СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ Советский патент 1966 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к способам сейсмической разведки, основанным на использовании сейсмической энергии вибраторов.

Известен способ сейсмической разведки, при котором определяют функцию взаимной корреляции исследуемого процесса с гармоническим колебанием, возбуждаемым вибратором, и подвергают полевые записи дальнейшему Фурье-преобразованию.

Предложенный способ позволяет повысить качество получаемой информации ири сейсморазведочных работах с длительностью сейсмической записи 4-5 сек благодаря тому, что функцию вибратора пропускают через фильтр, непрерывно настраиваемый на мгновенную частоту вибратора, и после перемножения ее с колебаниями, принимаемыми сейсмоприемниками, фильфуют на полосовом фильтре, частотную характеристику которого перемещают по ОСИ частот на величину, пропорциональную отклонению скорости изменения частоты вибратора от своего среднего значения.

На фиг. 1 изображена блок-схема полевого устройства для осуществления предложенного способа; на фиг. 2 - блок-схема базового устройства.

Полевое устройство содержит следующие узлы: вибратор /, генерирующий сейсмические колебания по закону b(t) Ьо sin а, t, сейсмоприемники 2 (обычные) в количестве

/V+1 шг, предварительные усилители сейсмических колебании 3, перемножающие устройства 4 в количестве N + 2 шт, фильтр а, настроенный на круговую частоту вибратора 2at,

полосовые фильтры 6 Ф (со) в количестве /V шт, линии задержки 7 ,и «, обеспечивающие задержку колебаний b(t) на фиксированные времена Гз1 и 7з2 соответственно, фильтры низких частот 9 .в количестве 2 шт, заноминающее устройство 10.

Работа полевой аппаратуры состоит в следующем. Включается питание и запускается вибратор, который постепенно увеличивает частоту. Когда его частота достигнет нижней

границы рабочего диапазона /i (при детальной сейсморазведке /1 10н-15 гц), открываются входы линий задержек 7 и 5, которые до этого момента находятся в закрытом состоянии.

Колебания, принятые сейсмоприемниками 2, после иредварительного усиления в усилителе 3 поступают на входы перемножающих устройств 4 типа кольцевых модуляторов. На другие входы этих устройств поступает функция вибратора bosina, принятая сейсмоприемником с номером и .предварительно очищенная при помощи фильтра 5 от возможных гармоник типа sin 2af2 sin За/ и т.д. Получаемое произведение R(t) пропускается

ется в блоке памяти запоминающего устройства 10.

Устройства 7 и 5 для временной задерл ки предназначены для выработки опорных сигналов, имитирующих сейсмические лучи с наперед заданными временами пробега, равными 7з1 и Гз2. Колебания вибратора, задержанные во времени в линиях задержки 7 и 5, b(t-7з1) и b(), поступают на перемножающее устройство 4, где перемножаются с функцией Ьо sin at. Эти произведения проходят через фильтры Я на выходе .которых получаются косинусоиды Cos и Cos 2аГз2.

Эти опорные сигналы используются как в полевой, так и в боевой аппаратурах. В полевой аппаратуре используется сигнал Cos аГз1/ для выполнения следующей операции. Скорость изменения частоты вибратора (величина а) может быть непостоянной. Так, например, если в ходе полевых работ потребуется увеличить энергию вибрационного источника в некотором диапазоне частот /i-fбез изменения мощности этого источника, то необходимо соответственно уменьщить величину а ,в то время, когда вибратор отрабатывает частоты от /1 до /2.

В данной аппаратуре предусматривается изменение полосы пропускания фильтра 6 в зависимости от изменения скорости. Это достигается следующим образом. При изменении величины а соответственно будет меняться круговая частота 2сб7з1 опорного сигнала. Эти изменения действуют на регулирующий орган фильтра 6 (па величину солротивления R RC-цепочки фильтра) таким образом, что при уменьщении круговой частоты 2а7з1 постоянная T RC фильтра 6 увеличивается и наоборот.

Запоминающее устройство 10 предназначено для регистрации весьма медленных процессов. Например, если вибратор работает в течение 17 мин и отрабатывает при этом частоты ют 10 до 110 2i{(a: J, то наивысщая

частота, регистрируемая устройством 10, равна 0,5 гц (здесь принято, что полезная длительность импульсной реакции h(i) равна 5 сек). Поэтому устройство 10 может представлять из себя двух- трехдорожечный магнитофон Специального типа, в одну из дорожек которого последовательно записываются все JV+2 каналов полевой аппаратуры при помощи двоичного кода, а другие дорожки служат для маркировки адресов.

Базовое устройство -содержит барабан 1L куда на отдельные дорожки перезаписываются полевые записи, зарегистрированные в запоминающем устройстве 10, барабан 12, где хранится набор косинусоид, блок головок 1для считывания полевых записей, блок головок 14 для считывания косинусоид, переключатель 15 для выбора необходимой косинусоиды, перемножающие устройства 16, интеграторы 17, запоминающее устройство 18.

Колебания, зарегистрированные в запоминающем устройстве 1U полевой аппаратуры, переписываются на барабан // со сжатием временного масщтаба около 500-1000 раз.

Г1ричем эти колебания записываются та.ким образом, чтобы опорные сигналы Cos 2(хГз1 и Cos 2iy,Tzzt были бы нанесены как колебания с постоянными наперед заданными частотами независимо от того, какая конкретная величина сб была выбрана при полевых наблюдениях, была ли она постоянной или менялась в ироцессе работы вибратора.

На барабан 12 записывают набор косинусоид Cos (2a,utmt-aoim -Gm), число которых должно быть равно числу ординат, используемых для восстановления результирующей сейсмической записи. Сейсмические записи, получаемые при обычной среднечастотной сейсморазведке, могут быть достаточно качественно восстановлены по отдельным ординатам при помощи обычного сглаживающего фильтра, если эти ординаты будут заданы с интервалом около 2, сек. Следовательно, при длительности полезной записи 7 5 сек в барабане 12 должны храниться 2иОО косинусоид с частотами, отличающимися друг от друга примерно на 0,25 гц. Для того чтобы уменьшить число головок 14 и щирину

барабана 12, целесообразно эти косинусоиды записать с временным уплотнением.

Относительным поворотом барабанов 11 и

12совмещается начало отсчета полевых наблюдений и косинусоид. Точное совмещение

барабанов достигается фазировкой опорных сигналов Cos 2аоГз1г; и Cos 2ао7з2 с косинусоидами соответствующей частоты, записанных на барабане 12. Нри этом желательно

иметь именно два опорных сигнала, так как при использовании только одного сигнала фазирование может произойти с ошибкой на целое число периодов. После совмещения начала отсчета барабаны 11 и 12 закрепляются .на

общую ось. Сигналы, считываемые головками

13и 14, при вращении барабанов 11 и 12 поступают на входы перемножающих устройств 16. Полученные произведения затем интегрируются в интеграторах 17 и регистрируются в

ьлоке памяти запоминающего устройства 18, который может быть аналогичен запоминающему устройству 10 полевой аппаратуры. После каждого оборота номер косинусоиды меняется при помощи переключателя 15.

Технология нанесения косинусоид может быть представлена в следующем виде. Спачала высокоточным генератором наносятся на барабан 11 колебания требуемых частот.

Эти колебания воспроизводятся. По .получаемым записям определяются необходимые сдвиги фаз, после чего эти колебания переносятся на барабан 12 с введением требуемой фазы, например при помощи линии задержка

Предмет 1 3 о б р е т е ji и я

Способ сейсмической разведки, основанный на определении взаимной корреляционной функции исследуемого процесса с гармоническим колебанием, возбуждаемым вибратором, с ее дальнейшим Фурье-преобразованием, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сейсмической информации, фувкцию

вибратора пропускают через фильтр, ненре) настраиваемый на мгновенную частоту BiiopaTopa, и после перемножения ее с колебаниями, принимаемыми сейсмоприемниками, фильтруют иа полосовом фильтре, частотнук характеристику которого перемеш;ают по оси частот иа величину, пропорциональную отклонению скорости изменения частоты вибратора от своего среднего зиачения.

13

Фиг 2