Способ регистрации эхо-сигналов в многоканальных сейсмоакустических системах Советский патент 1982 года по МПК G01V1/24 

(54) СПОСОБ РЕгаСТРАЦИИ ЭХО-СИГНАЛОВ В МНОГОКА11АЛЬНЫХ СЕЙСМСАКУСТИЧЕСКИХ

1

Изобретение относится к способам и устройствам геофт-Езической разведки и может быть использовано при сейсмоакуотических исследованиях на участках, покрытых водой, проводимых по методике многоканального приема и регистрации, для регистрации результатов акустических измерений, выполняемых с целью геологического картирования донных отложений, поисков россыпных месторожде- Q НИИ полезных ископаемых и при поисках и разведке местороншений.

Известен способ мультиплексной эквидистантной регистрации многоканальной сейсмической информации, который пред- J5 ycMaTpvmaeT преобразоваьгае сейсмичес- . ких трасс, начиная от отметки взрыва, в последовательность цифровых отсчетов с постоянным шагом квантования, причем для уплотненного заполнения магнитной 20 ленты производят последовательную запись отдельных выборок -всех каналов Ul Однако этот способ не может быть . эффективно использован для регистрации СИСТЕМАХ

акустической информации, поступающей от многоканальных сейсмоакустических систем, из-за высокой скорости поступления информации и больших ее объемов. Указанный способ не обеспечивает сокращения общего объема регистрируемой информации за счет исключения из процесса регистрации мешающих сигналов, поступающих в многоканальные приемные устройства, и за счет сжатия акустичеокой информации, поступающей от донных отложений.

Известен хакже способ регистрации многоканальной сейсмической информации, применяемый в системе для записи сейсмических отражений в последовательном трасса за трассой формате, который вкгаочает в себя преобразование сейсмических сигналов, представленных в мультиплексной форме, и поканальную запись на магнитной ленте 2.

Этот способ также не может быть эффективно использован для регистрации информации, поступающей от многоканаль3Й61j№ix систем, гак как не обеспечивает в процессе регистрации сжатия акустическо информации и исключения из процесса регистрации мешающей информации. Наиболее близким к предлагаемому яшляется способ регистрации сигналов в эхолотных системах, который включает в себя определение времени прихода последовательности эхо-сигнапов по предыдущей посылке (для первого канала многоканальной приемной акустической системы), определение ожидаемых временных интервалов прихода последовательности эхо-сигналов по последующей посылке, выбор максимальных значений огибающих эхо-сигналов и определени:е ах положения на временной оси в ожидаемых временных интервалах, вычисление признаковых- характеристик выбранных эхосигналов и регистрацию полученных хара теристик на магнитной ленте tSl Способ предназначен для регистрации эхо-сигналов в одноканальных эхолотных системах и не может быть эффективно использован для регистрации акустичес- кой информации, поступающей от многоканальных приемных акустических систем так как он использует прогнозирование момента начала регистрации на основании анализа времени прихода эхо-сигналов по предыдущей посылке, что приводи к неопределенности момента регистрации первых вступлений эхо-сигнала, которая с увеличением числа регистрируемы каналов значительно возрастает и увел№ чивает общий объем мещающей информации, поступающей на регистрацию, что снижает качество регистрируемой инфор мации, уменьшает общий объем полезной акустической информации. Цель изобретения - повышение качества регистрируемой информации. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регистрации эхосигналов в многоканальных сейсмоакустических системах, включающему определение времени призсода последовательности эхо-сигналов по предыдущей посылке для первого канала многоканаль- ной приемной акустической системы, определение ожидаемых временных интервалов прихода последовательности эхо-сигналов по последующей посылке, выбор максимальных значений огибающих эхо-сигналов и определение их поло жения на временной оси в ожидаемых временных интервалах, вычисление приз наковых характеристик выбраш1ых эхосигналов и регистрацик} получеиЕгьгх характеристик на магнитной ленте, для определения ожидаемых временных интервалов прихода последовательности эхосигналов по последующей посылке для каждого канала, начиная со второго, дополнительно по серии предыдущих посылок определяют геометр оо участка дна, от которого ожидается прием отраженных эхо-сигналов многоканальной приемной акустической системой, и определяют допустимые изменения времени прихода эхо-сигналов за счет случайной изменчивости геометрии приема, причем вычисленные характеристики эхо-сигналов для каждого канала регистрируют на магнитной ленте поканально. Способ позволяет регистрировать акустическую информацшо, поступающую в задан№1х пределах регистрации от многоканальной сейсмоакустической системы, позволяет значительно }1. еньшить объем мещающей информации, поступающей на регистрацию, за счет вычисле- , ния ожидаемой геометрии приема в каждом цикле зондирования по результатам измерения глубины, полученным с помощью первого Kaiiana, по зовди- рований. Кроме того, способ позволяет выполнять обработку акустической информации, получаемой многоканальной сейсмоакустической системой, с применением ЭВМ единой серии с использованием методики многоканального приема и обработки, что приводит к повышению достоверности информации ,об изучаемом разрезе донных осадков. На чертеже приведена стру гурная схема одного из возможных устройств, реализующих предлагаемый способ. Устройство состоит из многоканальной сейсмоакустической системы 1, управляющий выход которой соединен с первым входом схемы 2 управления пределами регистрации первого канала, первый информационный выход соединен со вторым входом схемы 2 управления пределами регистрации первого канала и с первым информационным входом схемы 3 управления приемом и размещением информации в оперативном запоминающем устройстве, второй информационный вход которой соединен со вторым информационным выходом многоканальной сейсмоакустической системы 1; схемы 2 управления пределами регистрации первого канала, первый, второй и третий выходы которой соединены соответственно с первым входом fикpr -IIIM 4, с первым управляющим входом схемы 3 управления приемом и размещением информации в оперативном запоминающем устройстве и с первым входом многок г. нальной схемы 5 управления пределами регистрации, второй вход которой соединен с первьм выходом микро-ЭВМ 4, а выход соединен со вторым управляк шим входом схемы 3 управления приемом и размещением информации в оперативном запоминающем устройстве, выход которой соединен со входом оперативного запоминающего устройства 6, выход которого соединен со вторым входом микро-ЭВМ 4; схемы 7 управления записью на магнитную ленту, вход которой соединен со вторым выходом микро-ЭВМ 4, а выход соединен со входом цифрового магнитного регистратора 8. По сигналам управления, поступак щим с управляющего выхода многоканальной сейсмоакустической системы 1 на первый вход схемы 2 управления пр&делами регистрации первого канала и совпадающими с моментом времени запуска многоканальной сейсмоакустичеокой системы на очередной цикл зондирования, схема 2 управления пределами регистрации первого канала запускается на выполнение операции к определения глубины по воде и формирования на ооновании результатов определения глубины по предыдущему циклу зондирования утьравляющего уровня, который обеспечивает временные пределы приема последовательности эхо- сигналов, поступающих по первому каналу в текущем цикле зондиро вания. Одновременно с этим схема 2 yitравления пределами регистрации первого канала шчинает формировать временную последовательность сигналов, которая по ступает с третьего выхода схемы 2 управления пределами регистрации первого канала на первый вход многоканальной схемы 5 управления пределами регистрации и которая определяет текущее время с момента запуска многоканальной сей- смоакустической системы 1 на очередной цикл зовдирования. По первому эхо-сиг налу, поступившему от донных отложений по первому каналу с первого информационного выхода многоканальной сейсмоакустической системы 1, схема 2 упраВе ления пределами цифровой регистрации первого канала определяет текущее значение глубнш 1 по воде, передает его с первого выхода на первый вход микроЭПМ 4 и тгпцготав/пгоает значение кон026 станты, определяющей момент начала регистрации акустической инфорктации, поступающей по первому каналу в очередном цикле зондирования. Кроме того, последовательность эхо-сигналов первого канала поступает с первого информационного выхода многоканальной сейсмоакуотической систвксы 1 на первый информационный вход схемы 3 управления и размещения информации в первом оперативном запоминающем устройстве, которая на основании управляющего уровня раз- рещенные пределы регистрации дхш первого канала, поступивщего со второго выхода схемы 2 управления пределами регистрахгаи первого канала на первый управляющий вход схемы 3 управления приемом и размещением информации в .оперативном запоминающем устройстве, производит аналого-цифровое преобразование и размещение акустической информации первого канала в соответствующей области памяти оперативного запоминающего устройства 6. На основании значений глубины по воде, поступающих на первый вход микро-ЭВМ 4 по серии зондирований, микро-ЭВМ 4 определяет профиль глубины по воде (геометрию участка дна) над участком донных о- пожений, от которого в текущем цикле зондирования ожидается прием отраженн ных эхо-сигналов вторым и последующтьми каналами многоканальной сейсмоакуотической системы 1, вычисляет допуотимые изменения времени прихода эхо--: i сигналов за счёт случайной изменчивости геометрии приема (волнение моря, неопределенность положения многоканалы ной пьезокосы с приемниками упругих колебаний) и на основании полученных данных определяет моменты времени, управляющие началом регистрации для каждого кааала, начиная со второго, полученные значения констант, определяк щих момент начала времени регистрации каналов для текущего цикла зондирования, передаются с первого выхода микро- ЭВМ 4 на второй вход многоканальной схемы управления пределами регистрации 5, которая на основании полученных значений констант и временной последовательности сигналов, поступающих на ее первый вход, вырабатывает управляющие уровни пределы регистрации для каждого канала, начиная со второго канала. Эти уровни поступают с выхода многоканальной схемы 5 управления :пределами регистрации на второй управляючитй вход схемы 3 управления приемом п уззмещением информации в оперативном зало™ мшгающем устройстве, которая в пределах регистрации выполняет прием, aIiaлoгo-цифpoвoe преобразова-г: ние и размещение в соответствующих областях памяти оперативного запоминающего устройства 6 (для каждого канала в оперативной памяти отводится своя область памяти) акустической информации, принятой вторым и последующими каналами 0 поступающей со второго информапи онного выхода многоканальной сейсмоакустической системы 1 на второй информационный вход схемы 3 управления и размещением информации в оперативном запоминающем устройстве. После приема и поканального размещения в оперативном запоминающем устройстве 6 микро-ЭВМ 4 переходит к выполнению операции выбора максимальных значений огибающих эхо-сигналов, определения их положения на временной оси и вычисления признаковых характеристик в выбранных эхо-сирналах. Поканальный массив признаковых характерист1ж эхо-йиг{-шлов формируется в оперативной памяти мшсро-ЗВМ 4. В качестве признаковых характеристик эхо-сигнала могут быть использованы как структурные характеристики эхо-сигнала (максимальное значение огибающей, коэффициенты формы эхо-сщ- нала), так и спектральные характеристики, кроме того в качестве признаковых характеристик могут использоваться такие, как, например, 3Ha4eHVra скоростей в отдельных слоях донных осадков и коэффициенты затухания. Вычисление того или иного набора признаковых характеристик задается с помощью подпрограммы работы микро-ЭВМ 4. Поканаль№ е массивы признаковых характеристик эхо-с1п налов, формируемые в оперативной памяти микроЭВМ 4, образуют информационную зону, которая поступает со второго выхода микро-ЭЕМ 4 на запись на магнитную ленту цифрового магнитного регистратора 8 через схему управления записью на магнитную ленту 7. Использование предлагаемого способа регистрации позволяет получить дополнительные сведения о разрезе донных отложений и использовать их на этапе авто матизированной обработки с применением ЭВМ по методике многокаЕшльного приема и обработки, что значительно повышает достоверность результатов акустических исследований на акваториях. Способ позволяет в значительной степени уменьшить объем регистрируе -1ых мешающих сигналов, что приводит к увели ению объема полезной информации, регист. рируемой в каждом цикле зондирования а это, в свою очередь, повыииет качество и достоверность информации, получаемой о разрезе доннътх отложений с помощью сейсмоакустических методов исследовагай при выпоонении работ по геологическому картированию ка акватории, Использование способа для регистрации кустической информации, получаемой с омощью многоканальных сейа юакустичес их систем, позволяет в среднем в 400 раз сократить объем регистрируеой информации по сравнению с сущест5ющими системами многоканальной реистрации. Получаемое уплотнение акусической информации позволяет сократить атраты машинного времени, необходи ого на ввод в ЦВМ. Формула изобретения Способ регистрации эхо-сигналов в многоканальных сейсмоакустическ гх системах, включающий определение времени прихода последовательности эхо-сигналов по предыдущей посылке для первсго канала многоканальной приемной акустической системы, определение ожидаемых временных интервалов прихода последовательнооти эхо-сигналов по последуюш;ей посылке, выбор максимальных значений огибающих эхо-ст-ггналов и определение их положения на временной оси в ожвдаемых временных интервалах, вычисление признаковых характеристик выбранных эхосигналов и регистрацию полученных характеристик на магш-1тной ленте, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения качества регистрируемой информации, для определеш-ш ожвдаемых временных интервалов прихода последо вательности эхо-сигналов по последуюидей посылке для каждого канала, начиная со второго, дополнительно по серии предыдущих посылок определяют геомет- ршо участка дна, от которого эжидается прием отраженных эхо-сга налов многоканальной приемной акустической системой, и определяют допустимые изме-;нения времени прихода эхо-сигналов за счет случайной изменчивости геометрии приема, причем вычисленные характеристики эхо-сигналов для каждого канала регистрируют на магнитной ленте покаиально.

Источники {шфор лакии, принятые во в(шмвние при экспертксзе

l.pTepHep Б.Л. Янковский И.И. Основы цифровой записи сейсмической и формации. М., ВНИИОЭНГ, 1979, с. 53.

2.Патент США Ns 4О16531, кл. 34О-15.5, сяубпик. 1977.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке Na 29226О7/18-25,

кл. Q 01V 1/24, 198О (прототип),