Способ накопления сейсмических сигналов Советский патент 1978 года по МПК G01V1/32 G01V1/36 

1

Изобретение относится к области анализа и измерения волновых процессов, амплитуда которых сравнима или меньше амнлитуды номех. Подобные условия возникают, в частности, в сейсморазведке при использовании слабых воздействий.

Известным способом выделения полезного сейсмического сигнала является накопление его путем повторения во времени, синхронном сложении по амплитуде результатов некоторого числа воздействия. При этом помеха растет пропорционалыю / п, а сигнал прямо пропорционально я, где п - число воздействий 1.

Основным препятствием для осуществления накопления является вероятность появления при очередном повторении помехи,по своей амплитуде значительно превышающей уже накопленный полезный сигнал. В этом случае результат накопления практически уничтожается. Попытка улучшить эффект накопления увеличением числа повторений нриводит к увеличению времени накопления, а значит и к увеличению вероятности прихода помехи большой интенсивности.

Известен таюке способ накопления сейсмических сигналов, основанный на суммировании нринятых сейсмоприемниками, усиленных и преобразованных в импульсную

форму сигналов при многократном возбуждении, в котором помехи большой интенсивности могут быть частично устранены путем нормирования наблюдаемого в данный

момент сигнала по его общему уровню, определяемому за некоторый промежуток времени 2.

Педостатки этого способа сводятся к тому, что общий уровень наблюдаемого сигнала, являющегося суммой полезного сигнала и помехи, в силу своего случайного характера исньпывает флюктуации. Стремление к более точному определению общего уровня приводит к необходимости увеличить промежуток времени для наблюдения общего фона, но при этом такая система теряет способность к нормированию импульсных помех, продолжительность которых меньше периода времени наблюдения общего фона.

В пределе система вообще перестает нормировать. Уменьшение промежутка времени для определения общего фона приводит к потере коэффициента усиления системы вплоть до нуля, поскольку нормирование

данной величины ею же, во всех случаях дает на выходе постоянную величину.

Как показывает анализ, подобными недостатками обладают все системы, использующие амплитудный признак исследуемого

сигнала, что ограничивает возможности их

н йыделунйй полезного сигнала па фоне помех.

Целью изобретения является выделение полезного сигнала незавнсимо от соотношения сигнал-нерегулярная помеха и увеличе)iHe глуОинности исследования при слабых воздействиях на исследуемую среду.

Поставленная цель достигается тем, что суммирование производят по фазе, соответствующей моментам перехода сигнала через нуль на счетчиках, подключаемых последовательно через заданные промежутки времени, синхронизированные с началом волнового процесса, и по количеству имнульсов в каждом счетчике судят о иаличии ь величине исследуемого сигнала.

На чертеже показаны результаты паблюдения волнового поля в одном из районов Казахстана с использованием предложеииого способа.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Анализируемый волновой процесс представляется в виде импульсов, отвечающих моментам перехода сигнала через пуль. Полярность импульсов оиределяется характером перехода - с мииуса на плюс или наоборот. Переходы через нуль синхронизируются во времени по момеиту начала процесса и фиксируются в счетчиках, включаемых последовательно через заданные промелсутки времени.

При повторениях импульсы суммируются с учетом знака и хранятся в счетчиках.

Если сейсмический сигнал превышает уровень помех, импульсы будут фиксироваться в одних и тех же счетчиках при каждом повторении. Если уровень полезного сигнала будет, меньше, то показания в счетчиках уменьшаются в соответствии с вероятностью обнаружения полезного сигнала. В случае отсутствия по.тезного сигнала счетчики будут фиксировать кривую «белого шума. Таким образом, число зафиксированных данных счетчиком импульсов при известном числе повторений, позволяет судить о соотиошении сигнала и нерегулярной помехи в данный момент времени носле начала сейсмического процесса.

Количество повторений зависит от соотношения сигнал-нерегулярная помеха и увеличивается при уменьшении соотношения. Емкость счетчиков онределяется необходимым числом повторений для уверенного выде; ения аолкового процесса с заданным соотношением сигнал-помеха.

Использование предлагаемого способа по сравнению с известиыми обеспечивает след ющие преимуидества; повышение глубиииости сейсмических исследований при использовании невзрывных источников малой мощности; возможность при,менения сейсмического метода в условиях интенсивных естественных и про,мышленных помех.

Предложенный способ был опробован з нолевых условнях и реализован в одноканальиом макете, с помощью которого были проведены в иебольшом объеме оиытиые работы как в лабораториях, так и в полевых условиях.

В качестве иеточииков возбуждения иснользовались удары молотком весом 0,4 кг, количество воздействий составляло 50, 100 и 200. Время наблюдения до 1-2 с. Расстояние от пункта удара до 1200м. Материалы, полученные в ио.тсвом эксие|:)име;1тс, имеют вид обычных сейсмических записей, на которых отмечаются отраженные и преломленные волны.

Фор м у л а и 3 о б р е т е н и я

Способ иакоиления сейсмнческих снгиалов с использованием их ампли1удных п фазовых признаков, основанный на суммировании принятых сейсмоприемниками, усиленных и преобразованных в импульспую форму сигналов ири многократном возбуждении, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью выделения полезного сигнала независимо от соотношения спгиал-нерегулярная помеха и увеличения глубинности сейсмических исследований при слабых воздействиях, суммирование производят по фазе, соответствующей моментам нерехода си)-иала через нуль на счетчиках, подключаемых последовательио через заданиые нромежуткн времени, синхронизированные с началом волнового процесса, и по количеству имиульсов в каждом счетчике судят о иалнчнн н величине исследуемото сигиала.

Источиики информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Козубовский С. В. Корреляционные экстремальные системы. Кнев, «Наукова думка, 1973, с. 5-43.

2.Патент США № 3466596, кл. 340-15.5, 1938.

..l-y,pk

.0 Цж Mi

ГЛ

Д/Сел.

А

рл

ои

50

- - -- 50

50

50

lOO

fM

I | I i

-too

I