意の波形を持つ微小振動を長時間発生する振動機構と、この微小振動のボーリング孔の坑壁への振動伝達効率を上げるため圧力生成機構を有して該振動機構を坑壁に圧着させる圧着機構とを備え、その振動機構の振動の様式が、坑壁へ圧着させた振動機構内の振動子により坑壁をその面に垂直な方向に振動させるものと、該振動機構の別の振動子により坑壁を坑壁方向に上下に振動させるものの２種類の振動が可能であることを特徴とする坑井内人工震源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性波トモグラフィ探査など坑井を用いる物理探査用の人工震源に関し、地盤の物理的性質、例として図１の説明図に示すように２本の坑井２０、２１を用いてその間の地震波速度等を精密に調べるために使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、坑井内人工震源装置としては、ダイナマイト、エアガンなど瞬間的に大きなエネルギーを放出して坑壁に衝撃を与えることにより単発の振動を起こす装置が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のダイナマイトなどによる震源には次のような欠点がある。 （イ）伝播距離を大きくするため震源のエネルギーを大きくしなければならないので、坑壁を傷めたり、繰り返し使用することができない。 （ロ）都市部など周辺のノイズが大きい場所では使えない。 （ハ）爆薬などの使用の危険性や、これらの危険物を取り扱うための許認可に時間がかかる。 本発明は、これらの欠点を考慮してなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、本願では、短時間にエネルギーを放出するインパルス型ではなく、予め設計した任意の波形を持つ微小振動を長時間発生する振動機構と、この微小振動の坑壁への振動伝達効率を上げるため該振動機構を坑壁に圧着させる圧着機構とを備えており、その振動機構では振動の様式が、坑壁へ圧着させた振動機構内の振動子により坑壁をその面に垂直な方向に振動させるものと、該振動機構の別の振動子により坑壁を坑壁方向に上下に振動させるものの２種類の振動を可能とする構成である。
【０００５】
【作用】本発明による人工震源装置では、まず坑井内のある深度で圧着機構により振動子を内包した振動機構を坑壁へ圧着させる。 坑壁面に対し垂直な方向の振動の場合（以下では水平加震と称す）、振動機構内の振動子が振動し、坑壁に微小の振動を与える。 また、坑壁の上下方向の振動様式（以下では上下加震と称す）では、振動機構に備えられた別の振動子により坑壁に圧着された振動機構から坑壁に対し上下方向の微小の振動を与える。
この２つの振動は、発生する縦波、横波の出力が受振の方向により変化する。 水平加震では縦波の成分が大きく、また上下加震では横波の成分が大きい特徴がある。
これらは使用する用途や地質条件により使い分けることにより最適な振動が得られる。
【０００６】
【実施例】以下、図２を用いて本発明の実施例について説明する。 本発明による人工震源装置は、坑井内震源本体１、ケーブル１０、地上制御部１７から構成される。
坑井内震源本体１は、水平加震用振動子２を内包した液圧クランプ装置３などを含むユニットとそれに接続治具１３で取り付けられた上下加震用振動子４、及び慣性マスとしての上下加震用慣性ウェイト１１などから構成される。
【０００７】振動の発震は、次のようにして行われる。
まず水平加震用振動子２を内包した液圧クランプ装置３
をポンプ７からの液圧を切換弁５で切り換えることにより外側へ押し出し、発震用坑井２０の坑壁１２へ圧着させる。 この時の制御はケーブル１０に含まれる信号線９
を通じて地上制御部１７内の液圧制御装置１４により行われる。 液圧クランプ装置３で本体１を坑壁１２ヘクランプした状態で水平または上下方向の振動を次のようにして発生させる。 水平加震用振動子２は水平方向に振動して坑壁１２をその面に対し垂直に押す方向に応力を作用させるものであり、また上下加震用振動子４はその下に接続治具１３を介して吊り下げられた上下加震用慣性ウェイト１１を振動させ、その反力により液圧クランプ装置３を介して坑壁１２を上下に振動させるものである。
【０００８】これらの振動子は、信号線９により振動子駆動用増幅器装置１５と電気的に接続されており、加震信号発生装置１６で作られた基準信号と同等の波形の振動を発生させるものである。 なおこの基準信号は後述の相互相関処理で使用されるものであり、この震源と時間的に同期して作動するデータ収録装置１８へ送出される。
【０００９】図３は、本願の人工震源装置により振動させた場合に、図１で示した別のボーリング孔２１の坑井内地震計１９からのデータをデータ収録装置１８で記録し、そのデータから相互相関処理による波形変換処理を行う概念を示した説明図である。 図３の横軸は時間を示しており、時刻０において、図３の（Ａ）に示すようなある時間に亘り振動する波形を発生させる。 この時、図３の（Ｂ）における（１）から（５）に示す時刻にある反射係数をもつ反射面を仮定すると、それらから図３の（Ｃ）から（Ｇ）に示す波形が図３の（Ａ）の振動に対してそれぞれ生成される。 これらは、重ね合せにより図３の（Ｈ）の波形となる。 図３の（Ａ）と（Ｈ）の相互相関処理により図３の（Ｉ）の波形が得られる。 この図３の（Ｉ）は従来の高いインパルスによる振動を発生させた場合と同じものであり、よって本発明の震源装置の振動により、高いインパルスを発生させた場合と等価の結果が得られたことを示すものである。
【００１０】また上記実施例では、理解を容易にするために一つの振動機構及び圧着機構により説明したが、より圧着性を増すため複数の振動機構及び圧着機構を備えて、坑井内の異なる方向や場所の坑壁にこの振動機構をそれぞれ圧着して作動させてもよい。 また振動機構と圧着機構はそれぞれ対になっていてもよいし、また一つの振動機構に対し複数の圧着機構を備えていても、さらにその逆でもよい。
【００１１】
【発明の効果】本装置では、単位時間当たり発生する振動が小さいため坑壁を傷めることがなく、繰り返し振動を発生させることが可能であり、また発生する人工地震は波形の再現性がよいため、繰り返し同じ振動を発生させ、それらを足し合わせることで、ノイズの大きい所でも伝播距離を延ばすことができる。 坑壁に対し、垂直、
平行の２種類の振動が発生できるため、弾性波を用いる探査で必要なＰ波とＳ波を有効に発生させることができる。 加震信号発生器により任意の波形を出力できるため、調査地盤の特性に合わせて周波数帯域を変えることができるので、広い範囲の用途に使用することが可能である。
【図１】坑井内人工震源を用いて実施される坑井間地震探査の概念を示した説明図。
【図２】本発明による坑井内人工震源の構造、配置を示す概略図。
【図３】相互相関処理による波形変換処理の概念を示した説明図。
１ 坑井内震源本体 ２ 水平加震用振動子 ３ 液圧クランプ装置 ４ 上下加震用振動子 ５ 切換弁 ６ 作動流体タンク ７ ポンプ ８ 加圧流体制御回路 ９ 信号線 １０ ケーブル １１ 上下加震用慣性ウェイト １２ 坑壁 １３ 接続治具 １４ 液圧制御装置 １５ 振動子駆動用増幅器 １６ 加震信号発生装置 １７ 地上制御部 １８ データ収録装置 １９ 地震計
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