СТАНЦИЯ ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙРАЗВЕДКИ Советский патент 1970 года по МПК G01V1/00 

Изобретеиие относится к занисывающей и обрабатывающей анпаратуре, применяемой для вибрационной сейсмической разведки.

Известны станции для вибрационной сейсмической разведки, содержащие источник колебаний линейно меняющейся частоты, сейсмоириемники, воспроизводящую, анализирующую и регистрирующую аппаратуру. Известные станции не позволяют проводить исследования одновременно методом регулируемого наоравленного нриема и методом отраженных волп.

Иредложеиная станция отличается тем, что выход головок, - воспроизводящих вибрационные сигналы, соединен, по каналу исследований методом регулируемого нанравленного приема через суммирующую схему, импульсный детектор, полосовой фильтр и блок анализатора со входом самописца, а по каналу исследований методом отраженных воли каждая головка соединена через отдельный имнульсный детектор, полосовой фильтр и блок анализатора с одним из выходов многоканального регистратора, причем в обоих случаях второй вход импульсного детектора соединен через формирователь импульсов с выходом головки, считывающей опорную частоту генератора, которая снабжена механизмом перемещения относительно других головок. Кроме того, барабан воспроизводящего блока, лентопротяжный механизм регистратора и барабан

для регистрации суммозаппсеи подключены к одному приводу. Это позволяет одновременно проводить исследования обоими указанными методами.

На фиг. 1 изображеиа структурная схема предлагаемой сейсмостанцип; на фиг. 2 - блок-схема ее приемной части; на фиг. 3 - блок-cxeNia вторичного устройства для обработки вибрационных сигналов.

Сейсмостанция содержит (фиг. 1) источник вибрациоииых колебаний линейно изменяюИ1ейся частоты (вибратор /), сейсмоириемники 2, многоканальный регистратор 3 первичных сигналов, восироизводящий блок 4, каналы для обработки сигналов методом регулируемого нанравлениого приема (РИП) и методом отраженных волн (MOB), включающие суммирующую схему 5, импульсные детекторы 6, аиализирующие блоки 7, преобразователи 6 сиектров и общий регистратор 9.

Приемная часть (фиг. 2) содержит сейсмоприемники 2, усилители 10, зеркальные гальванометры (или магиитные головки) //, оптическую систему 12, барабан 13 с фотопленкой (или магнптиой плеикой) и электродвигатель 14. На фчг. 2 изображены также вибратор /, генератор 15 колебаний лииейно изменяющейся частоты, поверхность 16 земли, отражающая граница 17 и отраженные вибрационные сигналы 18.

Вторичное устройство (фиг. 3) содержит барабан 19 с фотопленкой (магнитной иленкой), оптическую систему 20, фотоэлементы (магиигные головки) 21 и 22, электродвигатель 23 и мехаиизм 24 взаимного смещеиия читающих щелей (магиитиых головок). Щель (головка 21), иредиазначенная для восироизведеиия опорных колебаний, имеет индивидуальный механизм 25 смещения. В устройстве имеются также формирователь 26 импульсов, суммирующая схема 5, имиульсиые детекторы 5, полосовые фильтры 27, основные анализирующие каналы 7, нреобразователи 8 сиектра в иепрерывные кривые, многоканальный сейсмический осциллограф 28, иерописец 29, барабан 30 с бумажной лентой, редукторы 31 и 32, частотно-модулированный геиератор 33, всиомогательпый анализирующий канал 34 и генератор 35 маркирующих имиульсов.

Источник (вибратор) I излучает в землю продолжительные вибрационные колебания линейно измеияющейся частоты, которые распространяются в среде, регистрируются ceiiсмоириемниками 2 и записываются миогокацальиым регистратором 3. Записаииые колебания воспроизводятся с ускореиием блоков 4 и иодвергаютея обработке или методом РНП или MOB.

В иервом случае схема 5 осуществляет разновремеииое суммирование сигналов, затем они подвергаются детектированию детекторами 6, в результате чего образуется колебание с разностной частотой, подаваемое в анализирующий канал 7. Снектры, соответствующне цродетектированному суммарному колебанию при разных относительных сдвигах отдельных сигналов, регистрируются регистратором 9 в виде суммо- или груииолент, напоминающих обычные записи, получаемые нри исследовании методом РНП.

Во втором случае каждый из воспроизведенных сигналов детектируется, анализируется, преобразуется в непрерывную кривую преобразователем 8, иосле чего все сигналы регистрируются в виде обычной многоканальной сейсмической записи.

В)1братор / и сейемоприемники 2, число и расположение которых выбирают в зависимости от рещаемых задач, устанавливают на поверхностн 16 земли. Вибратором / уиравляет мощный генератор 15 колебаний лниейпо изменяющейся частоты. Вибрационные сигналы, излученные в землю, отражаются от границы 17, воспринимаются приемниками 2, усиливаются усилителями 10, иостуиают на зеркальные гальванометры (магнитные головки) // и с помощью оитической системы 12 записываются по сиособу переменной щирины на фотопленку (магнитную иленку), укреилеииую на барабане 13, в виде отдельных рядом расположенных дорожек. На одну из дорожек записываются опорные колебания задающего генератора 15. При записи барабан враи1ается с постоянной скоростью электродвигателем 14.

Обработка заиисанных вибрационных сигналов осуществляется вторичным устройством (фиг. 3), которое воспроизводит и суммирует первичные сигналы с заданными временными задержками, выделяет разностную частоту, производит сиектральный анализ, преобразование сиектров в непрерывные кривые и регистрирует эти кривые в виде миогоканальной записи, иринципиально не отличающейся от суммоленты РНП. Кроме того, вторичное устройство обрабатывает сигналы в соответствии с задачами MOB и позволяет получать записи, аналогичные обычным сейсмограммам при существенном сокращении времени излучения (до 5-10 сек.

Для обработки пленку с записью отраженных вибрационных сигналов и опорного колебания задающего генератора укренляют на барабане 19 (фиг. 3), вращаемом электродвигателем 23 с иостоянной скоростью, значительно иревыщающей скорость заииси. Воспроизведение колебаний осуществляется фотоэлементами (головками) 21 и 22 и оитической системой 20, состоящей из осветительной ламиы,

линз и читающих щелей, взаимное положение которых может меняться. Это позволяет воспроизводить колебания одновременно но всем каналам с любым относительным временным сдвигом. Фотоэлементами 22 (головки) осуществляется восироизведение отраженных сигналов, которые могут суммироваться при помощи схемы 5. Регулируемое равномерное суммирование вибрационных сигналов иозволяет иоворачивать характеристику наиравлениости группы сейсмоириемников.

Фотоэлементом (или головкой) 21 осуи1.ествляется восироизведение оиорных колебаний. Эти колебания иоступают в формирователь 26, на выходе которого образуются имиульсы короткой длительности. Сдвигая читающую щель (головку 21) относительно других щелей (головок) , воспроизведение излучаемых колебаний можно осуществить с любым временным сдвигом.

При анализе иервичной записи методом РНП восироизводимые вибрационные сигналы иостуиают на схему 5, где суммируются. Суммарный сигнал ностуиает на детектор 6, куда подаются также имиульсы опорной частоты с

формирователя 26. Выделенные колебания разностной частоты фильтруются фильтром 27, выравнивающим динамический диапазон сигналов, анализируются каналом 7 и спектр регистрируется перопиецем 29 на бумажной ленте, укрепленной на барабане 30. После полного оборота барабана читающие щели (головки) 22 смещаются относительно друг друга на ieкоторую постоянную величину, обуславливая поворот характеристики паиравленности па

определенный угол, и процесс анализа повторяется, при этом перописец 29 также смещается, регистрируя новый спектр на соседней дорожке. При совиадепии во времени вибрационных сигиалов, записанных на ))азличных досоответствующая определенной волне, будет подчеркнута и на регистрируемом спектре появится спектральное разрастание, частотное положение которого на спектре позволяет определить время распространения данной волны, а порядковое положение дорожки - ее угол выхода. Получаемая в результате многократного анализа запись аналогична суммоленте РНП и интерпретируется так же, как обычная суммозаппсь.

Взаимное смещение щелей (головок) и перописца может осуществляться непрерывно. Для синхронизации смещения щелей (головок) с вращеннем барабана 30 и смещением нероипспа 29 служит комбинированный редуктор 31.

Для обработки сигналов в соответствии с задачами MOB схему 5 отключают и воспроизводимые одновременно со всех дорожек колебания ноступают непосредственно в импульсные детекторы 6, на выходе которых образуются колебания разностной частоты. При этом читающие щели (головки) 22 закрепляют в нулевом положении, а щель (головка) 21, воспроизводящая излученные колебания, смеидается относительно других щелей на определенное расстояние, обуславливая задержку опорного сигнала во времени. При этом разностная частота, соответствующая отрал епным сигналам от глубоко расиоложеппых грапиц, сиижается, что позволяет уменьщить время излучения в несколько раз, не выходя при этом за иределы допустимых искажений высокочастотных составляющих разностного колебания.

С выхода полосовых фильтров 27 колебания разностных частот ноступают в анализирующие капалы 7. Колебания вводятся в виде периодически иовторяющихся отрезков кривых и анализируются одновременно но всем капалам способом последовательного аналпза с использованием частотно-модулироваппого геператора 33, задающий контур которого связан через редуктор 32 с электродвигателем 23.

На выходе анализирующих каналов 7, включающих общеизвестные схемы ключей, смесителей, резонансных контуров и детекторов, образуются нмпульсы, огибающая которых есть искомый спектр. Эти огибающие выделяются и преобразуются в непрерывные двухполярные

кривые иреобразователи 8 и регистрируются многоканальным сейсмическим осциллографом 28 в внде многотрассовой 3ainicn, напоминающей обычную сейсмограмму. Для получения маркировочной спектральной

крнвой служпт вспомогательный аналпзирующнй канал 34 и генератор .35 коротких имнульсов стабильной частоты.

Предмет изобретения

1. Станция для вибрационной сейсмической разведки, содержап1,ая источник колебаний лииейно меняющейся частоты, сейсмоириемники, многоканальный регистратор, устройство с воспроизводящпми и регистрирующими блоками и читающие головки (щели), отличающаяся тем, что, с целью исследованнй методом регулируемого нанравленного ириема и методом отражеииых волн, выход головок, воспроизводящих вибрациопные сигналы, соединен но каналу исследований методом регулируемого направленного приема через суммирующую схему, имиульсный детектор, полосовой фильтр и блок анализатора со входом самописца, а по

каиалу исследований методом отраженных волн каждая головка соединена через отдельный нмпульсный детектор, полосовой фильтр и блок анализатора с одним из входов многоканального регистратора, причем в обоих капалах второй вход импульсного детектора соединен через формирователь имнульсов с выходом головки, считывающей онорную частоту генератора, которая снабжена механизмом перемещення относнтельно других головок.

2. Станция по и. 1, отличающаяся тем, что. с целью синхронизации и сохранения едииого масщтаба заиисей, барабан воспронзводящего блока, лентопротяжный механпзм регпстратора и барабан для регнстрации суммозаппсей

подключеиы к одному приводу.