Сейсмический вибратор Советский патент 1986 года по МПК G01V1/37 

1

Изобретение относится к геофизической технике, преимущественно к вибрационной сейсморазведке, и может быть использовано в вибрационных источниках сейсмических сигнало применяемых при поиске нефти, газа и рудных месторождений.

Цель изобретения - повьшение точности фазовой коррекции сейсмического вибратора за .счет уменьшения диапазона регулирования фазы.

На чертеже приведена блок-схема сейсмического вибратора.

Сейсмический вибратор содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, фазовый корректор 2, возбудитель 3 вибрации, блок 4 выделения фазовой ошибки, второй вход которого присоединен к выходу генератора 1, а выход - к первому управляющему входу фазового коррек- тора 2, функциональный преобразователь 5, выполненный на базе постоянных запоминающих устройств, входы которого соединены с выходами кода текущей частоты генератора 1, а выходы - с вторыми управляющими входами фазового корректора 2, и формирователь 6 импульсов записи, вход которого соединен .с вторым выходом блока 4 выделения фазовой оши ки, а выход с синхровходом фазового корректора 2.

В качестве электромеханического преобразователя энергии в предлагаемом вибраторе служит возбудитель 3 вибрации электрогидравлического типа, содержащий инерционную массу 7 с датчиком 8 перемещения, распределитель 9 золотниковый с датчиком 10 его перемещения, суммирующий усилитель 11, первый вход которого является входом возбудителя 3 вибрации, два оставшихся входа подключены к выходам датчиков 8 и 10 для об разования местных обратных связей, а выход присоединен к входу распределителя 9, выход которого соединен с входом инерционной массы 7, опорную плиту 12 с установленным на ней акселерометром 13, блок 14 формиров ния выходного сигнала, вход которого подключен к выходу акселерометра 13, а выход является выходом возбудителя 3,

Фазовый корректор 2 включает в себя последовательно соединенные умножитель 15 частоты, счетчик 16, постоянное запоминающее устройст20

236399 2

во 17 и цифро-аналоговый преобразователь 18, выход которого является выходом фазового корректора 2. Вторыми управляющими входами фазового

, корректора 2 являются входы разрядов счетчика 16, входом фазового корректора 2 является вход умножителя 15 частоты, а управляющий вход умножителя 15 является первым управляющ м

JO входом фазового корректора 2.

Блок 4 выделения фазовой ошибки содержит формирователь 19 опорного сигнала, соединенный с вторым входом фазового детектора 20. Вход формиро-с вателя 19 является вторым входом фазового детектора 20.

Сейсмический вибратор работает следующим образом

Запуск задающего генератора I -осуществляется кнопкой дистанционного запуска или сигналом синхронизации, подаваемым по радиоканалу с регистрирующей аппаратуры. После запуска генератор 1 на выходе формирует импульсную последовательность с линейным законом изменения частоты. Эта импульсная последовательность, поступая в блок 4 с помощью формирователя 19 опорного сигнала, преобразуется в периодическое напряжение, например, прямоугольной формы..

В сейсмическом вибраторе это напряжение является опорным сигналом. Импульсная последовательность, преобразовываясь в умножителе 15, по35 ступает на вход счетчика 16. На выходах разрядов счетчика 16 формируется код, который в качестве кода адреса поступает на входы постоянного .запоминающего устройства 1 7

40 Б постоянном запоминающем устройстве 7 хранится двоичный код, представляющий временные значения синусоидальной функций.

Код с выходов постоянного за45 поминающего устройства 17 подается в цифро-аналоговый преобразователь 18, где осуществляется преобразование кода в аналоговый сигнал. Аналогичный сигнал, имеющий синусои- 50 дальную форму, с цифро-аналогового

преобразователя 18 в качестве управляющего сигнала .подается на вход возбудителя 3.

. Управляющий сигнал поступает на 55 первый вход суммирующего усилителя 11, с его выхода - на распределитель 9, управляющий потоком рабочей жидкости, приводящим в движение инер30

ционную массу 7, которая через опор нзгю плиту 12 передает колебания в грунт.

Сигнал с акселерометра 13 поступает на блок 14, где он преобразуется в электрический сигнал, соответствующий выходному сейсмическому сигналу вибратора. Этот сигнал поступает на первьм вход фазового детектора 20, который осуществляет сравнение по фазе опорного сигнала с выхода формирователя 19 и выходного сигнала возбудителя 3 и вырабатывает на своем выходе сигнал, который управляет частотой на выходе умножителя 15.

В случае, когда фаза выходного сигнала блока 14 отстает .от фазы опорного сигнала, фазовый детектор 20 вырабатывает сигнал ошибки отставания, под действием которого частота на выходе умножителя 15 увеличи- йается, что приводит к ускорению колебательного процесса возбудителя 3 В случае, когда фаза выходного сигнала возбудителя 3 опережает фазу опорного сигнала, фазовый детектор 20 вырабатывает сигнал ошибки опережения, под действием которого в умножителе 15 производится деление импульсов, в результате чего частота импульсов на выходе счетчика 16 уменьшается, колебательный процесс в возбудителе 3 замедляется. Таким образом, фаза управляющего сигнгша всегда имеет такое значение, чтобы скомпенсировать фазовый сдвиг между опорным и выходным сигналами возбудителя 3.

Когда фазы выходного сигнала возбудителя 3 и опорного сигнала формирователя 19 совпадают, то импульсы с выхода генератора 1 проходят через умножитель 15 без изменений. В этом случае фаза управляющего сигнала с выхода 11Д1фро-анало1 ового преобразова теля 18 отлична от нуля и определяется состоянием счетчика 16.

Для каждого значения кода с выходов генератора 1 функциональный преобразователь 5 на своих выходах фор - мирует цифровой код, отображающий фазовый сдвиг на текущей частоте, согласно фазочастотной характеристике возбудителя 3. Этот вход поступает на установочные входы разрядов счетчика 16 фазового корректора 2. Состояние этого счетчика определяет фазу управляющего сигнала.

10

ts

363994

Запись кода с выходов функционального преобразователя 5 в счётчик i 6 осуществляется импульсами, которые формируются формирователем 6. На вход формирователя 6 поступает опорный сигнал с выхода формирователя 19, при этом на выходе формирователя 6 вырабатываются импульсы, частота которых пропорциональна частоте опорного сигнала. Эти импульсы по времени совпадают с одним из переходов через нуль опорного сигнала, вырабатываемого формирователем 19.: Под дeйcтвиe .этиx импульсов, поступающих на сйнхровход счетчика 16, происходит запись кода из функционального преобразователя 5 в

счетчик 16. I

Длительность импульсов на выходе

2Q форг-шрователя 6 меньше периода им-, пульсов, поступаюпщх на счетный вход счетчика 16 с генератора 1. Таким образом, на любой частоте сигнала развертки, вырабатываемого генера25 тором 1, под действием Сигналов функционального преобразователя 5 и формирователя 6 импульсов записи фаза управляющего сигнала, т.е. сигнала на выходе цифро-аналогового преоб.JQ разователя 18, сдгзигается по отно,- шепию к опориому сигналу таким образом, что вькодной сигнал вибратора совпадает или почти совпадает по фазе с опорным сигналом, вырабатываемом на выходе формирователя 19.

Вследствие этого диапазон работы фазового корректора значительно сужается, что пр{ всдит к повышению точности фазовой коррекции на любой частоте сигнала развертки в любой

AS

лп

момент времени.

. Формула изобретения

Сейсмический вибратор, содержа- последовательно соединенные за- дaюпцiй генератор, фазовый корректор, возбудитель вибрации и блок выделения фазовой ошибки, второй вход которого соединен с основным выходом

50 задающего генератора, а выход - с первым управляющим входом фазового корректора, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что, с целью повышения точности фазовой коррекции за счет

55 уменьшения диапазона рет улирования фазы, в него введены формирователь импульсов записи и функциональный преобразователь, входы которого соединены с выходами кода текущей частоты задающего генератора, а выходы - с вторыми управляющими входами фазового корректора, при этом

вход формирователя импульсов записи соединен с выходом блока выделения фазовой ошибки, а выход - с синхро- г входом фазового корректора.

Изобретение относится к вибрационной сейсмической техник:е и повышает точность фазовой коррекции сейсмического вибратора за счет уменьшения диапазона регулирования фазы путем введения функционального преобразователя и формирователя импульсов записи, обеспечивающих не- прерьшную коррекцию фазы с учетом фазочастотной характеристики вибратора. 1 ил. ю оо «35 со со со