Устройство для обработки виброимпульсных записей Советский патент 1984 года по МПК G01V1/32 G01V1/37 

Изобретение предназначено для использования в сейсморазведочной аппаратуре при виброимпульсном способе возбуждения упругих колебаний, в частности, в устройствах для преобразования виброимпульсных записей в импульсную форму. Известно устройство для обработки виброимпульсных данных, содержащее корреляционные преобразователи и сумматоры, позволяющие проводить суммирование со сдвигами зарегистрированной записи I. Недостаток устройства связан с формированием интенсивных корреляционных шумов, возникающих при обработке сейсмической информации. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обработки виброимпульсных записей, содержащее блок воспроизведения, усилители сейсмических сигналов, формирователь последовательности цмпульсов возбуждения, корреляционный преобразователь виброимпульсных сигналов и регистратор, причем первый выход блока воспроизведения соединен с усилителями сейсмических сигналов, а второй его выход соединен с формирователем последовательности импульсов возбуждения, который своим выходом соединен с корреляционным преобразователем виброимпульсных сигналов, выход которого соединен с регистратором 2. Недостатком известного устройства, основанного на корреляционном преобразовании виброимпульсных сигналов, также является высокий уровень остаточного фана, который при случайном законе распределения импульсов возбуждения во времени, будет пропорционален VN, где N - число возбуждаемых импульсов. Больщой уровень корреляционных щумов, создаваемых наиболее интенсивными сейсмическими волнами, снижает помехоустойчивость известного устройства, что ограничивает глубинность разведки с виброимпульсными источниками упругих колебаЦелью изобретения является снижение уровня корреляционных шумов. Указанная цель достигается тем, что в устройство для обработки виброимпульсных записей, содержащее блок воспроизведения, усилители сейсмических сигналов, формирователь последовательности импульсов, возбуждения корреляционный. преобразователь виброимпульсных сигналов и регистратор, причем первый выход блока воспроизведения соединен с усилителями сейсмических сигналов, а второй - с формирователем последовательности импульсов возбуждения, который своим выходом соединен с корреляционным преобразователем виброимпульсных сигналов, выход которого соединен с регистратором, дополнительно введены два кольцевых коммутатора, блок оперативной памяти параллельного типа, сумматор и регистр сдвига последовательности импульсов возбуждения, при этом вход первого кольцевого коммутатора соединен с выходом усилителей сейсмических сигналов, а выходы его подключены к блоку оперативной памяти параллельного типа, выходы которого соединены со входами второго кольцевого коммутатора, а выход формирователя последовательности импульсов возбуждения дополнительно соединен с регистром сдвига, последовательности импульсов возбуждения, выход которого соединен с управляющими входами кольцевых коммутаторов и сумматора, информационные входы которого соединены с выходами второго кольцевого коммутатора, а выход сумматора соединен с входом корреляционногр преобразователя виброимпульсных сигналов. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для обработки виброимпульсных сигналов; на фиг. 2 - пример численного моделирования принципа работы устройства на тестовом материале. Устройство содержит блок 1 воспроизведения, усилители 2 сейсмических сигналов, формирователь 3 последовательности импульсов возбуждения, первьш кольцевой коммутатор 4, оперативную память 5, второй кольцевой коммутатор б, сумматор 7, дополнительный регистр 8 сдвига, корреляционный преобразователь 9, регистратор 10. На фиг. 2 обозначены сигнал 11, предназначенный дЛя выделения; результат 12 выделения сигнала при корреляционной обработке без предварительного накопления, форма 13 сигнала, выделенного при корреляционной обработке с накоплением. Сущность изобретения заключается в следующем. Интенсивность волны, зарегистрированной на виброграмме с временным интервалом ЛТ после начала записи, увеличивается при выделении в области ее регистрации участков, соответствующих каждому воздействию возбужденной в источнике последовательности колебаний, и сложении этих участков с временными сдвигами, компенсирующими разность моментов возбуждения колебаний отдельными воздействиями... При суммировании сигналов от п воздействий происходит синфазное накопление сейсмических волн, времена вступлений которых находятся в интервале от ЛТ до ДТ + , где Atcp - средний интервал между возбуждаемыми импульсами. Для волн, находящихся за пределами этого интервала, суммирование происходит по случайному закону, поэтому их относительная амплитуда уменьшена вУп раз. После корреляционного преобразования в импульсную форму соответственно уменьшается уровень корреляционных щумов, создаваемых этими волнами на сейсмической записи, что приводит

к улучшению прослеживания полезных волн в интервале дТ + д tep.

Если необходимо выделить несколько полезных сейсмических волн на разных временах, то целесообразно провести многократную обработку эиброимпульсной записи при разных значениях ДТ.

Устройство функционирует следующим образом.

Из блока I воспроизведения после усиления в усилителях 2 сейсмических сигналов сейсмический сигнал через первый кольцевой коммутатор 4 входных сигналов подается на входы оперативной памяти 5 параллельного типа. Сформированная в формирователе 3 последовательности импульсов последовательность импульсов задерживается в дополнительном регистре 8 сдвига на заданный интервал времени ЛТ и управляет работой кольцевых коммутаторов. В момент появления первого импульса последовательности на выходе дополнительного регистра 8 сдвига сигнал запоминается на первой линейке оперативной памяти 5. При появлении второго импульса сигнал запоминается на второй линейке и т. д. После записи сигнала на п + 1 линейке снова подключается первая линейка и весь процесс работы первого кольцевого коммутатора 4 повторяется.

После заполнения п линеек в момент запоминания сигнала на п + 1 .линейке начинает работу второй кольцевой коммутатор 6 выходных сигналов. В момент появления п + 1 импульса последовательности он подключает выходы всех линеек оперативной памяти 5 к сумматору 7. При появлении следующего импульса к сумматору 7 подключаются линейки с 2 по п+1. Сигнал на первой линейке стирается, и к ее входу подключается выход усилителей 2 сейсмических сигналов через первый кольцевой коммутатор 4. Затем проводится подключение линерк первой и с 3-й по п + 1

и стирание сигнала со 2-й линейки. Весь процесс повторяется, пока не закончится вся последоват ьность возбуждаемых импульсов.

Сигнал на выходе сумматора 7, представляющий собой сумму колебаний п воздействий, преобразуется в корреляционном преобразователе 9 в импульсную форму путем вычисления его взаимной корреляционной функции с последовательностью импульсов, соответствующих моментам возбуждения

0 упругих колебаний, и регистрируется регистратором 10.

Для оценки эффективности работы устройства принцип его действия был математически смоделирован и проверен на тесто5вых материалах.

В качестве исходной импульсной сейсмограммы взята запись из 2-х сигналов одинаковой формы, различающихся, по амплитуде Б 5 раз, сигнал 11 предназначен для

Q выделения. Число возбуждаемых импульсов было принято равным 30 при случайном распределении их во времени. Результат 12 выделения сигнала при обработке полученной виброимпульсной записи без предварительного накопления и форма 13 сигнала,

5 полученного при обработке с предварительным накоплением 9 воздействий свидетельствуют о снижении уровня корреляционных шумов при использовании описанного устройства.

Число предварительно накапливаемых

0 воздействий определяется требуемой степенью подавления корреляционных щумов, создаваемых интенсивными сейсмическими волнами.

Положительный эффект достигается за счет снижения затрат времени на возбуждение упругих колебаний или увеличении глубинности исследований вследствие более сильного подавления корреляционных щумов при одинаковом числе возбуждаемых импульсов.

0// 7ДГ

ic

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВИБРОИМПУЛЬСНЫХ ЗАПИСЕЙ, содержащее блок воспроизведения, усилители сейсмических сигналов, формирователь последовательности импульсов, возбуждения, корреляционный преобразователь виброимпульсных сигналов и регистратор, причем первый выход блока воспроизведения соединен с усилителями сейсмических сигналов, а второй - с формирователем последовательности импульсов возбуждения, который своим выходом соединен с корреляционным преобразователем виброимпульсных сигналов, выход которого соединен с регистратором, отличающееся тем, что, с целью снижения уровня корреляционных шумов, в него дополнительно введены два кольцевых коммутатора, блок оперативной памяти параллельного типа, сумматор и регистр Сдвига последовательности импульсов возбуждения, при этом вход первого кольцевого коммутатора соединен с выходом усилителей сейсмически сигналов, а выходы подключены к блоку оперативной памяти параллельного типа, выходы которого соединены со входами второго кольцевого oммутатора, а выход формирователя последовательности импульсов возбуждения до« полнительно соединен с регистром сдвига (Л последовательности импульсов возбуждения выход которого соединен с управляющими входами кольцевых коммутаторов и сумматора, информационные входы которого соединены с.выходами второго кольцевого коммутатора, а выход сумматора соединен с входом корреляционного преобразователя о 00 виброимпульсных сигналов. ел со

5,0

О

и . .

4-Гг

/,