Способ сейсмических исследований

(Я)5 О 01 Ч 1/00 сколько стУстройдержит элисточник 1тельный ус ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ(57) Использование: прикладная геофизика,сейсморазведка верхней части разреза.Сущность изобретения: электродинамическим импульсным источником возбукдаютколебания симметричной формы, упругие Изобретение относится к методам . прикладной геофизики и может быть использовано в сейсморазведке полезных ископаемых.Цель изобретения - повышение точности оценки дисперсии фазовой скорости поверхностных сейсмических волн за счет уменьшения влияния сопутствующих помех в виде высших мод в сравниваемых сигналах и снижения требований к точности установки точек приема сигналов,Высшие моды, поступающие на датчики, преобразуются в осцилляции на соответствующих частотах отсечки. Иэ-за различия фазовых скоростей основной и высших мад в каждой иэ 10 точек суперпозиция указанных выше осцилляций происходит хаотически при регулярном сложении двух максимумов основной моды. Усреднение по10 пространственно разнесенных точкам 18 О 5417 А 1 колебания регистрируют в точках приема эквидистантно, расположенных вдоль линии профиля, сейсмические записи подвергают последовательна Гильберт-преобразованию, дифференцированию по времени и вычитанию из исходных до преобразования, и по величине максимумов преобразованных сигналов определяют из эмпирических соотношений значение частоты перегиба дисперсианной кривой фазовай скорости основной моды и величину отношения разницы максимальной и минимальной фазовой скорости основной моды к фаэавой скорости на частоте перегиба дисперсианной кривой фаэавой скорости основной моды,1 ил,приводит к оценке выигрыша в "10 раз, т,е,точность оценки дисперсии фазавай скорости повышается в - 3 раза,Кроме того, в предлагаемом способе дснижено требование к точности установкиточек приема в результате иг,ключения условия размещения точек приема в интерваледлины волны, имеющега принципиальное Овлияние на точность определения фазаоай Фьскорости Ч по способу-прототипу. Эта абус- длавливает дополнительное повышение точности оценки дисперсии фазавай скоростиповерхностных сейсмических волн,На чертеже представлена блок-схемаодного канала устройства, содеркащего неруктурно идентичных каналов, ство, реализующее способ, саектродинамический импульсный , сейсмоприемник 2, предвариилитель 3, Гильберт-преабразователь 4, дифференцируащее звено 5, вычитатель 6, балансированый усилитель 7, самописец 8.Способ сейсмических исследований дисперсии Фазавой скорости ос. ществляют следующим образом.С помощью сейсмаисточника 1 иэлуцают сейсмический импульс симметричной формы, который в виде поверхностных воли распространяется в земнои среде, т.е. вдоль поверхности грунта, вызывает в и-эквиди" стантна установленных сейсмаприемниках 2 элейтрические сигналы, Расстояние между сейсмаприемниками, измеренное вдоль линии, проходящей через сейсмоистоцник 1 па одну ат него сторону, определяют по Формуле 5 10 15 тель 7, в котором производят компенсацию разницы в уровнях сигнала да и после прохождения блаков 4 и 5, В блоке бпроиэвадят операцию вычитания преобразованного блоками 4 и 5 сигнала иэ исходного (с выхода усилителя 3), в результате чего палуча 50 ют сигнал, в осциллограмме котороговозникают два резких максимума. Регист-рируют высоту первого и второго максиму ма в каждом из и каналов с памащыа п-канального регистратора 8, В первой точке (1=1) дисперсия волн не влияет на форму сигнала, поэтому аба максимума реэультиЬХ "Ч 1имп20 где Ч 1 - минимальная фаэовая скорость по, верхностной сейсмической волны, тимп - длительность сейсмического импульса, измеренная на уровне 0,5 относительно ега пикового значения, причем первый сейсмап риемник 2 размещают в неволнавай зоне сейсмоистацника 1. Поступающий с выхода каждого сейсмаприемника 2 элелтрицескиисигнал усилива 1 от с помощью предварительного усилителя 3, причем уровень усиленного 30 сигнала попадает в рабаций диапазон вхрдных напряжений Гильберт-преобразователя 4. С помощью Гильберт-преобразователя 4 осуществляют следующие операции: разлай на ега входв 35 спектр; поворачивают кажду 1 о спектральную компоненту по фазе на 90 и делаот обратное Фурье-преобразование ат спектра к сигналу, Этот сигнал направляют на вход дифференцирующего звена 5, в катарам про изводят операцию дифференцирования по времени. С ега выхода последний поступает на один из входов вычитателя 6. На дру гой вход вычитателя подают сигнал,поступивший с выхода предусилителя 3 и 45 прошедший через балансировачный усилирующего сигнала па высоте равны, В удаленных от источника точках (2110) дисперсие искажает формч сигналов, что приводит к расхождению высоты пиков, причем зависимость их высоты ат номера точки регистрации определяется характером дисперсии, т.е, величиной основных дисперсионных параметров; частотой перегиба дисперсионной кривой Ь и относительным перепадом скоростей Ьччо.В зависимости от требуемой точности данных о дисперсии фазовой скорости на местности выбира 1 от то или иное значение горизонтальной базы , на которой предполагается размещение измерительных точек, содержащих и сейсмоприемникав, Измерения начинают с режима калибровки, когда все сейсмоприемники 2 размещают в первой тоцке, удаленной на " 0,3 Ь х от источника. Коэффициент усиления усилителей 6 устанавливают таким, цтобы в первой точке обеспечивалась равенство по высоте обоих максимумов в осциллограмме результирующего сигнала в каждом канале на выходе блоков 8, Затем сейсмоприемники 2 устанавливаат в цепочку: 1-й на расстоянииО,З Ьх,2-й на расстоянии 1,3 Ь х,З-й 2,3 Ьх и т.д, вдаль по линии, проходящей через источник. Коэффициент усиления усилителей 3 подбирают из условия нормализации уровня сигналов на всех точках регистрации и необходимости его "трехсигмального" превышения над шумами, причем для компенсации спада уровня сигналов на удаленных точках коэффициент усиления увеличивают с возрастанием номера точки, Иэ набора величин О 1 п 1,(х) И О 2 гпах(х 1) - первого и второго максимумов результирующего сигнала в каждой из и точек регистрации с помощью метода наименьших квадратов с использованием связей, даваемых эмпирическими формулами, определяют основные дисперсионные параметры 1 о и Ьч)чо.Предлагаемый способ сейсмических исследований имеет дополнительные технико-экономические преимущества: он не требует одновременности измерения фаз в разнесенных в пространстве точках и использует более грубые характеристики сигнала при не худшем результате оценки; способ базируется на применении импульсного режима работы, более употребительного в инженерной сейсморазведке, чем режим е непрерывным СВИП-сигналом; предлагаемый способ, используя импульсный режим, дает воэможность иметь экспресс-данные о среднем значении групповой скорости распространения поверхностных сейсмических волн, о примерном числе возбуждаемых источником высших мод на основе оценки количества импульсов, приходящих на удаленные от источника приемники. Следовательно, он бо лее доступен и прост в части технической реализации. Формула изобретенияСпособ сейсмических исследований, 10 основанный на регистрации поверхностных волн в и-пространственно разнесенных точках земной поверхности, обработке сейсмических записей, заключающейся в определении значения частоты перегиба 15 дисперсионной кривой основной моды Го и . Отношения разности максимального и минимального значении Фаэовой скорости Л ч=ч 2-ч 1 к скорости на частоте перегиба дисперсионной кривой Фаэовой скорости 20 ОСновной МОДЫ Чо, О Тл и ч а 0 щ и Й С я тем что, с целью повышения точности оценки за счет уменьшения влияния помех, с помощью электродинамического импульсного .сейсмоисточника генерируютсейсмический 25 импульс симметричной. формы, регистрируют сейсмические сигналы в точках, расположенных на прямолинейном профиле на расстоянии ЬХ друг от друга, с установкой ближайшей к сейсмоисточнику точки при- ЗО ема в его неволновой зоне, причем и выбирают в интервале би 10, а расстояние ЬХ определяют из неравенства ЬХЧ 1 симл, гДе Тямп - ДлитЕльнОСть сейсмического импульса, измеренная на З 502 макс Х макс(Х 1 о;Д ния первого ываемых в ллограмме преобразо ГДЕ 111 макс(Ж) И 1.2 макс(Х) - ЗНаЧ и второго максимумов, отсчи направлении развертки на осц результирующих после укаэанны ваний сигналов в 1-й точке прием Х 1, Х; - соответственно ра злектродинамического импуль моисточника до первой и 1-й то сигналов, 2и.1стояние Отного сейсчек приема уровне 0,5 относительно его пикового значения, в каждой точке приема последовательно производят Гильберт-преобразование принятых сигналов, дифференцирование преобразованных сигналов по времени и вычитание полученных сигналов иэ исходных принятых сигналов, а дисперси 1 о фазовой скорости поверхностных сейсмических волн оценивают по усредненным значениям частоты ПЕрЕГИба 1 о И ОтНОШЕНИяМ Л ЧIЧо, ОПрЕдЕ- ляемым из соотношений1805417 Редактор тельсК роизводствен Заказ 940 ВНИИПИ Составитель Ю. ЗаславскийТехред М.Моргентал Корректор М, Андрушенк Тираж . Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС , 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 мбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101