Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано для повышения эффективности кодоимпульсного накапливания сейсмических колебаний путем подавления помех корреляционного преобразования.
Известно устройство, обеспечивающее корреляцию зарегистрированных кодоимпульсных сигналов с функцией кода.
Недостаток указанного устройства состоит в том, что при использовании однополярных кодоимпульсных сигналов сейсмограммы, получаемые в результате корреляции кодоимпульсных записей с функцией кода, характеризуются высоким уровнем помех корреляционного преобразования, превышающим 1-3% от пиковой амплитуды главных максимумов корреляционных импульсов, что снижает эффективность сейсмической разведки.
Цель изобретения - повышение эффективности кодоимпульсного накапливания однополярных импульсных последовательностей за счет подавления помех корреляционного преобразования.
Указанная цель достигается тем, что к выходу коррелятора, выполняющего операцию корреляционной свертки зарегистрированных кодоимпульсных сигналов с функцией кода, последовательно подключается фильтр, комплексные характеристики которого определяются выражением
Ф(f) = 
, (1) где К(t) - функция кода;
А(t) - закон изменения амплитуд возбуждаемых импульсов, входящих в развертку;
f - частота колебаний, Гц;
Т - длительность развертки;
Ткор - длительность коррелограммы; а также последовательно подключается полосовой фильтр с полосой пропускания, приблизительно определяемой диапазоном частот 10-70 Гц.
На чертеже показана схема предлагаемого устройства.
На I-й вход устройства поступает сигнал К(t), соответствующий функции кода; во втором анализаторе 1 осуществляется расчет комплексно-сопряженного спектра функции кода Sо*(j ω).
На II-й вход устройства подаются значения зависимости А(t), определяющей амплитудную неидентичность импульсов в кодоимпульсной развертке, которые перемножаются с соответствующими значениями функции кода К(t) в первом перемножителе 2; в третьем анализаторе 3 вычисляется комплексный спектр Sв(jω ) сигнала [K(t)˙A(t)], формируемого на выходе перемножителя 2.
Далее во втором перемножителе 4 осуществляется перемножение комплексных спектров So*(j ω ) и Sв(j ω ); результат перемножения So*(jω)˙Sв(jω) можно рассматривать в качестве функции, обратной комплексной частотной характеристике фильтра, позволяющего подавить корреляционный фон на коррелограммах, полученных путем корреляционной свертки зарегистрированного кодоимпульсного сигнала Y(t) с функцией кода К(t).
На III-й вход устройства поступает зарегистрированный кодоимпульсный сигнал, который в корреляторе 5 сворачивается с функцией К(-t); коррелограмма R(τ ), формируемая на выходе коррелятора 5, преобразуется в анализаторе 6 в соответствующий ей комплексный спектр Sк(j ω ).
В преобразователе (делителе) 7 комплексный спектр Sк(jω ), соответствующий исходной коррелограмме делится на комплексную функцию Sв(jω )˙So*(j ω ); полученная таким образом информация пропускается через полосовой фильтр 8 с полосой пропускания, равной приблизительно 10-70 Гц, и далее преобразуется в синтезаторе 9 во временную функцию R( τ)б.п., отличающуюся от исходной коррелограммы R( τ) лишь отсутствием помех корреляционного преобразования.
Эффективность предлагаемого устройства определяется правильным выбором задаваемой зависимости А(t), которую несложно определить путем возбуждения кодоимпульсных сигналов и их регистрации с использованием датчиков, установленных на излучающей плите сейсмического источника, либо под плитой, в грунте, на глубине 10-30 см. Зависимость А(t) может задаваться либо автоматически, либо вручную, по точкам.
При исследованиях по прогнозированию геологического разреза, или других исследованиях, связанных с динамическим анализом записи, ошибки задания закона амплитудной неидентичности А(t) не должны превышать 25%.
Положительный эффект от использования предлагаемого устройства обусловлен следующими теоретическими предпосылками.
Функцию взаимной корреляции регистрируемых кодоимпульсных сигналов можно определить из выражения
R(τ ) = a(t) * Seд(t) *[K(t)˙A(t)] * K(-t) (2) где а(t) - импульсная реакция геологической среды;
Sед(t) - одиночный возбуждаемый сейсмический импульс.
Сейсмограмму без корреляционного фона можно записать следующим образом
R( τ)б.п. = а(t) * Sед(t) (3)
Исходя из выражений (2) и (3), передаточную функцию фильтра для подавления корреляционного фона при кодоимпульсном накапливании представим в виде комплексной функции (1).
При оценке эффективности фильтра необходимо учитывать влияние передаточной функции (1) на преобразование микросейсм.
В результате работы фильтра на коррелограмме, переведенной в частотную область, микросейсмические колебания проявляются в виде слагаемого, определяемого выражением
Sмикр.кор= 
, (4) где Sмикр(f) - комплексный спектр микросейсм на виброграмме.
Если А(t) = const, выражение (4) можно представить в виде
Sмикр.кор ≈ Sмикр(f)/So(f) (5)
Т. е. при использовании фильтра (1) следует ожидать усиления мешающего влияния микросейсм на тех частотах, где спектр функции кода имеет аномально низкие значения.
Расчеты показывают, что достаточно глубокое подавление микросейсм происходит в полосе частот 10-70 Гц, если применяется код с линейным изменением частоты (код ЛИЧ) с fmin ≥ 10 Гц и fmax/Smin = 2. В этом случае значения функции mod So(f) составляют более (0,2 - 0,4)[mod So)f)]макс. Гармоники же, выходящие за пределы диапазона 10-70 Гц, необходимо обнулять в связи с чем в устройстве дополнительно предусмотрен полосовой фильтр с соответствующей полосой пропускания.
Использование: в сейсмической разведке, в том числе при кодоимпульсном накапливании сейсмических колебаний. Сущность изобретения. Для подавления корреляционного фона по всей длине коррелограммы блок-схема устройства содержит коррелятор 5, три анализатора спектров 6,1,3, а также перемножитель 4, делитель 7 и последовательно соединенные полосовой фильтр 8 и синтезатор 9. 1 ил.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДОИМПУЛЬСНОЙ РАЗВЕДКИ, содержащее сейсмостанцию, включающую регистратор, коррелятор, полосовой фильтр, синтезатор, генератор опорного сигнала, а также обратный фильтр, содержащий три анализатора спектров, два перемножителя и делитель, при этом входы регистратора соединяют с сейсмоприемниками, а выходы с первым входом коррелятора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности кодоимпульсного накапливания однополярных импульсных последовательностей за счет подавления помех корреляционного преобразования, выход коррелятора соединен с входом первого анализатора спектров, выход которого соединен с первым входом делителя, соединенного с последовательно подключенными полосовым фильтром и синтезатором, выход генератора опорного сигнала соединен с вторым входом коррелятора, входом второго анализатора спектра и первым входом первого перемножителя, второй вход которого соединен с входом регистратора, а выход - с входом третьего анализатора спектра, выход которого соединен с первым входом второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом второго анализатора спектра, а выход - с вторым входом делителя.
