Устройство для преобразования сейсмической информации Советский патент 1979 года по МПК G01V1/32 

Изобретение относится к области обработки сейсмической информации и может быть использовано в геофизической аппаратуре для преобразования и обработки сейсмических данных.

Известен корректор индивидуальных трасс для перемещения трасс на сейсмической записи, представленной в оптической форме, содержащий неподвижное зеркало, набор пластинок, кассету 1.

Это устройство служит для определения величин статических поправок на сейсмических записях переменной плотности. Устройство включает в себя пластинки, которые могут двигаться в пазах кассеты. Количество пластинок равно числу трасс на записи, их щирина равна ширине трасс, а расположение соответствует расположению трасс. Скощенные края пластинок имеют зеркальную поверхность. Против этих краев расположено неподвижное зеркало, плоскость которого параллельна зеркальным поверхностям пластинок. Трассы сейсмической записи, помещенной под подвижными пластинками отражаются их зеркальными поверхностями на неподвижное зеркало, а последним - в точку регистрации. Перемещая пластинки, можно расположить по одной линии изображения выбранных сигналов. Величины смещений определяют величину поправок.

Такое устройство дает также возможность ввода статических поправок. Однако, в силу того, что устройство относится к механиг1еским системам, его недостатком является недостаточно высокая точность при

обработке сейсмической информации, а также трудоемкость ввода статических поправок.

К недостаткам этого устройства можно отнести то, что с его помощью невозможно производить преобразование сейсмической

информации из магнитной в оптическую форму.

Наиболее близким по технической сущности является система многоканальной записи методом переменной плотности, содержащая электронно-лучевую трубку, схемы горизонтальной развертки и управления, источники сейсмического сигнала, хронирующий импульсный генератор, счетчик с возвратом в исходное состояние, сейсмоприемНИКИ, вентили, усилитель, оптическую систему, фотоприеАШик 2.

Система обеспечивает последовательное циклическое считывание отсчетов амплитуд с кажлт.ого регистрирующего канала. Частота считывания обеспечивает неискаженное воспроизведение всего диапазона сейсмических частот. Считываемые дискретные значения сигнала подаются на входную клемму осциллографа, управляющую яркостью электронного луча. Разделение трасс сейсмограммы на экране осциллографа производится с помощью вертикальной развертки Y, развертка же сигналов во времени производится обычным образом - по координате X осциллографа. Получающееся на экране изображение фотографируется.

Такое устройство дает возможность преобразовывать электрические сигналы сейсмических датчиков в фотозапись методом переменной плотности одновременно по многим каналам.

Недостатком этого устройства является невозможность ввода статических поправок в каждом канале и закона изменения скорости упругих колебаний в среде одновременно с записью сигнала в оптической форме

Таким образом, описываемое устройство при достаточной сложности а технической реализации имеет ограниченные функциональные возможности.

В практике сейсморазведки часто возникает необходимость преобразования электромагнитных сейсмических сигналов в оптическую форму с введенными статическими поправками и учтенным законом изменения скорости распространения упругих волн в среде для дальнейшей обработки сейсмической информации на оптических обрабатывающих устройствах.

Цель изобретения - увеличение точности ввода статических поправок и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство дополнительно вве-. дены двухвходовой вентиль, блок памяти дискретных значений закона изменения скорости, счетчик интервалов аппроксимации, коммутатор ввода закона скорости, управляемый двигатель, блок смены кадра, блок памяти значений статических попра,вок и коммутатор ввода статических поправок. Вход запуска хронирующего генератора соединен с управляющим выходом источника сейсмической информации, а вход остановки хронирующего генератора соединен с выходом окончания программы перезаписи счетчика интервалов аппроксимации, выход хронирующего генератора соединен со счетным входом этого же счетчика, выход окончания программы перезаписи которого соединен также с блоком смены кадра, выход которого соединен с входом барабана с фотоносителем. Выходы интервалов аппроксимации счетчика, соединены с соответствующими входами коммутатора ввода закона изменения скорости, управляющие входы которого соединены с выходами блока памяти дискретных значений закона изменения скорости. Выход коммутатора через управляемый двигатель соединен с входом вращения барабана с фотоносителем, кроме того, выход хронирующего генератора соединен с первым входом дьухвходового вентиля, выход которого соединен с входом управляющим яркостью луча электронно-лучевой трубки, вход вертикальной развертки которой соединен с выходом коммутатора ввода статических поправок,- управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика, а другие входы, в свою очередь, соединены с блоком памяти значений статических поправок, а вход горизонтальной развертки электронно-лучевой трубки через схему ждущей горизонтальной развертки соединен с выходом окончания цикла счета счетчика.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена блок-схема устройства для преобразования сейсмической информации.

Устройство преобразования сейсмической информации содержит электронно-лучевую трубку 1, двухвходовой вентиль 2, коммутатор 3 входа, источник 4 входной информации, коммутатор 5 статических поправок, блок 6 памяти значений статических попра-вок, оптическую систему 7, барабан с фотоносителем 8, блок 9 смены кадра, управляемый двигатель 10, коммутатор 11 ввода закона изменения скорости, счетчик 12 интервалов аппроксимации, блок 13 памяти дискретных значений закона изменения скорости, схему 14 ждущей горизонтальной развертки, счетчик 15, хронирующий генератор 16.

Сейсмическая информация с выхода источника входной информации 4 через коммутатор 3 входа и двухвходовой вентиль 2 подается на вход управления яркостью луча электронно-лучевой трубки 1, а управляющий выход источника 4 входной информации соединен со входом запуска хронирую щего генератора 16, а вход остановки хронирующего генератора 16 соединен с выходом окончания программы перезаписи . счетчика 12 интервалов аппроксимации, вход хронирующего генератора 16 соединен со

g счетным входом счетчика 15, а также со счетньгм входом счетчика 12 интервалов аппроксимации, вход окончания программы перезаписи которого соединен с блоком 9 смены кадра, выход которого соединен с входом барабана с фотоносителем 8, на фотослой которого попадает световая энергия луча электронно-лучевой трубки I через оптическую систему 7, выходы же интервалов аппроксимации счетчика 12, в свою очередь, соединены с соответствующими входами коммутатора 11 ввода закона изменения скорости, управляющие входы которого соединены с выходами блока 13 памяти дискретных значений закона изменения скорости, а выход коммутатора 11 через управляемый двигатель 10 соединен с входом вращения барабана с фотоносителем 8, кроме того, выход хронирующего генератора 16 с оединен с первым входом двухвходового вентиля 2, выход которого соединен с входом, управляющим -яркостью луча электронно-лучевой трубки 1, вход вертикальной развертки которой соединен с выходом коммутатора 5 ввода статических поправок, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика 15, которые также подсоединены к управляющим входам коммутатора 3 входа, а другие входы коммутатора 5 ввода статических поправок, в свою очередь, соединены с блоками 6 памяти значений статических поправок, а вход горизонтальной развертки электроннолучевой трубки 1 через схему 14 ждущей горизонтальной развертки соединен с выходом окончания цикла счета счетчика 15. Устройство работает следующим оОразом Сейсмическая информация в виде электрических сигналов непрерывной формы, кото рую необходимо представить в оптическом виде, из источника входной информации в качестве которого может служить, например, многоканальный магнитофон, поступает на входы коммутатора входа. По команде из блока источника входной информации запускается хронирующий генератор, который вырабатывает тактовые импульсы с частотой, необходимой для дискретизации сейсмической информации. Если, например, в сейсмйке обычно принят период дискретизации TO 2мс, то период тактовых импульсов должен быть TT J, где п - число каналов параллельно обрабатываемых, и в случае п 24, то Ту 83 мкс, что свидетельствует частоте Гт- 12 кГ. Импульсы с выхода хронирующего генератора поступают на счетный вход счетчика с коэффициентом деления управляющего коммутатором входа, работа которого построена таким образом, что на его выходе поочередно появляются сигналы сейсмических трасс, причем, дискретные значения сигналов в каждой трассе имеют период следования Т 2 мс. Для формирования пятна на экране электронно-лучевой трубки служит двухвходовой вентиль, который открывается на время, равное длительности тактовых импульсов, обусловливающих длительность свечения для каждой трассы, и пропускает сигнал на вход управления яркостью луча. Схема ждущей горизонтальной развертки управляется импульсами с выхода окончания цикла счетчика. Таким образом на экране трубки появляются световые сигналы, модулированные по яркости сейсмичесКИМ сигналом, с горизонтальными координатами, соответствующими номеру трассы, по форме и положительности определяемыми параметрами импульсов хронирующего генератора и самой электронно-лучевой трубки. Вертикальные координаты трасс задаются с учетом величин статических поправок следующим образом. В блоке памяти значений статических поправок запоминаются, по наперед заданной программе, значения этих поправок для каждой трассы в виде величинь постоянного напряжения, пропорциональной величине поправки. Блок памяти представляет собой задающее устройство с переключателем ввода величины статической поправки в каждый элемент памяти, а элементы памяти представляют собой многоустойчивые элементы с количеством состояний, соответствующим количеству градаций статических поправок. На практике обычно это количество не превыщает 150-200 состояний. Коммутатор ввода статических поПравок управляется счетчиком синхронно с коммутатором ввода. Таким образом, е момент присутствия дискретного значения входной информации данной трассы на входе управления яркостью луча вертикальная координата светового пятна на экране определяется величиной напряжения на выходе коммутатора ввода статической поправки, соответствующей статической поправке данной трассы, запомненной в блоке памяти.

В результате на экране трубки поочередно во времени с периодом ft появляются световые сигналы с яркостью, пропорциональной величине сейсмического сигнала и с координатами, соответствующими по горизонтали номеру трассы, откуда поступает сигнал в данный момент, а по вертикали - величине статической поправки в данной трассе. Эта информация через формирующую оптическую схему поступает на барабан с фотоносителем. Развертка сигналов

во времени достигается путем вращения барабана со скоростью, пропорциональной скорости распространения упругих колебаний в среде, причем диаметр барабана выбран с таким расчетом, чтобы за один рабочий оборот переместилась любая реальная сейсмотрасса. В силу того, что в реальных средах существует вертикальный градиент скорости, вращение барабана не может быть равномерным. Переменная скорость вращения осуществляется при помощи управляемого двигателя, скорость вращения которого зависит от величины напряжения на его управляющем входе. Кривая закона изменения скорости распространения упругих волн в среде аппроксимируется ломанной кривой с количеством участков аппроксимации, достаточным для достижения необходимой точности. Величины значений скорости каждого участка аппроксимации задаются по параметрам реальной среды, для

которой была полученая обрабатываемая сейсмическая информация.

Для ввода значений аппроксимирующей кривой изменения закона скорости применяется блок памяти дискретных К значений закона измерения скорости и коммутатор ввода закона изменения скорости, работа которых аналогична работе блока памяти и коммутатора ввода статических поправок. Счетчик интервалов аппроксимации работает с частотой хронирующего генератора и в наперед заданные моменты времени, которые соответствуют временам изменений значений аппроксимирующей ломаной, подключаетсоответствующую запомненную величину дискретного i-ro значения закона изменения скорости через коммутатор ввода этого закона к управляющему входу двигателя барабана. По окончании цикла работы программы, с выхода счетчика интервалов аппроксимации подается импульс управления на блок смены кадров, который смеп ает бараба} в направлении, перпендикулярном по отнощению развертки, на величину заснятого кадра. После того как барабан заверщит полный оборот, устройство готово к обработке следующей входной сейсмической информации. Информация на фотоносителе формируется таким образом, что начала разверток в каждом кадре строго соответствуют времени прихода импульса запуска и блока источника входной информации, сигнал представлен методом переменной полости, щирина следа сигнала и масщтаб развертки трасс формируются одновре; менно с записью и соответствуют наперед заданным характеристикам последующих оптических устройств преобразования и обработки сейсмической информации.

Формула изобретения

Устройство для преобразования сейсмической информации, содержащее источник сейсмической информации, хронирующий генератор, коммутатор входа, счетчик, схему ждущей горизонтальной развертки, электронно-лучевую трубку, оптическую схему и барабан с фотоносителем, отличающееся

тем, что, с целью увеличения точности ввода статических поправок и расщирения функциональных возможностей, она дополнительно содержит двухвходовой вентиль, блок памяти дискретных значений закона изменения скорости, счетчик интервалов аппроксимации, коммутатор ввода закона скорости, управляемый двигатель, блок смены кадра, блок памяти значений статических поправок и коммутатор ввода статических поправок, причем вход запуска хронирующего генератора соединен с управляющим выходом источника сейсмической информации, а вход остановки хронирующего генератора соединен с выходом окончания программы перезаписи счетчика интервалов аппроксимации, выход же хронирующего генератора соединен со счетным входом этого же счетчика, выход окончания программы перезаписи которого соединен также с блоком смены кадра, выход которого соединен с входом барабана с фотоносителем, выходы интервалов аппроксимации счетчика, в свою очередь, соединены с соответствующими входами коммутатора ввода закона изменения скорости, управляющие входы которого соединены с выходами блока памяти дискретных значений закона изменения скорости, а выход коммутатора через управляемый двигатель соединен со входом вращения барабана с фотоносителем, кроме того выход хронирующего генератора соединен с первым входом двухвходового вентиля, выход которого соединен с входом, управляющим яркостью луча с электронно-лучевой трубкой, вход вертикальной развертки которой соединен с выходом коммутатора ввода статических поправок, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика, а другие входы, в свою очередь, соединены с блоком памяти значений статических поправок, а вход горизонтальной развертки электронно-лучевой трубки через схему ждущей горизонтальной развертки соединен с выходом окончания цикла счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3301124, кл. 88-14, опублик. 1967.

2.Патент США № 3284766, кл. 340-15, 5 опублик. 1966 (прототип).