СПОСОБ ИЗЛУЧЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН Российский патент 2014 года по МПК G01V1/02 G01V1/53 

Предлагаемое техническое решение относится к области геофизики и может быть использовано для работы в многоволновой сейсморазведке, в частности при поиске нефти и газа.

Известно техническое решение СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ (Пат. РФ 2381527, опубл.10.02.2010, МПК⁷ G01V 1/02, аналог), при котором сейсмические сигналы возбуждают группой невзрывных источников возбуждения, которые включают последовательно друг за другом с частотой повторения импульсов в группе, соответствующей центральной частоте ожидаемого полезного сигнала.

Реализация прототипа позволяет излучать преимущественно продольные волны, что не соответствует требованиям сейсморазведке поперечными волнами.

Известен также «СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН» (Пат. США №4980874, МКИ⁵ H04R 23/00. Опубл. 25.12.1990, прототип). В данном способе для повышения эффективности передачи энергии поперечных волн грунту при ударном воздействии на опорную плиту ударной массы, сейсмический генератор располагают под углом к линии, перпендикулярной поверхности почвы. Величина угла зависит от условий почвы и определяется путем установки акселерометра на опорную плиту генератора и наблюдения за показаниями степени горизонтального ускорения на акселерометре. Если степень ускорения превышает заданную величину, угол положения генератора изменяют автоматически или вручную до тех пор, пока степень ускорения не перестанет превышать заданную величину.

Однако по этому способу эффективность возбуждения поперечных волн обратно пропорциональна массы опорной плиты и частоте генератора (скорости) ударного воздействия на опорную плиту, поэтому менее 5% энергии генератора может быть преобразовано в поперечные волны.

Задачей предлагаемого технического решения является устранение отмеченных недостатков, а именно реализация излучения преимущественно поперечных сейсмических волн.

Поставленная задача решается тем, что в способе излучения поперечных сейсмических волн, включающем генерирование сейсмических волн с помощью импульсных невзрывных управляемых источников, которые размещают на двух шарнирно связанных между собой платформах, угол наклона платформ относительно друг друга устанавливают в зависимости от естественных или искусственных неоднородностей рельефа земли в пределах ±45°, либо при фиксации одной из платформ горизонтально поверхности земли, угол наклона второй платформы изменяют в пределах ±90°, добиваясь плотного прилегания платформы к выбранному участку земной поверхности, и включают с заданным интервалом невзрывные источники возбуждения сейсмических волн. Значение угла наклона платформ и место расположение платформ, определенное по навигационной системе ГЛОНАСС (GPS), передают на приемные станции.

Существенное отличие заявляемого технического решения от прототипа состоит в том, что невзрывные управляемые источники размещают на двух шарнирно связанных между собой платформах, угол наклона платформ относительно друг друга устанавливают в зависимости от естественных или искусственных неоднородностей рельефа земли в пределах ±45°, либо при фиксации одной из платформ горизонтально поверхности земли, угол наклона второй платформы изменяют в пределах ±90°, добиваясь плотного прилегания платформы к выбранному участку земной поверхности, и включают с заданным интервалом источники возбуждения сейсмических поперечных волн.

Данное техническое решение позволяет повысить долю энергии излучения поперечных волн до 50% энергии генератора (импульсного невзрывного управляемого источника) и как следствие эффективность поиска нефти и газа. В известных источниках патентной и научно-технической информации не описан способ сейсморазведки, позволяющий обеспечить такие высокие технические характеристики. Сказанное позволяет сделать вывод о наличии в заявленном техническом решении ″изобретательского уровня″.

Вторым существенным отличием является то, что заданное с условием местности значение угла наклона платформ и место расположения платформ, определенное по навигационной системе ГЛОНАСС (GPS), передают на приемные станции. Это позволяет повысить точность определения мест залегания неоднородностей в исследуемом геологическом разрезе земной поверхности.

На фиг.1 изображена схема устройства реализации способа излучения поперечных сейсмических волн (вид сверху), где введены следующие обозначения: платформы 1 и 2; первый генератор сейсмических сигналов - 3₁; второй генератор сейсмических сигналов - 3₂; электромотор с редуктором - 4; шарнирное устройство - 5, позволяющее установить угол взаимного расположения платформ в пределах ±45°, автоматизированное устройство - 6 управления и передачи информации о местоположении платформ и угла их наклона относительно горизонтали на приемный пункт.

На фиг.2 изображена схема устройства реализации способа излучения поперечных сейсмических волн (вид сбоку).

На фиг.3-4 изображены варианты установки угла наклона платформ в зависимости от рельефа грунта.

Способ реализуется следующим образом: устройство, состоящее из двух платформ (1 и 2), скрепленных шарнирным устройством (5), образует металлические сани, доставляемые силовым транспортом в место проведения сейсмических исследований. При выборе точки установки устройства и угла наклона платформ, руководствуются тремя параметрами: рельефом местности в месте сейсмических исследований, расстоянием до объекта поиска и глубиной залегания объекта поиска. Координаты точки установки платформ определяют по навигационной системе ГЛОНАСС (GPS). Установив с помощью электромотора с редуктором (4) заданный угол наклона платформ (1 и 2), (см. Фиг.3 и Фиг.4), передают на приемный пункт информацию о местоположение платформ и угла их наклона относительно горизонтали. Затем производят зондирование выбранного участка земли, включая первый генератор сейсмических сигналов (3₁) или второй генератор сейсмических сигналов (3₂) или в заданной последовательности оба.

В зависимости от угла установки платформ и фиксации их относительно поверхности земли в точке зондирования, мощность энергии генератора, преобразованная в излучение поперечных волн, будет пропорциональна углу наклона платформы относительно горизонтали к поверхности земли. Практическое значение энергии поперечных волн будет составлять около 50% энергии генератора невзрывного управляемого источника.

Устройство, реализующее предлагаемый способ излучения сейсмических волн, может быть реализовано промышленным способом и найти применение в сейсморазведке.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для работы в многоволновой сейсморазведке, в частности при поиске нефти и газа. Невзрывные источники излучения сейсмических волн размещают на двух шарнирно связанных между собой платформах. Угол наклона платформ относительно друг друга устанавливают в зависимости от естественных или искусственных неоднородностей рельефа земли в пределах ±45° либо, при фиксации одной из платформ горизонтально поверхности земли, угол наклона второй платформы изменяют в пределах ±90°, добиваясь плотного прилегания платформ к выбранному участку земной поверхности, и включают с заданным интервалом невзрывные источники возбуждения сейсмических волн. Заданное с условием местности значение угла наклона платформ и место расположение платформ, определенное по навигационной системе ГЛОНАСС (GPS), передают на приемные станции. Технический результат - повышение эффективности излучения поперечных сейсмических волн. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ излучения поперечных сейсмических волн, включающий генерирование волн с помощью группы импульсных невзрывных управляемых источников, отличающийся тем, что источники излучения сейсмических волн размещают на двух шарнирно связанных между собой платформах, угол наклона платформ относительно друг друга устанавливают в зависимости от естественных или искусственных неоднородностей рельефа земли в пределах ±45° либо при фиксации одной из платформ горизонтально поверхности земли, угол наклона второй платформы изменяют в пределах ±90°, добиваясь плотного прилегания платформ к выбранному участку земной поверхности, и включают с заданным интервалом невзрывные источники возбуждения сейсмических волн.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданное с условием местности значение угла наклона платформ и место расположения платформ, определенное по навигационной системе ГЛОНАСС (GPS), передают на приемные станции.