Поляризационный сейсмический анализатор Советский патент 1979 года по МПК G01V1/16 

t

Изобретение относится к сейсмическим исследованиям (сейсморазведке и сейсмологии) н предназначено для селекции . сейсмических волн и, в частности, для регулируемого направленного приема по направлению движения частиц среды в точке (регулируемый направленный прием первого рода (РНП 1 рода).

Известен поляризационный сейсмический анализатор, основанный на группировании первого рода и состоящий из усилителей, делителей и блока гальванометров ij. Анализатор позволяет получать набор сравнительно небольшого числа фиксированных составляющих, равномерно расположенных в пространстве. Применение анализатора позволило использовать поляризацию колебаний и повысить эффективность .сейсмических исследований.

Однако анализатор со сравнительно небольшим числом равномерно располо жённых в пространстве составляющих не рбеспечивает необходимой детальности РНП 1 рода.

Наиболее близким техническим решением является поляризационный сейсмический анализатор, состоящий из блока усилителей, коммутирующего устройства и блока магнитных головок 2. Основной отличительной чертой анализатора является возможность переключения полярностей исходных сигналов, что позволяет получать полярные сейсмограммы РНП 1 рода последовательно в отдельности для всех четырех октантов в пространстве. С этой целью в анализатор введены переключатели полярности сигналов трехкомпонентной записи. Это позволяет несколько увеличить детальность л анализа за счет увеличения в четыре раза количества получаемых в каждой точке сейсмограмм, однако опять таки с равномерно расположенными в пространстве составляющими.

Однако этот анализатор выдает фиксированный набор равномерно расположен- ных в пространстве составляющих колебаний, что приводит к необходимости получения в каждой точке большого количества полярных сейсмограм, когорые иэ-ва равномерного расположения в пространстве составляющих не позволяют обеспечить детальность, необходимую цля РНГ1 1 рода. Это не только снижает эффективность, направленного приема РНП 1 рода, но и увеличивает себестоимость я трудоемкость обработки. Целью изобретения является повышение эффективности сейсмических исследо ваний. Для этого в анализатор введен блок локальных координат, входы которого соединены с трехкомпонентной установкой сейсмоприемников, а выходы подклю чены к входам сумматоров, при блок локальйых координат состоит вз трех идентичных каналов, каждый из содержит последовательно соединенные усилители-инверторы и резисторы. Таким образом достигается увеличение избирательности селекции волн по смещениям путем использования сектора диаграмт лы направленности, обладающего максимальной избрательностью. Известно, что диаграмма направленности группы сейсмоприемников, расположенны в одной точке, но ориентированных в пространстве различным образом, как систекол с одной степенью свободы, опре деляется косинусоидальным законом изменения амилитуд в функции направления движения частиц среды и представляют собой в сферических координатах две соприкасающиеся сферы. Избирательность такой диаграммы в различных ее секторах не одинакова. В секторе, примыкающем к оси диаграммы, избиратель ность системы очень мала. Так, при отклонении направления смещения от оси максимальной чувствительности на ЗО , амплитуда смещения уменьшается только на О,1 максимальной величины. В то же время в области направлений, ортогональ ных оси максимальной чувствительности, избирательность системы резко увеличивается: при изменении угла только на 2О (от 65 до 85 ) амгшитуда сигнала уменьшается в пять раз. Максимальный выигрыш в полезной чувствительности имеет место при выделении полезных волн в плоскости нулевых смещений для вопны-ломехи. Следовательно, для обеспечения наибольшей эффективности необ- ходямо обеспечить ориентировку оси диаграммы направленности по направленюо смещения в волне, принимаемой за помеху, и детально анализировать окрестности плоскости нулевых смещений для волны-помехи, где полезная волна может регистрироваться оптимально, т. е. отношение сигнал/помеха для нее будет максимальным. Для такого детального анализа окрестности области максимальной избрательности составляющие полярной сейсмограммы целесообразно располагать неравномерно в пространстве, как это делалось во всех анализаторах по последнего времени, а в плоскости нулевых смещений, ортогональной оси максимальной чувствительности диаграммы. Анализатор, содержащий блок локальных координат, позволяет переходить от составляющих исходной трехкомпонентной установки (X,V, Z. или симметичной 1, П, Ш) к составляющим локальной системы координат, связанной с направлением смещения в волне-помехе. На чертеже приведена структурная ачоктрическая схема анализатора. Его можно услоЕмо разделить на две части: блок локальных координат и блок РНП 1 рода. В блоке локальных координат осуществляется переход от абсолютной системы координат, связанной с направлениями составляющих исходной трехкомпонентной записи (установок х, у, 2 или симмет- ричной 1, П, Ш) к локальной системе координат ( Р f , Т ), связанный с направлением смещений частиц среды в волне-помехе. При этом ось Р совпадает с направлением смещения, а оси Ц и Т лежат в ортогональной плоскости. Положительные направления осей системы определяются правилом левой рукнБлок РНП 1 рода позволяет п учагь, большой набор составляющих колебаний, расположенных в плоскости..нулевых смещений волны-ломехи ( Т, Т ), ортогональной направлениям смещения в волне- помехе. Блок локальных координат содержит три идентичных канала, соответствующих трем осям локальной системы координат Р, R , Т , каждый из крторых содержит усилители-инверторы 1, 2, 3, резисторы 4-21 коэффициентов составляющих локальной системы, переключатели 22-30 полярности составляющих, сулширующие резисторы 31-33. Едок РНП 1 рода, представл{{юш(1й собой сумматор, содержит: усилителиинверторы 34-36, делитель, состоящий из резисторов. 37-8о, гальванометры 81-105 многоканального шлейфового осциллографа. Резисторы 1О6-1О8 и 109-111 стоят в цепях галив анометров регистрирующих соответственно исхоаные составляющие установки (1, П, Ш) или Р, R , Т - составляющие локальвоЁ системы. Сигналы от исхооноЛ трехкомпонентно ной установки сейсмоприемников (Х,у2 или симметричной 1, П, Ш) подаются на входы инверторов 1-3 блока локальных координат. Прямые и инвертированные сигналы с выходов инверторов поступают на регулируемые резисторы 4-21, которыми производится установка величин сигналов, соответствующих коэффи циеитам составл$пощих локальных координат, а переключателямв 22-30 осуществляется выбор шка (+, -) этих коэффициентов; на резисторах 31-33 производится суммирование и получение сигналов локальных составляющих Р,Р,Т. С выхода блока локальных ко фаинат сиг налы, соответствующие P,R,T , поступают на усилители-41нверторы 34-36 блока РНП. 1 рода и с выходов последних на делитель на резисторах 37-8О, на выходе которого образуются и сигналы состаш1яющих колебаний, расположенных -в плоскости нулевых смещений (1,Т). Эти сигналы регистрируются гальванометрическим осциллографом. По этой плоской сейсмограмме осуществляется селекция волн РНП 1 рода. Анализатор работает следующим обра зом. По определенней по сейсмограмме исходных составляющих направлению сме щения находят коэффициенты блсжа локал ных координат, которые пропорциональны косинусам углов между направлением см щения в волне 41омехе и осями исходной 6 86трех 5омпонентной установки. Эти коэффициенты набирают с соответствующими знаками на резисторах 4-21 блока локальных координат. При этом на выходах блока следящих составляющих будут получены сигналы, соответствующие направлениям осей локальной системы координат Р, Т,Т . Сигналыэти поступают на вхоа блока РНП 1 рода, где они делятся в нужных соотношениях и суммируются на блоке гальванометров. Полученная на выходе блока РНП 1 рода полярная сейсмограмма РНП 1 рода соответствует плоскости нулевых смеще- НИИ в волне-помехе. формула изобретения 1.Поляризационный сейсмический анализатор, содержащий трехкомпонентн ю сейсмическую установку, сумматоры и многоканальный щлефовый осциллограф, отличающийся тем, что, с целью п жыщения эффективности сейсмических исследований, в него введен блок локальных координат, входы которого соединены с трехкомпонентной установкой сейсмоприемников, а выходы подключены к входам сумматоров. 2.Анализатор по п. 1, отличающийся тем, что блок локальных координат состоит из трех идентичных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные усилители-инверторы и резисторы. Источники информации, принятые во внимание при экаертизе 1.Авторское свидетельство СССР NO 372529, кл. Q 01 V 1/40, 1971 . 2.Автсфское свидетельство СССР № 389480, кл. Q 01V 1/16, 1971.