Способ регистрации сейсмических колебаний Советский патент 1992 года по МПК G01V1/24 

Изобретение относится к способам регистрации колебаний при сейсмической разведке.

Известен способ цифровой регистрации, при котором сигналы усиливают и пропускают через фильтр низких частот с частотой среза fb, затем дискретизируют по времени с частотой fg const, квантуют по амплитуде и регистрируют

Недостатком способа является потеря информации из-за фиксирования значений интервала дискретизации регистрируемых сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регистрации сейсмических сигналов, позволяющий повысить информативность тем, что предусматривается регистрация сигналов с повышенной в 2-3 раза против обычной частотой дискретизации и последующей выборкой отсчетов с меньшими 4acTotaMH дискретизации в процессе обработки сейсмограмм на ЭВМ В результате способ позволяет получать несколько

временных разрезбв в различных частотных диапазонах

Недостатком способа является требование повышенного объема памяти при реги- страции сигналов, а также неучет ширины спектра реальных сейсмических сигналов в процессе регистрации.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности и эффективности сейсморазведки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу регистрации сейсмических колебаний, включающему преобразование механических колебаний в электрические с последующим их усилением, фильтрацией и дискретизацией во времени, устанавливают априорно максимальные значения частоты дискретизации сигнала fgo и граничной частоты фильтра fbo. периодически измеряют ампл итудный спектр сейсмического сигнала через интервалы времени, превышающие длительность сейсмического импульса, находят их верхнюю частоту fmaxc, определчсл

с

ют значения граничной частоты фильтра из равенства ты тмэкс, и частоты дискретизации сигналов из условия fgi 4fMaicc, затем согласованно меняют частоты фильтра и дискретизации на установленные значения ты и fgi и записывают последнюю синхронно с кодами одновременно квантуемых сигналов.

Рассматриваемый способ обеспечивает более полное использование спектра реальных сейсмических сигналов в области высоких частот при минимальном объеме памяти, необходимом для записи всей информации. Сокращение высоких частот в спектре сейсмических колебаний обеспечивает повышение разрешающей способности и эффективности сейсмической разведки при изучении сложнопостроен- ных и тонкослоистых сред.

На фиг. 1 представлены сейсмоприем- ник 1, усилитель 2, фильтр нижних частот (ФНЧ) 3, блок дискретизации сигналов во времени 4, блок амплитудного квантования 5. регистратор б, измеритель спектров 7, анализатор спектров 8, генератор импульсов частоты дискретизации 9, блок формирования кода интервала дискретизации 10.

Способ реализуется с помощью представленного устройства следующим образом.

Блоки 1-6 соединены последовательно как в обычной цифровой сейсмической станции и осуществляют преобразование механических колебаний в электрические (сейсмоприемником 1), усиление их (усилителем 2), фильтрацию (ФНЧ 3), дискретизацию (блоком дискретизации 4), амплитудное квантование (блоком квантования сигналов 5) и регистрацию кодов сигналов (регистратором 6) К выходу усилителя 2 присоедине- ны последовательно включенные измеритель 7 и анализатор спектров 8, генератор импульсов дискретизации 9, соединенный с дискретизатором 4 и фильтром 3, измерителем спектров 7 и анализатором спектров 8, а также с регистратором 6 через блок формирования кода интервала дискретизации 10.

С учетом дополнительных блоков 7-10 осуществляют регистрацию таким образом.

Сигналы с выхода усилителя 2 поступают в анализатор спектров 7, на выходе которого периодически, например через 0,1-0,2 с формируются амплитудные спектры сейсмических сигналов, поступающие в блок анализатора спектров 8, который определяет величину максимума амплитудного спектра A(f0), находят частоту , по которой

ВЫПОЛНЯЮТ уСЛОВИе А(Тмзкс) КАмзкс) 0

К «1, и задают значения Макс генератору

9 для формирования частоты дискретизации сигналов в соответствии с равенством fg 4fMatcc (при непрерывном изменении частоты импульсов дискретизации). При ступенчатом изменении частоты следования импульсов дискретизации частота fg сравнивается в генераторе импульсов 9 с частотой этого генератора в настоящий момент. Если fg ниже рабочей частоты генератора 9

0 и равна или нижеследующей его частоты (из сетки заданных частот дискретизации), то включается более низкая частота дискретизации и т.д. Импульсы частоты дискретизации fg 4fM3Kc поступают в дискретизатор

5 4, который реализует дискретизацию сигналов с частотой fg 4fM3Kc. Одновременно частота fMaKc полается на фильтр нижних частот 3, в котором устанавливается граничная частота fb fiHaxc. Эта же частота синхронизи0 рует работу измерителя и анализатора спектров. Импульсы с частотой дискретизации fg поступают на вход блока 10, определяющего код интервала дискретизации и направляющего его в регистратор

5 Способ реализуется выполнением следующих операций.

Возбуждают в среде упругие (механические) колебания; регистрируют выходящие на поверхность колебания и преобразуют их

0 в электрические; устанавливают максимальные начальные значения частоты дискретизации fgo и верхней частоты фильтра fbo, осуществляют частотную фильтрацию и дискретизацию колебаний во времени с ука5 занными выше параметрами; измеряют амплитудный спектр сейсмического сигнала через определенные заранее выбранные интервалы времени, превышающие длительность сигнала; определяют частоту мак0 симума амплитудного спектра сигнала f0i находят верхнюю частоту Тмакс амплитудного спектра сигнала из условия А(1мэкс) КАх v(f0): определяют новые значения частоты дискретизации fgi из условия fgi 4Гмакс и вер5 хней граничной частоты фильтра из условия fbt Гмакс, меняют частоты дискретизации и фильтра на найденные значения fgi и Гы; повторяют процесс в следующих i-ых интервалах времени.

0 Пример изобретения иллюстрируется чертежом, представленным на фиг. 2. Зададим начальную частоту дискретизации сейсмических сигналов fgo 2000 Гц, что соответствует максимальной частоте спект5 ра сигнала fg/4 2000/4 500 Гц. В то же время амплитудный спектр реального сейсмического сигнала, измеренный сразу же после начала процесса регистрации, имеет максимум A(f0), например, на частоте fo 200 Гц (фиг.2). Приняв значение К 0,05

(значение амплитуды спектра составляет 5% от максимальной), найдем (на фиг,2) fiMaicc 450 Гц, что несколько ниже априорно заданного первоначального значения foMaKc 500 Гц. Частота дискретизации, соответствующая fiMaicc 450 Гц, равна

fgl e 4 Гыакс 4-450 1800 Гц .

Соответственно граничная частота ФНЧ fbi f 450 Гц. Таким образом на первом интервале сейсмической записи при регистрации колебаний с начальной частотой дискретизации fgo 2000 Гц потери информации отсутствуют. Одновременно имеется возможность понизить верхнюю частоту спектра сигнала до f 1макс 450 Гц и частоту дискретизации до fgi 1800 Гц.

Следующее измерение амплитудного спектра сейсмического сигнала, выполненное, например, через 0,2 с после перво- го,дало значение fnaKc 250 Гц. Тогда fb 250 Гц, а частота дискретизации составит fg2 4 fb 4-250 1000 Гц. Начиная с этого момента времени, частота дискретизации устанавливается равной fg2 1000 Гц, а частота фильтра fb 250 Гц. Затем весь этот процесс периодически повторяют в другие моменты времени вплоть до окончания процесса регистрации колебаний. Частота дискретизации в каждый момент времени фиксируется на сейсмической записи.

Применение предлагаемого способа обеспечивает более полное использование

спектра сейсмических сигналов, а следовательно, регистрируемой информации, соответствующих как малым, так и средним и большим глубинам, повышая в конечном

итоге эффективность сейсморазведки. Формула изобретения Способ регистрации сейсмических ко- лебаний, включающий преобразование механических колебаний в электрические с

последующим их усилением, фильтрацией и дискретизацией во времени, при этом устанавливают априорно максимальные значения частоты дискретизации сигнала и граничной частоты фильтра fgo fbo. о т л ичающийся тем, что. с целью повышения разрешающей способности и эффективности сейсморазведки за счет более полного использования высокочастотных частей спектров волн, отраженных на различных

глубинах, периодически измеряют амплитудный спектр сейсмического сигнала через интервалы времени, превышающие длительность сейсмического импульса, находят их верхнюю частоту , определяют знэчения граничной частоты фильтра из равенства fbi fnaKci и частоты дискретизации

сигналов из условия fgi 4fмакс) затем согласованно меняют частоты фильтра и дискретизации на установленные значения fbi и fgi

и записывают последнюю синхронно с кодами одновременно квантуемых сигналов.

Использование: регистрация сейсмических колебаний, многоканальной цифровой сейсморегистрирующей аппаратурой. Сущность изобретения: периодически через интервалы времени, превышающие длительность сейсмического импульса,измеряют амплитудный спектр сейсмического сигнала. Находят его верхнюю частоту fmax. Определяют граничную частоту фильтра, равную , частоту дискретизации из условия fg 4fmax. Затем согласованно меняют частоты фильтра и дискретизации на найденные значения fbi. fgi и записывают последнюю или соответствующий ей интервал дискретизации синхронно с кодами одновременно квантуемых сигналов. 2 ил.

Фиг.

CjЈ 0pfi#/rtt/t/W0