Способ сейсморазведки на акваториях Советский патент 1991 года по МПК G01V1/38 

Изобретение относится к способам сейсмических исследований районов, покрытых водой, с использованием автономных донных сейсмических станций (АДС).

Цель изобретения - повышение длительности сейсмических исследований без подъема АДС при уменьшении объема запоминаемой информации.

На фиг. 1 показана блок-схема АДС для осуществления предлагаемого способа сейсморазведки на акваториях; на фиг. 2 - показана блок-схема судовой части аппаратурного комплекса для осуществления предлагаемого способа сейсморазведки на акваториях.

АДС содержит регистрационный модуль 1, скрепленный с балластом 2 посредством размыкателя 3 балласта (фиг. 1), В регистрационном модуле 1 размещены последовательно соединенные формирователь 4 акустического сигнала, схема 5 совпадения, триггер 6 и через управляющий вход регистратор 7. Схема 5 совпадения подключена также через устройство 8 задержки к второму входу триггера 6. К сигнальному входу регистратора 7 подключен приемник 9 сейсмического сигнала. В соVI

О

ю со со со

став АДС входит также приемник 10 акустического сигнала, размещенный в устройстве 11 его поднятия, выполненном, например, в виде поплавка, соединенного с регистрационным модулем посредством кабель-троса заданной длины Н (не показан).

Судовая часть аппаратурного комплекса включает навигационное устройство 12. подключенное к сигнальным входам запоминающего устройства 13, и устройство 14 управления, выходы которого подключены к управляющему входу запоминающего устройства 13, источнику 15 сейсмического сигнала и через формирователь 16 акустического сигнала к источнику 17 акустического сигнала. К сигнальному входу запоминающего устройства 13 подключено также хронирующее устройство 18. К входу устройства управления подключены узлы 12, 13 и 18.

Предлагаемый способ осуществляют путем последовательной реализации следующих операций.

Судно выводят в заданную акваторию Мирового океана.

Определяют вертикальный профиль скорости распространения упругих волн V(Z) одним из известных способов.

Осуществляют постановку АДС на дно водного бассейна. В процессе постановки или после нее определяют географические координаты АДС на дне водного бассейна. В случае использования АДС по фиг. 1 постановку осуществляют в автономном режиме. Координаты АДС на дне определяют одним из известных способов Например, в качестве широты и долготы принимают значения точки выноса АДС (Xg, Yg) за борт судна. Глубину Zg определяют при этом по эхолоту. Значения Xg, Yg, Zg заводят в запоминающее устройство 13.

Поднимают в водной толще над АДС до определяемой или задаваемой глубины Z0 приемник 10 акустического сигнала.

В данном варианте исполнения АДС приемник 10 акустического сигнала подни- вают за счет положительной плавучести устройства 11 поднятия, выполненного в виде поплавка (на котором закреплен приемник 10 акустического сигнала) и соединенного с регистрационным модулем 1 посредством кабель-троса заданной длины Н При этом Z0 вычисляют по соотношению .

Производят буксировку судном источников 15 и 17 сейсмического и акустического сигналов соответственно вдоль профиля, проходящего над АДС, с циклическим повторением следующих операций

Излучают акустический сигнал заданной формы на частоте в диапазоне 1- 5 кГц

Для этого устройство 14 управления в заданный момент времени ti посылает управляющий импульс на формирователь 16 акустического сигнала, с которого электрический сигнал поступает на источник 17 акустического сигнала, и акустический сигнал излучается в водную среду.

При этом устройство 14 управления посылает управляющий сигнал в запоминающее устройство 13 для записи с выхода навигационного устройства 12 данных о географических координатах Xai, Yai точки излучения акустического сигнала, а с выхода хронирующего устройства - момента этого

излучения tai. Частота излучения упругих координат, формирующих акустические сигналы, по крайней мере в 3 раза выше частоты излучения упругих колебаний, формирующих сейсмические сигналы. Погрешность

временной привязки при использовании предлагаемого способа целиком зависит от погрешности определения времени вступления прямой водной аолны акустического сигнала, уменьшение которой достигается

за счет превышения частотой акустического сигнала частоты сейсмического сигнала. Кроме того, это необходимо для уменьшения эхо-сигналов от самих акустических сигналов, приходящих из толщины исследуемой среды, что исключает появления зон интерференци прямых водных волн и эхо- сигналов. Повышение частоты акустического сигнала приводит к повышению точности временной привязки вплоть до частот 1 5 кГц. Дальнейшее увеличение частоты акустического сигнала начинает приводить к ухудшению точности временной привязки, что обусловлено резким возрастанием затухания акустического сигнала (дальность передачи в открытом океане находится в интервале 6-100 км и более) и многолучево- стью его распространения.

На основе Хаь Yai, Xg, Yg, Zg, H и V(Z) определяют интервал времени Та распространения прямой водной волны Ра между точками излучения и приема акустического сигнала.

На АДС фиксируют момент ig прихода прямой водной волны акустического сигнала , непосредственно после чего в течение заданного интервала времени Т3 на АДС принимают сейсмический сигнал и преобразовывают его в запоминаемую сигналограмMV.

Эта операция обеспечивается тем, что

акустический сигнал от источника 17 акустического сигнала поступает на приемник 10 акустического сигнала АДС, откуда проходит на схему 5 совпадения, на которую поступает также информация о форме этого сигнала из формирователя 4 акустического сигнала. После совпадения этих сигналов, что наступает в момент прихода конца акустического сигнала, со схемы 5 совпадения поступает управляющий сигнал на первый вход триггера 6 и устройство 8 задержки. Получив на первом входе управляющий сигнал, триггер 6 запускает регистратор 7 на запоминание электрического сигнала с вы- хода приемника 9 сейсмического сигнала, Через заданный временной интервал Т3 с выхода устройства 8 задержки на второй вход триггера 6 поступает управляющий сигнал, в результате чего на выходе тригге- ра 6 формируется управляющий сигнал на прекращение запоминания регистратором 7 информации с приемника 9 сейсмического сигнала. Временный интервал Т3 выбирают исходя из условия возможности запомина- ния сейсмических сигналов, отраженных, преломленных, рассеянных и т.п. горными породами излучаемой среды.

Параллельно с этой операцией (или даже до нее) определяют момент времени tci излучения сейсмического сигнала (из условия попадания времен прихода всех возможных типов сейсмических волн от источников 15 сейсмического сигнала на АДС во временной интервал Т3 и излучают в момент времени tci сейсмический сигнал, который, преломившись и/или отразившись от сейсмических границ изучаемой среды, запоминается на АДС. На судне запоминают tci и координаты излучения сейс- мического сигнала XCi, YCi.

Эта операция обеспечивается программно посредством микроЭВМ устройства 14 управления на основе Xai, Yai, V(ZX Xg, 2g, априорных данных о сейсмическом глубин- ном разрезе, а также на основе скорости и курса судна.

В момент tci, соответствующий нахождению судна в точке XCi, YCi, на выходе устройства 14 управления вырабатывается управляющий сигнал на срабатывание источника 15 сейсмического сигнала и запоминание фактических tci, i XCj, Yc, в запоминающем устройстве 13,.

После прострелки сейсмического профи- ля АДС поднимают на судно.

Перезаписывают сигналограммы с АДС на свободную сейсмограмму, синхронизируя их путем совмещения на временной оси наблюденных моментов прихода прямых водных волн акустического сигнала с вычисленными значениями.

По коррелируемым сигналам свободной сейсмограммы определяют годографы сейсмических волн, на основе чего определяют

глубинный сейсмический разрез по одной из известных методик.

Предлагаемый способ сейсморазведки на акваториях позволяет по крайней мере в 10 раз уменьшить объем запоминаемой информации. Во столько же раз возрастает возможная длительность сейсмических исследований без подъема АДС, так как при использовании предлагаемого способа практически исключены энергозатраты на временную привязку получаемой информации.

Формула изобретения

1.Способ сейсморазведки на акваториях, включающий постановку на дно водного бассейна автономной донной сейсмостан- ции (АДС), определение ее географических координат, буксировку судном источника сейсмического сигнала с излучением в точках с известными географическими координатами упругих колебаний, прием АДС сейсмических волн и преобразование их в сигналограммы, запоминание их на АДС, последующий подьем АДС на судно и определение глубинного сейсмического разреза на основе сигналограмм от разных излучений упругих колебаний, синхронизированных относительно моментов этих излучений, отличающийся тем, что, с целью повышения длительности сейсмических исследований при одновременном снижении энергозатрат на АДС за счет использования прямых водных волн для временной привязки сигналограмм, предварительно определяют вертикальный профиль скорости распространения упругих волн в водной среде V(Z), перед каждым излучением сейсмического сигнала излучают упругие колебания, формирующие акустический сигнал, частота которого по крайней мере в три раза выше частоты излучения упругих колебаний, формирующих сейсмический сигнал, на АДС фиксируют момент прихода прямой водной волны акустического сигнала, а указанную синхронизацию производят путем совмещения на временной оси наблюденных моментов прихода прямых водных волн акустических сигналов с их значениями, вычисленными на основе V(Z) и географических координат АДС и точек излучения упругих колебаний, формирующих акустические и сейсмические сигналы.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью расширения сейсмической базы АДС - судно, приемник акустического сигнала поднимают над АДС в точку водной среды, глубину которой используют при вычислении моментов прихода прямых водных

волн акустических сигналов на приемник акустического сигнала.

3. Способ по п. 1,отличающийся

минаемой на АДС информации, сигналог- раммы на АДС запоминают с момента прихода прямой водной волны акустического сигнала в течение заданного интервала вре

Изобретение относится к способам сейсмических исследований районов, покрытых водой, с использованием автономных донных сейсмических станций (АДС). Целью способа является повышение длительности исследований без подъема АДС. После постановки АДС на дно акватории и определения ее координат производят буксировку по профилю, проходящему над АДС, излучателей сейсмического и акустического сигналов. Циклически повторяют операции излучения акустического сигнала с частотой 1-5 кГц, не менее чем в три раза превышающей частоту сейсмического сигнала, определяют момент прихода прямой волны акустического сигнала на АДС и в течение наперед заданного интервала времени принимают и регистрируют сейсмический сигнал, излучаемый в определенные моменты времени. На судне фиксируют эти моменты и координаты точек излучения сейсмического сигнала. После подьема АДС синхронизируют записи АДС и бортового комплекса путем совмещения на временной оси наблюдаемых и рассчитанных моментов прихода прямых водных волн акустического сигнала, определяют подографы сейсмических волн и строят глубинный сейсмический разрез по одной из известных методик. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

тем, что, с целью уменьшения объема запо- 5 мени.

LL

в

Фиг. 1

18

13

12

L

y 4/ v

15

Фиг. 2