Способ изучения донных отложений

)5 001 Ч 1/ Е ИЗОБРЕТЕНИ ПАТЕНТ представляющую и поощую ряд словленных ОО ств, так как С ердой скалы(, ся сложной плотность ирезко меняедставляют отношения нык ини имеют вид ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Южное отделение Всесоюзного научноисследовательского института геофизических методов и разведки(72)О.Г.-О.Ганбаров и З,Б.Тагиев (73) Азербайджанский научно-исследовательский институт геофизических методов разведки(56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 938130, кл, 6 01 И 29/00, 1980.Авторское свидетельство СССР М 152 О 458, кл. 6 01 Ч 1/38, 1987,Изобретение относится к г ф ским исследованиям геологичесзований на акваториях и, впредназначено для изучения иния придонных отложений,Цель изобретения - повышение достоверности литологического расчленения донных отложений.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, основанном на излучении и приеме упругих колебаний звуковой частоты, излучение и прием производят широкополосными излучателем и приемником, определяют коэффициенты отражения на различных частотах в диапазоне 1000-10000 Гц, строят частотные характеристики прямой и отраженных волн вдоль профиля съемки и по сравнению параметров отраженных волн с параметрами прямой волны и эталонными параметрами отражений от различных пород судят о литологии отложений,(54) СПОСОБ ИЗУЧЕНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ(57) Использование; при геофизических исследованиях геологических образований на акваториях, в частности при картировании и изучении придонных отложений, Сущность изобретения: излучение и прием производят широкополосными излучателями и приемниками. Определяют резонансные частоты, интенсивность и энергию отраженных волн, Сравнивают их с аналогичными параметрами прямой волны. По.смещению резонансной частоты в высокочастотную или низкочастотную области и изменению параметров отраженной волны по сравнению с прямой судят о типе донных отложений. Как известно, морское дно ет собой отражающую, рассеива глощающую границу, име характерных особенностей, обу различием их акустических свой по составу может меняться от тв до мягкого ила и зачастую являе слоистой структурой, имеющей скорость звука постепенно или ющиеся с глубиной,Потери при отражении пр собой логарифмическую меру интенсивности отраженной вол тенсивности падающей волны ) гп)зпО пзпО з 0)оц - =-- - ,г дев= - ; и= - ;ф 2, 1,Р 1С 2р 1,рг - плотности граничащих среС 1, С 2 - скорости звука в граничащихсредах: И . угол падающей и отраженной еолВместе с тем, многочисленные измерения поглощения звука в осадочных отложениях показали, что коэффициент поглощения волн сжатия в морских осадках в функции от частоты определяется зависимостьюгде а - выражается в децибелах на метр;т - е килогерцах, а К и и являются эмпирическими параметрами,В песчаных, илистых, глинистых и других типах грунтов и практически равно едицице, К зависит от пористости и примерно оавно 0,5 для пористости 35-б 0%.Учитывая вышеизложенное, для повышения эффективности изучения донных отложений предпочтительнее проводить измерения комплекса параметров отраженных воли, включающих амплитуду, энергию, частотную характеристику в определенном диапазоне, например в диапазоне 1000- 10000 Гц, и сравнивая данные измерений с параметрами прямой и эталонных отраженных волн можно с большой достоверностью судить о литологии донных отложений, Так при прохождении прямой и отраженных от дна импульсов через ряд фильтров с полосой пропускания 11 = 1000 Гц + 250 Гц;12 = 2000 Гц + 250 Гц; 1 з = 3000 Гц + 250 Гц и т.д, наблюдаются смещения в ту или другую сторону от , б, 1 з, основной частоты, спектра, изменения энергии, амплитуды импульсов отраженной волны относительно этих же параметров прямой волны, В случае мягких грунтов (ил, глины, песок) интенсивность и энергия отраженной волны существенно уменьшаются и составляют 0,30-0,40 прямой волны, а "резонансная (преобладающая) частота" спектра импульса смещается е область низких частот.При твердых грунтах (известняки, плотные песчаники и т,д.) интенсивность и энергия отраженных волн увеличивается, доходя до 0,7-0,9, а резонансная частота смещается е область высокихчастот,Выполненные измерения на частотах 1 = 940 Гц, Х 2 = 2300 Гц и 1 з = 3700 Гц, приведенные в таблице, позволяют утверждать, что анализ частотного спектра отраженных воли соеместно с коэффициентом отражения по интенсивности существенно повышает эффективность литоло;ического расчленения донных грунтов, 10 20 25 30 35 40 45 50 Способ осуществляется слсдук щим дбразом,Электрический импульс от накопителяпоступает на излучатель, где преобразуетсяв импульсы упругих колебаний.Волны, отраженные от поверхности днаи нижележащих пород, а также прямая волна воспринимаются широкополосным приемником-пьезокосой, преобразуютс вэлектрические сигналы и поступают на входусилителя, Усиленный сигнал по отдельнымканалам подается на входы узкополосныхфильтров.Количество фильтров определяется ди 5 апаэоном принятых частот измерений, т.е,1000 - 10000 Гц или 500 - 5000 Гц и т.датакже характеристикой фильтров, полосойих пропускания и конструктивными особенностями, габаритами. При полосе пропускания 450-500 Гц желательная разностьрезонансных частот фильтров составляет неменее 800-1000 Гц.С выхода фильтров сигналы поступаютна входы широкополосных регистраторов, екачестве которых используются электрические (осциллографические, магнитные) записывающие устройства,В каждом канале на записи вначале регистрируются прямая волна и далее, черезопределенный промежуток времени (е зависимости от глубины водоема), отраженныеволны от дна и подданных отложений,Измеряют амплитуду, частотныйспектр, энергии прямой и отраженных волни, сравнивая их с параметрами прямой волны, а также эталонных отражений, опреде-ленных на участках с известными породамидонных отложений, устанавливают литологию исследуемого участка дна.Технико-экономическая эффективностьпредложенного технического решения заключается в повышении достоверности распознавания донных грунтов, что позволяет внесколько раз сократить сроки морских наблюдений и объем отбора образцов грунта.Ф о р мул а и за бр ете н ияСпособ изучения донных отложений, основанный на излучении и приеме упругихколебаний, по которым судят о литологииотложений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения достоверности литологического расчленения донных отложений, излучение и прием производятширокополосными излучателем и приемником, определяют коэффициенты отраженияна различных частотах вдиапазоне 100010000 Гц; строят частотные характеристикипрямой и отраженных волн вдоль профилясъемки, сравнивают резонансные частоты,интенсивность и энергию отраженных волн1806388 Составитель З.ТагиевТехред М.Моргентал Редактор Н.Коляда Корректор И.Шмакова Заказ 975 Тираж Подписное ,ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж.35, Рэушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 г внял(1 Ибаньм 14 11 лрзьт 11: )"4 и 1 трямых волн и;.;. Вели 1 енд 1, .;Черте лческик параметров волнь 1 и сме 1111.чи 10 резонансчОЙ частоты в чизкочасгогную область Выделяют 1;Лот НЫЕ гЛИ 11 Ы И СООт ВЕтСтВЕ СЧО ПО ЛХ УМЕНЬ.и;ению и смеиению резонансной астоты Ввысокочастотную область выделяют рыклыеотлсжения