Приемник сейсмических сигналов Советский патент 1978 года по МПК G01V1/20 

1

Изобретение относится к технике приема акустических сигналов и может быть иснользовано в морской, наземной и скважинной сейсмической разведке полезных ископаемых.

Известны приемники акустических сигналов, различающиеся по виду воспринимаемого параметра (приемники давления, скорости); по принципу работы, определяемому типом чувствительного элемента (потенциометрические, индуктивные, емкостные, пьезоэлектрнческие, магнитострикционные и т. д.); по виду модуляции выходных сигналов, являющихся носителем сформированного ч вствительным элементом приемника сообщения о характере регистрируемого параметра ноля.

Во многих областях ирименения известные устройства для приема акустических сигналов не отвечают предъявленным к ним требованиям по чувствительности, помехоустойчивости, температурной стабильности.

Так, в морской сейсморазведке основным ограничением увеличения глубинности исследований являются щумы, регистрируемые буксируемыми приемными устройствами (сейсмическими косами). Уровни щумов, регистрируемых сейсмокосами, онределяются в основном шумами вибрационного происхождения и гидродинамическими шумами обтекания.

Используемые в настоящее время в морской сейсморазведке пьезоэлектрические приемники давления имеют высокую вибрационную чувствительность (1,5 мкВ/см/с и выше), что обусловливает их н;1зкую помехоустойчивость. Применение схем виброкомпенсации, например, в виде параллельного электриче ского соединения пьезоэлементов попарно, при котором нары пьезоэлементов генерируют электрические сигналы противоположного знака под действием всестороннего сигнала давления, ведет к усложнению прнемного устройства и увеличению диаметра косы 1,2.

Большой диаметр и сложность конструкции современных многоканальных сейсмических кос является основной причиной гндродинамических шумов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является приемник сейсмических сигналов, содержащий сейсмоприемную косу в виде изолированных от окружающей среды гибкой герметичной оболочкой внешнего и внутреннего коаксиально расноложенных электрических проводников, разделенных проводящей упругой массой, и мостовую измерительную схему. 3. Для увеличения чувствительности несколько таких схем соединяются параллельно.

Существенными недостатками этого приемника акустических волн, ограничивающими возможности его практического применения для целей сейсморазведки, являются незащищенность от помех, вызываемых вариацией изгибных и особенно продольных деформаций (рывков) упругой массы вследствие транспортировки сейсмокосы и волнений водоема; пониженная чувствительность мостовой регистрирующей схемы, вызванная ее разбалансом в рабочих условиях, вследствие тех же вариаций изгибных и продольных деформаций уиругои массы, а также температурным дрейфом ее сопротивления.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости приемника сейсмических сигналов и увеличения чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что внешним и внутруиним проводниками введен коаксиально им располол енный дополнительный электрический проводник, включенный с внещним и внутренним проводниками в противоположные плечи мостовой измерительной схемы.

Дополнительный проводник выполнен гибким в осевом и жестким в радиальном направлениях.

На фиг. 1 показана сейсмическая коса в разрезе; на фиг. 2 - электрическая схема приемного регистрирующего устройства.

Сейсмоприемная коса состоит из эластичной наружной оболочки 1, одетой поверх внешнего проводника 2, в полости которого осесимметрично размещены дополнительный проводник 3 в виде гибкой трубы и проводник 4 в виде гибкой жилы. Промежутки между проводниками 2, 3 и 4 заполнены упругой проводящей массой 5 и 6, играющей роль переменного сопротивления электрическому току.

Источник электропитания 7 подключен к от,ной диагонали измерительного моста ABCD, а регистрирующий прибор 8 - к другой диагонали моста. К точке А измерительной мостовой схеме подключен вывод от дополнительного проводника 3 сейсмокосы, к точке В подключен вывод от проводника 2 и к точке D подключен вывод от проводника 4. К точкам ВС и CD подключены эталонные сопротивления 9 и 10. В одном из возможных вариантов сопротивления 9 и 10 и сопротивления проводящей массы 5 и 6, заполняющей промежутки между электродами 2 и 3, и 3 и 4 соответственно, выбираются равными в статическом состоянии.

Приемник сейсмических сигналов работает следующим образом.

При транспортировке сейсмокосы, например, в жидкой среде, все ее элементы (нарул ная оболочка 1, внешний проводник 2, дополнительный проводник 3, внутренний проводник 4, проводящая масса 5, заключенная между проводниками 2 и 3 и проводящая масса 6, заключенная мелоду проводниками 3 и 4) претерпевают изгнбные и продольные деформации. Равные изменения электрических сопротивлений 5 и 6 проводящей массы, вызванные вариацией изгибных и продольных деформаций, не приводит к разбалансу измерительного моста ABCD, в связи с чем индикатор регистрирующего прибора 8 не отмечает никаких изменений тока в диагонали АС измерительной схемы. Сбалансированный измерительный мост ABCD имеет максимально

10 возмолсную чувствительность при прочих равных условиях.

В момент воздействия полезного сигнала, оказывающего радиальные давления на те элементы сейсмокосы, электрическое сопротивление проводящей массы 5 изменяется несоизмеримо меньше, чем электрическое сопротивление проводящей массы 6, вследствие экранирующего эффекта дополнительного проводника 3, вынолненного гибким в осевом

0 и л :естким в радиальном нанравлениях, например в виде гофрированной или витой трубы.

Разница в изменении сопротивлений проводящей массы 5 и 6 приводит к разбалансу измерительного моста ABCD. Величина разбаланса, пропорциональная внешнему радиальному давлению полезного акустического сигнала, регистрируется прибором 8. Как и в случае отсутствия полезного сигнала, сигналы помехи, вызванные вариацией изгибных и продольных деформаций унругой массы вследствие транспортировки сейсмокосы и волнений водоема, взаимно компенсируются измерительной схемой, поскольку приращения сопротивлений проводящей массы 5 и 6 одинаковы и подключены к противоположным плечам мостовой схемы. Тензочувствительность сопротивлений одинакова как к изгибным, так и к продольным деформациям.

Q Таким образом, использование взаимного располол ения сопротивлений измерительного моста в сейсмокосе, связей между ними и формы выполнения этих связей в соответствии с настоящим изобретением выгодно отличает предлол енный приемник сейсмических сигналов от известных, так как этим повышается его чувствительность, помехозащищенность и температурная стабильность, что увеличивает сферу его применения, наделшость

Q работы и достоверность принятой информации.

Формула изобретения

г Приемник сейсмических сигналов, содержащий сейсмоприемную косу в виде изолированных от окружающей среды гибкой герметичной оболочкой внешнего и внутреннего коаксиально распололсенных электрических

0 проводников, разделенных проводящей упругой массой, и мостовую измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и увеличения чувствительности, меледу внешним и внутренним

проводниками введен коаксиально им расположепный дополнительный электрический проводник, включаемый с впепшим и внутренним проводниками в ирот -пзоположнь е плечи мостовой измерительной схемы.

Pi сточ 11 и ки и) i ф ор м аци и, принятые во внимание при экспертизе

1.Иатс-пт США № 3252541, кл. 181-5, ии блик. 1966.

2.Патент США № 3276535, кл. 181-5, оп -блик. 1966.

3. Патент Фрапиии 1605098, кл. С QIC, оиублик. 1973.

S