Устройство автоматической обработки сейсморазведочных данных и построения сейсмических глубинных разрезов Советский патент 1980 года по МПК G01V1/32 G01V1/36 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СЕЙСМОРАЗВЕЯОЧНЫХ ДАННЫХ И ПОСТРОЕНИЯ

ГЛУБИННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ

Устройство относится к сейсмической разведке полезных ископаемых, в частности оно предназначено для автоматизации процессов обработки полевых материалов и построения глубинных сейсмических разрезов.

Известны устройства, предназначенные для этих целей, например, «сейсмблокатор, состоящий из блока ввода информации, блока вычисления .текущих координат «X, «Z и наклона элементарных отражающих площадок генератора линейно изменяющегося напряжения, двух узлов произведения и умножителя на постоянный коэффициент, блока обработки, блока вывода информации и блока питания 1.

Однако это устройство обладает недостатками, заключающимися в том, что построение разреза в нем осуществляется без ввода статических поправок, а это приводит к плохому качеству суммирования полезных сигналов и сильному разбросу элементарных отражающих площадок, принадлежащих одному горизонту. Кроме того, построение разреза непосредственно на трубке, ограничивает протяженность построенного разреза габаритами экрана электронно-лучевой трубки. Элементарные отражающие площа-дкн. с помощью которых в сейсмолокаторе строится сейсмический разрез, изменяются по величине в зависимости от изменения глубины до отражающего горизонта, что так

5же приводит к его искажению.

Известно также устройство, содержащее блок считывания информации, блок обработки информации, блок регистрации, блок управления регистрирующим устройством 2. В этом устройстве построение разреза осуществляется путем засветки лечевой диаграммы максимумом суммарного сигнала, удовлетворяющим определенным уелоВИЯМ. Разрез фотографируется с экрана ЭЛТ, механически перемещаемой вдоль оси «X на фотобумагу, закрепленную на образую.щей барабана, вращающегося по определенному закону, макетирующему закон изменения скорости распространения упругих волн с глубиной.

20 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является .устройство для автоматической обработки сейсморазведочных данных 3, которое содержит блок считывания информации с

оптических сейсмопленок, блоквычисления текущих координат. X и Z и наклона элементарных отражающих площадок, генератор линейно изменяющегося напряжения, блок обработки информа ции, блок управления и синхронизации, блок ввода закона средней скорости, блок контроля, блок регистрации и блок питания. Это устройство автоматизирует обработку и построение сейсмй,ческих разрезов -iio 9-ти канальным оптическим сейсмограммам, записанным в поле по системе наблюдения РНП с центральным расположением пунктов взрыва.

Недостатком этого устройства является невозможность обработки магнитньгх многоканальных сейсмограмм, например, 24-х или 48 канальных, и построения, по ним глубинных сейсмических разрезов. Другим недостатком этого устройства является необходимость проведения дорогостоящих полевых работ по специальной методике РНП, предусматривающей проведение ряда дополнительных взрывов на профиле наблюдений.

Цель изобретения - расщирение области применения устройства и удещевление сейсморазведочных работ.

Выполнение поставленной цели достигается тем, что в устройство введен блок поправок, учитывающих удаление центра базы обработки от пункта взрыва и доворот элементарной отражающей площадки, с коммутатором параметров обработки полевых материалов, при этом вход коммутатора .параметров обработки полевых материалов Соединен с выходом .блока управления синхронизации,, выход коммутатора параметров обработки соединен с входами генератора линейно изменяющегося напряжения, блока вычисления текущих координат X и Z блока регистрации и с первым входом блока ввода поправки, учитывающей удаление центра базы обработки от пункта взрыва, второй вход блока ввода поправки, учитывающей удаление центра базы обработки от пункта взрыва, соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, третий вход с выходом узла ввода кинематической поправки, четвертый вход соединен с выходом блока управления и синхронизации, пятый вход соединен с выходом блока ввода закона средней скорости, апервьш выход блока ввода поправки, учитывакЦций удаление центра базы обработки от пункта взрыва, соединен со вторым входом узла дводакинематической поправки, второй выход блока поправки, учитывающей удаление центра базы обработки от пункта взрыва, соединен со входом блока вычисления текущих координат и третий выход - со входом блока регистрации, а также тем, что блок ввода поправок, учитывающих удаление центра базы обработки от пункта взрыва и доворота элементарной отражающей площадки выполнен в виде формирователя напряжения, пропорционального отношению приращения

времени вступления сейсмических волн на базе обработки к длине этой базы, формирователя напряжения, пропорционального величине удаления центра базы обработки от пункта взрыва, операционного усилителя передачи пропорционального поправке, учитывающей удаление центра базы обработки от пункта взрыва, операционного усилителя форм1Грования напряжения, пропорционального отделению удаления центра базы обработки от. пункт.а взрыва к произведению скорости распространения сейсмических волн на время их распространения от пункта взрыва до отражающей границы и от последней к базе приема, и сумматора для формирования напряжения аналога времени, исправленного поправкой за удаления центра базы обработки от пункта взрыва и кинематической поправкой, при этом выходы первого формирователя напряжения, на базе обработки к длине этой базы и формирователю напряжения, пропорционального величи.не удаления центра базы обработки от пункта взрыва соединены со входами операционного усилителя передачи напряжения пропорционального поправке за удаление центра базы обработки от пункта взрыва, а его выход соединен с первым входом сумматора, формирователя напряжения аналога времени исправленного поправками второй вход этого сумматора соединен с выходом узла формирования кинематической поправки, а входы операционного усилителя формирования напряжения, пропорционального отношению удаления центра базы обработки от пункта взрыва к произведению скорости распространения сейсмических волн на время их распространения от пункта взрыва к базе приема, соединены с выходами генератора линейно- и изменяю1цегося напряжения и формирователя напряжения пропорционального величине удаления центра базы обработки от пункта взрыва.

На фиг. 1 структурная схема устройства для автоматической обработки сейсморазведочных данных и построения глубинных сейсмических разрезов; на фиг. 2 - структурная схема блока ввода поправок за удаление центра базы обработки от пункта взрыва и доворота элементарных отражающих площадок. Устройство содержит следующие блоки. Блок считывания информации I. Этот блок предназначен для считывания полевой информации с магнитных сейсмолент, для корректировки этой информации по амплитудам и статическими поправками, перезаписи откорректированной информации в оперативную память и последующего считывания ее с барабана оперативной памяти в определенной последовательности одновременно, например, по 13-ти трассам. Он содержит барабан для закрепления магнитной сейсмоленты, жестко связанной с барабаном oneративной памяти, электропривод с редуктором и узлом автоматического регулирования скорости вращения барабанов, смонтированные с зазором относительно образующих барабанов головки, для считывания информации с полевой ленты, универсальные головки для записи и считывания информации с барабана оперативной памяти, узел для ее стирания, коммутаторы головок и режима работы, усилитель с коррекцией узел автоматического и программного регулирования амплитуды сигналов, датчики формирования синхроимпульсов, узел ввода статических поправок, аттенюаторы амплитуд сигналов. Блок обработки информации 2, который предназначен для обработки по алгоритму РНП, группами, например, по 13 трасс, всей информации, записанной на барабане оперативной памяти, выделения из нее по амплитудным, частотным и фазовым признакам полезных сигналов и формирования из них модулирующих импульсов, с амплитудой, пропорциональной амплитуде зарегистрированных отраженных волн. Этот блок содержит 13 линий задержки, коммутатор точек съема сигналов с линий задержек, три операционных усилителя формирования сигналов, сдвинутых по времени относительно опорного сигнала на один шаг суммирования, 5t три фильтра высоких и низких частот с коммутаторами выбора крутизны спада частотной характеристики граничных частот среза, узел выделения полезных сигналов и формирования из них модулирующих импульсов. Блок регистрации 3, который предназначен для фотографирования на фотопленку с экрана электронно-лучевой трубки сейсмического разреза по профилю протяженносттью до 30 км (участками по информации от пяти сейсмограмм). Он содержит электронно-лучевую трубку, операционные усилители отклонения луча по координатам X и Z узел формирования элементарных отражающих площадок, с помощью которых строится разрез, фильтр кажущихся скоростей, который совместно с устройством обработки информации позволяет выделять сигналы на желаемых участках лучевой диагграммы, фотоприставку, позволяющую осуществить фотографирование разреза по информации обработанной при четырех разных параметрах обработки, узел управления работой фотоприставки, узел регистрации отснятых кадров. . Блок управления и синхронизации 4, который предназначен для формирования коммутирующих и синхронизирующих импульсов, обеспечивающих необходимый алгоритм обработки и синхронность работы всего устройства. Он содержит датчик синхроимпульсов, усилители формирователи синхроимпульсов, формирователи коммутирующих импульсов, формирователь управляющих импульсов из сигналов отметки моментоввзрывов. Блок ввода закона средней скорости 5. Этот блок предназначен для формирования напряжения изменяющегося во времени пропорционально закону изменения средней скорости распространения упругих волн с глубиной. Он содержит коммутационное поле набора закона средней скорости, узел нелинейности, и операционные усилители, узел сравнения напряжений, усилитель мощности и сервопривбд для автоматического управления блоком нелинейности. Блок вычисления текущих координат X и Z и наклона элементарных отражающих площадок 6, который предназначен для формирования напряжений, пропорциональных в каждый .момент времени значениям вычисляемых координат X, Z и наклону элементарных отражающих площадок. Он содержит узлы Нелинейности, узлы деления-умножения, и операционные усилители. Коммутатор параметров обработки полевых материалов 7, который предназначен для выбора параметров обработки магнятных сейсмограмм в зависимости от условий их получения (например расстояния между сейсмоприемниками скорости записи магнитных сейсмограмм 3, 6 или 12 сек/обор, скорости распространения упругих волн в среде, желаемого масщтаба строящегося разреза и т. д.) и распределения управляющих синхронизирующих импульсов и смещающих напряжений, согласно выбранным параметрам обработки, на исполнительные элементы соответствующих блоков, участвующих в обеспечении выбранного режима обработки полевых материалов. Он содержит коммутаторы, логические схемы переадресовки коммутируюц их, синхронизирующих и управляющих импульсов и усилители мoщнocfи. Генератор линейно изменяющегося напряжения 8, который предназначн для формирования напряжения, пропорционального времени, в течение которого осуществлена запись магнитной сейсмограммы. Он содержит узел выделения сигнала отметки момента взрыва узел формирования линейно изменяющегося напряжения различной длительности и усилитель мощности. Узел формирования кинематической поправки 9, который предназначен для формирования напряжения пропорционального поправке и содержит квадратор поправки и узел умножения на время. Блок ввода поправки за удаление центра базы обработки от пункта взрыва и доворота элементарных отражающих площадок 10. Этот узел предназначен для формирования напряжений пропорциональных поправкам и может быть выполнен по блок-схеме, предтавленной на фиг. 2. Он включает в себя ормирователи напряжения 11 и 12, операционный усилитель передачи поправки 13, перационный усилитель формирования поправки 14 и сумматор формирования напряжения - аналога, исправленГного поправ- . ками 15.

Блок контроля 16, который предназначен для просмотра сигналов и контроля работы всей установки и содержит электронно-луче- 5 вую трубку о длительным послесвечением, усилители горизонтального и вертикального отклонения луча и коммутатор контролируемых сигналов.

Блок питания 17, который предназначен ю ля обеспечения всего устройства необходимыми напряжениями. . , .,: ..

В предлагаемом устройстве блоки соединены между собой следующим образом: первый выход блока считывания информации 1 соединен со входом блока обработки инфор- мации 5, а выход блока обработки информации 2 соединен с первым входом блока регистрации 3. Второй выход блока считывания информации 1 соединен со входом блока управления и синхронизации 4, первый вы- jo ход которого соединен со вторым входом блока регистрации 3, со вторым входом блоа обработки информации 2, и с четвертым входом блока ввода поправок за удаление центра базы обработки от пункта взрыва 10. Второй выход блока управления и синхро- низации Ч соединен со входом блока ввода закона средней скорости 5, а третий выход блока управления и синхронизации 4 соединен со входом коммутатора параметров обработки полевых материалов 7, выход кото- ,. рого соединен со входом генератора линейно изменяющегося напряжения 8, вторым входом блока вычисления текущих координат X и Z и наклонаэлементарных отражающих площадок 6, первым входом блока ввода поправок за удаление центра базы обработ- 35 ки от пункта взрыва 10 и четвертым входом блока регистрации 3.

Выход генератора линейно изменяющегося напряжения 8 связан с первым входом узла формирования кинематической направки 9 и вторым входом блока ввода поправки за удаление центра базы обработки от пункта взрыва 10. Выход блока ввода закона сред1 ей скорости 5 соединен с первым входом блока вычисления текущих координат Х Z, и наклона элементарных отражающих 45 площадок 6 и пятым входом блока ввода поправки за удаление центра базы обработки от пункта взрыва 10. Третий вход блока 10 соединен с выходом узла iBBO a j iHHeMaTH-. ческой поправки 9. Первый выход блока ввода поправки за удаление центра базы обработки от пункта взрь1ва 10 соединен со вторым входом узла ввода кинематической поправки 9, второй выход блока ввода оправки за удаление центра базы обработки от пункта взрыва 10, соединен с третьим jj входом блока вычисления текущих коордиHaT X, Z и наклона элементарных Ьтражающих площадок 6, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации 3. Тре735954

тий выход блока ввода поправок за удаление центра базы обработки от пункта взрыва 10 соединен с пятым входом блока регистрации 3.,

Вход блока контроля 16 через коммутатор контролируемых сигналов связан с вь1ходом блока считывания информации 1, блока обработки 2, блока ввода закона средней скорости 5 и блока вычисления текущих координат X, Z и , наклона элементарных отражающих площадок. Блок питания 17 соединен со всеми блоками устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Магнитные сейсмограммы, записанные в поле на 24-х канальных сейсмост нциях со скоростью транспортировки магнитной ленты относительно головки, в 50, 100 или 200 мм/с, закрепляются поочередно на барабане с прлево.й лентой и с них считывается поканально вся информация при скорости транспортировки в 1500, 3000 или 6000 мм/с. Эта информация потрассно контролируется на экране блока контроля и при необходимости корректируется с помощью аттенюаторов уровней и узла ввода статических поправок. Откорректированная информация в автоматическом режиме переписывается на барабан оперативной памяти, с которого в режиме обработки информации считывается группами, например, по тринадцать трасс. Эти сигналы поступают на вход блока обработки 2, где с помощью, например 13-ти линий зйдержки, коммутаторов точек съема сигналов и, например, трех суммирующих усилителей формируются суммарные сигналы, сдвинутые по времени относительно друг друга на шаг суммирования. Из них с помощью узла выделения полезных сигналов выделяется максимальный сигнал в каждом разрастании. Из этого максимального сигнала формируется модулирующий импульс, положение которого определяется временем вступления отраженной волны к центральному сей смоприемнику базы обработки исчисляемым от импульса отметки момента взрыва, зафиксированной на сейсмограмме. Модулирующий импульс с выхода блока обработки информации 2 поступает на вход блока регистрации 3.

Одновременно со считыванием с барабана оперативной памяти информации сейсмотрасс с негр считьшаются импульс отметки момента взрыва и синхроимпульс. Из синхроимпульса формируются переключающие напряжения, которые с периодичностью, обусловленной алгоритмом работы устройства, выбранньш с помощью коммутатора параметров обработки полевых материалов 7, переключают коммутирующие узлы в блоках: обработки информации 2, регистрации 3 и ввода поправки за удаление центра базы обработки от пункта взрыва 10.

Из импульса отметки момента взрыва формируется управляющий сигнал, который

поступает на вход блока ввода закона средней скорости и вход коммутатора параметров обработки полевых материалов 7. Этот импульс обеспечивает жесткую временную привязку момента начала работы блоков: ввода закона средней скорости 5, генератора линейно изменяющегося направления 8, вычисления текущих координат X, Z и наклона эле1 1ентарных отражающих площадок б, регистрации 3 и ввода поправок за удаление центра баз обработки от пункта взрыва 10.

Сформированный импульс отметки момента взрыва с выхода коммутатора параметров обработки полевых материалов 7 поступает на вход генератора линейно изменяющегося напряжения 8 и запускает его.

Этот генератор вырабатывает пилообразное напряжение, длительность которого пропорциональна длительности полезной информации, записанной на магнитной сейсмоленте с учетом коэффициента трансформации времени при перезаписи сигналов Б барабан оперативной памяти. Это напряжение поступает на второй вход блока ввода поправок за удаление центра базы обработки от пункта взрыва 10 и первый вход узла ввода кинематической поправки 9. На первый вход блока вйода поправок за удаление центра базы обработки от пункта взрыва 10 поступает напряжение с коммутатора параметров обработки полевых материалов 7, которое в соответствии с выбранными параметрами обработки включает одно из реле формирователя напряжения пропорционального величине и знаку удаления центра базы обработки от пункта взрыва 12. Сформированное в узле 12 нал ряжение поступает на один вход операционного усилителя передачи поправки 13 и на вход операционного усилителя формирования поправки 14. Напряжение пропорциональное поправке поступает на модулятор блока регистрации 3 для доворота элементарных страдающих площадок и на второй вход узла формирования кинематической поправки 9. На второй вход операционного усилителя передачи напряжения 13 поступает напряжение с выхода формирователя напряжения И. Напряжение, пропорциональное поправке за удаление центра базы обработки от пункта взрыва с выхода узла 13 поступает на первый вход сумматора 15; на второй вход этого сумматора подается напряжение с выхода узла формирования кинематической поправки 9, а на третий вход сумматора поступает напряжение, пропорциональное наблюденному времени с выхода генератора линейно изменяющегося напряжения 8. В результате суммирования этих трех напряжений на выходе блока ввода поправки за удаление центра базы обработки от пункта взрыва 10 формируется напряжение пропорциональное времени, исправленному поправками.

Это напряжение поступает на третий вход блока вычисления координат X, Z и

наклона элементарных отражаюидих площадок б, в котором вычисляются значения текущих координат точки на любом из 25 лучей лучевой диаграммы, в любой момент текущего времени. Вычисленные значения J в виде напряжений аналогов X и Z подаются на вход1Е)Г операционных усилителей X и Z блока регистрации 3. С помощью этих напряжений на экране трубки блока регистрации строится лучевая диаграмма состояния из 25 лучей, из которых 12 лучей соответст0 Bybt г(оложительному наклону оси синфазности 12 - отрицательному и 1 - лучнулевому наклону оси синфазности. Поступающий с выхода блока обработки информации модулирующий импульс засвечивает участок лучевой диаграммыв виде элемен: тарной площадки, перпендикулярной лучу, по длине равной половине длины базыобработки в масштабе построения разреза, а по времени соответствующий времени вступления отраженного сигнала к центральному сейсмоприемнику базы обработки. Каждая 24-х канальная магнитная сейсмограмма разбивается на три группы по 13 трасс в каждой, называемых базой обработки, а так как одновременно ведется обработка информации от пяти пленок , то на экране

блока регистрации строится в определенной последовательности 15 лучевых диаграмм. Каждая лучевая диаграмма строится из пункта профиля, соответствующего центральному сейсмоприемнику каждой базы обработки. На построение 15 лучевых диаграмм затрачивается 75 сек реального времени. Это время и является полным временем обработки информации со 120 трасс, т. е. со магнитных сейсмолент и построения по ним глубинного сейсмического разреза.

S

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической обработки сейсморазведочных данных и построения глубинных сейсмических разрезов, содержащее блок считывания информации, блок обработки информации, блок регистрации, блок управления исинхронизации, блок ввода закона средней скорости, блок вычисления текущих координат X и Z- и наклона элементарных отражающих площадок, генератор линейно изменяющегося напряжения, узел ввода кинематической поправки н блок питания, причем первый выход блока считывания информации соединен с первым вхо0дом блока обработки информации, выход которого соединен с первым входом блока регистрации, второй выход блока считывания информации соединен со входом блока управления и синхронизации, первый выход У которого соединен со вторыми входами блока обработки информации и блока регистрации, а второй выход - со входами блока ввода закона средней скорости, выход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен со входом узла формирования кинематической поправки, причем цервый вход блока вычисления текущих координат X и Z и наклона элементарных отражающих площадок, соединен с выходом блока ввода закона средней скорости, выход.блока вычисления текущих координат X, Z и наклона элементарных отражающих площадок соединен с третьим входом блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства и удешевления сейсморазведочных работ, в него введен блок ввода поправок, учитывающих удаление центра базы обработки от пуйкта взрыва и доворот элементарной отражающей площадки, с коммутатором параметров обработки полевых материалов, при этом вход коммутатора параметров обработки полевых материалов соединен с выходом блока управления и синхронизации, выход коммутатора параметров обработки соединен с входами генератора линейно изменяющегося напряжения, блока вычисления текущих координат X и Z блока регистрации и с первым входом блока ввода поправки, учитывающей удаление центра базы обработки от пункта взрыва, второй вход блока ввода поправки, учитывающий удаление центра базы обработки от пункта взрыва, соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, третий вход - с выходом узла ввода кинематической поправки, четвертый вход соединен с выходом блока управления и синхронизации, пятый вход соединен с выходом блока ввода закона средней скорости, а первый выход блока ввода поправки, учитывающей удаление центра базы обработки от пункта взрыва, соединен со вторым входом узла ввода кинематической поправки, второй выход блока поправки, учитывающей удаление центра базы обработки от пункта взрыва, соединен со входом блока вычисления текущих координат и третий выход - со входом блока регистрации. 2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что блок ввода поправок, учитывающих удаление центра базы обработки от пункта взрыва и доворота элементарной отражающей площадки содержит формирователь напряжения, два операционных усилителя и сумматор, при этом выход первого формирователя соединен со входом первого операционного усилителя, выход которого соединен с сумматором, а выход второго формирователя соединен со входами обоих операционных усилителей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сейсмолокатор. Труды МИНХ и ГП, вып. 31, с. 161 - 169, М., 1960. 2.Патент США № 3149303, кл. 340-15,5, опублик. 1968. 3.Авторское свидетельство СССР , № 233290, сл. G 01 V 1/28, 1966 (прототип).