Способ многоканальной регистрации и обработки вибрационных сейсмических сигналов Советский патент 1979 года по МПК G01V1/32 

. I: Изобретение относится к вибрационной сейсмической разведке. Известны способы и устройства для многоканальной регистрации и обработки сейсмических сигналов, включающие регистрацию сигналов на магнитш 1х носителях с последующей обработкой путем .вычисления взаимной корреляционной фун ции между зарегистрированными сейсмическими и опорными сигналами Щ . Известны также способы и устройства для магнитной записи двух сигналов на одну дорожку, причем один из сигналов записывают с частотной модуляцией . При таком способе спектры модулированного и немодулированного сигналов не должш перекрываться для надежного с&лектирования сигналов при воспроизведении. Поэтому полоса частот, занимаемая модулированным и немодулированным сигналами, оказывается гораздо шире полосы частот немодулированного сигнала. Но та к при регистрации сейсмических колеба ннй скорость движения магнитного носителя выбирается по возможности, мапой, необходи мой для записи сейсмических сигналов без искажений, а при воспроизведении она увеличивается в десятки раз с целью уменьшения обработки, то записать на одну магнитную дорожку два сигнала, один из которлх промодулирован по частоте, можно лишь увеличивая скорость движения магнитного носнтелА Это, в свою очередь, приведет к увеличению скорости движения магнитного носителя при обработке (что не всегда возможно по техническим причинам), либо к увеличению времени обработки. Наиболее блнзкбм техническим решением к предложенному является способ Sj , cornacko которому сейсмические колебания, принятые сейсмоприемниками, регистрируются на магнитном носителе с одновременной, регистрацией опорного сигнала. Затем сигналы подаются на кор релятор, где вычисляют взаимную корреляйионную функцию принятых сейсмических и опорного сигналов. При многоканальной системе каждый принятый сейсмический сигнал регистрируется на отдельной до-. рожке магнитного носитепя. Поэтому чиспо одновременно регистрируемых сейсмических сигналов определяется шириной ис пользуемого магнитного носителя и количеством эаписываюцтих магнитных головок. Существенно повыбить число одновременно записываемых сигналов при таком способе регистрации возможно лишь при увеличении числа магнитных головок к ширины магнитного носителя, что приведет к усложнению магнитного регистратора. В сейсморазведке, как правило, применяются многоканальшзге регистрирующие устройства, причем в настоящее время постоянно увеличивается канальность устройств, что сйязано с повышением произ.водитепьнрсти труда при сейсморазведочШ;1х работах. Увеличение числа каналов регистрации в аппаратуре усложняет конструкцию магнитных регистраторов из-за увеличения количества магнитных головок и ширины магнитного носителя, либо вызывает применение большего числа магнит ных регистраторов. Целью изобретения является уменьшение времени регистрации и объема оборудования. . Поставленная цель достигается тем, чт один из сейсмических сигналов подвергают балансной амплитудной модуляции путем перемножения его с сигналом фиксированной частоты, составляющей цоловину частоты сигнала марок времени, балансно- мо дулированный сигнал суммируют с немоду- лированным сигналом другого канала, подают суммарный сигнал на коррелятор, гд вычисл$пот взаимно-корреляционную функцию немодулированного сигнала с опорным а для вычисления взаимно-корреляционной функции ранее модулированного сигнала с опорным сигналом подвергают суммарный сигнал балансной амплитудной модуляции путем перемножения его с сигналом той же выбранной фиксированной частоты. Для уменьшения диапазона частот сигналов в качествебалансно-модулированногЬ сигнал используют нижнюю боковую полосу частот. Сейсмические сигналы первого и второго каналов X|{t) и Xgl) могут быть представлегь следующим выражением: .) ( x(t)rA,5in2lt () B-Stn21t А - амплитуда колебания; средняя частота колебания; диапазон изменения частоты; длительность сигнала; Т: - время прихода сейсмического игнала. Обозначим Fmlt-fTV) (,-,) J mlt+Tii) () ерез и 0)2 соответственно. Тогда ейсмические сигналы выразятся в следущем виде: ) Asin COjit - сигнал канала 1 X2lt) Ь Sin OJnt - сигнал канала И Э - сигнал фиксированой частоты олагая , при балансной модуляии получим: X.(t) X.j(t)Si п siп GOgt ()-COS ( OJ i + Wilt . Ha одну дорожку записывают X2 (t) + X ,j(t) X 2,К) S i П + ( )3)1-COS (03 4-603)t у Xjltl+COSfOJi-GOjIt ()t +С05(а)|-(0з)1,, X2(t -t-COS(cOj 4-633)t - Sin COj t-COS (,j)t При воспроизведении сумма двух сигналов, считываемая с магнитного носите- ля, поступает на коррелятор, в котором происходит вычисление взаимной корреляционной функции немодулированного сигнала с опорным. Функция корреляции модулированного сигнала с опорньш равна нулю, так как спектр верхней боковой полосы не лежит В диапазоне частот опорного сигнала, а спектр боковой полосы является вывернутым по отношению к спектру опорного сигнапа, т.е. они не совпадут во времени. Для вычисления взаимной кйррепяциошгой функции модули-. рованного сигнапа с опорным суммарный сигнал, считываемый с дорожки, умножаю на тот же выбранный сигнал фиксированной частоты. При этом модулированный сигнал восстанавливается в исходный сигнал, каким он был до преобразования при регистрации, а немодулированный сиг нал превращается в БАМ-сигнап sina32t + cos((A3pa)3) (W2-C0.5)t-COS() (()з)t, где первое слагаемое суммы - БАМ-сигнал;sitiCOjt - восстановленный сейсмический сигнал. Следовательно, ecgp подать на коррелятор полученное произведение, то будет вычисляться взаимная корреляционная функция между ранее модулированным сей смиче ким сигналом и опорным, В качестве сигнала фиксированной час тоты может быть использован сигнал, частота которого равна i , где I t - частота сигнала марок времени, зарегистрированного на магнитный носитель ( П l). Наиболее оптимальной частотой сигнала фиксированной частоты является частота 125Гц, равная половине частоты сигнала марок времени (250Гц). Для уменьшения диапазона частот сигналов в качестве балансно-модулированно го сигнала можно использовать нижнюю боковую полосу частот. Так, при диапазоне регистрируемых сейсмических колебани 2О-1ООГц если в качестве сигнала фикси рованной частоты прин5ггь сигнал 125Гц, то при использовании только нижней боковой полосы БАМ-сигнала диапазон, занимаемый двумя сейсмическими сигналами, составит 105 Гц. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, с помощью которого реализован предложенный способ; на фиг. 2 - коррелограммы, полученные предложе гаым способом. Сейсмические сигналы по каналам Г и II поступают на усилитель 1. Усиленный сигнал канала Г поступает на балансный модулятор 2( в котором перемножается н сигнал фиксированной частоты. Затем налы усиливаются уси;штелем 3 и записы ваются магнитной гогтовкой 4 на магтшт06 В ный носитель. Привоспроизведении магнитной головкой 5 суммарный стчьчп после усиления .усилителем 6 поступает на коррелятор 8, в котором происходит вычисление взаимной корреляционной функции немодулированного сейсмического сигнала с. опорньгм. Суммарный сигнал также подается на модулятор 7, ,в котором подвергается балансной амплитудной модуляции, а затем поступает на другой коррелятор 8, где вычисляется взаимная коррепяци-онная функция ранее модулированного сейсмического сигнала с опорным. С выходов корреляторов коррелированные сигнаШ) поступают на регис- ратор. Предложенными способ регистрации сейсмосигналов был опробован на вибросейсмическом, комплексе. Получены коррелограмк ы двух колебаний (фиг. 2). ДиапаЗон регистрируемых колебаний 40-1 ООГц, временной сдвиг между колебаниями 0,2с, частота сигнала фиксированной частоты 125Гц. Использование предложенного способа позволит в существующей аппара- уре при неизменном числе записывающих головок и неизменной ширине магнитного носителя и скорости его движения и почти без затрат увеличить число каналов регистрации вдвое, что приведет к значительному повышению производительности труда, а также уменьшению стоимости разрабатываемой аппаратуры вибросейсмического комплекса. Формула изобретения 1. Способ многоканальной регистрации и обработки вибрационных сейсмических сигналов, основанный На регистрации сейсмических сигналов и вычислении взаимных корреляционных функций сейсмических сигналов с onopitt-iM сигналом, отличающийся тем, что, с целью умень.шения времени регистрации и объема оборудования, один из сейсмических сигналов подвергают балансной амплитудной модуляции путем перемножения его с сигналом фиксированной частрть, составляющей половину частоты сигнала марок времени, балансно-модулироваттный сигнал суммируют с немодулированным сигналом другого канала, ;подают суммарный сигнал на коррелятор, где выч1к;пяют взаимнокорреляционную функцию немодулированного сигнала с опорным, а для вычисления взаимнокоррелянионной функции ранее мо766

яупированного сигнала с опорным сигналом подвергают суммарный сигнал балансной амплитудной модуляции путем перемножения его с сигналом той же выбранной фиксированной частоты.

2. Способ По п. 1,отлича)ющ и и с,я тем, что для уменьшения диапазона частот сигналов в качестве балансно-модулированного сигнала используют нижнюю боковую полосу частот.

Сцгнап uffH

pofaHHoU

частота

66.8 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лукашин Ю. П., Гродзянская Т.М.

Опыт применения сейсморазведки на рудных объектах. Л., 1973, с. 61-69.

2.Авторское свидетельство СССР

N 355647, к л. Gf ОН в 5/00, 197 Д..

3.Сб. Вопросы разведочной геофизики , вып. 9, 1969, с, 38.

Сигнал qjuKca pofaMHpu

t/aemomiii

Q

(t

4.

5 (j

%l

M

1. 4

«.

V:

w A--л/ Л(Риг.г