Способ сейсмической разведки

Соей Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОЬЕЕТЕНИЯК АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ависимое от авт. свидетельства-аявлено 25.11.1970 ( 1410244/26-25) ПК 601 ч 10 с присоединением заявки М Комитет по делам еобретений и открыти ри Совете Министров СССРиор,ите Опубликовано 19.Х.1971. Бюллетень3 Дата опубликования описания 29.Х 11,197 К 550.834 (088.8) вторызобретения о и Д. ф. Линчевский Краснодарский филиал Всесоюзного научно-исследовательско института геофизических методов разведкиаявитель ОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДК 2 Изобразведкния линИзвеведки,ских систоитфазы иложен и ретеиие относится к способ и, при которых применяют ейно изменяющейся частот стен способ вибрационной основанный на возбуждени гналов заданной формы, к в суммировании колебани амплитуды которых обеспе е в ряд Фурье импульса за ам сеисмося колебаы,сейсморази сейсмичеоторый сой, частоты,чивают разданной форВибратор, установленныи на грунте, во буждает за один цикл сигнал заданной продо жительности, одной частоты и постоянной амплитуды. От цикла к циклу частота вибратора увеличивается на 1 гтрк. При каждом цикле возбукденные в грунте сигналы принимаются сейсмопр иемником, установленным непосредственно у вибратора, и сейсмоприемником, расположенным в отдалении,Принятые от сейсмоприемников сигналы регистрируются на магнитной ленте раздельно, Количество циклов определяется диапазоном частот, выбранным для изучения сейсмического разреза. Так, например, для полосы частот от 20 до 80 гц необходимо провести 60 циклов.Сигналы, зарегистрированные от сейсмоприемника, расположенного у вибратора, суммируются от всех циклов, Перед суммированием для получения острого суммарного импульса амплитуды и фазы сигналов каждого цикла подбираются опытным путем. Затем стеми же регулировками фаз и амплитуд суммируются сигналы, принятые отдаленным сайсмоприемником.5 Полученная таким образом суммарная запись имеет вид, сходный с сейсмической записью, получаемой при взрывных способахсейсморазведки.Существенным недостатком описанного сао 10 соба является принципиальная невозможностьсжатия динамического диапазона сейсмических сигналов по их предварительной записи.Динамический диапазон промежуточных регистраторов, применяемых для предварительной15 записи, как правило, не превышает 50 дб, в товремя как динамический диапазон сейсми 1 еских сигналов на времени 5 сек составляет100 - 120 дб. Это существенно ограничиваетглубину исследований,20 Другой недостаток известного способа Состоит в необходимости подбора фаз и амптитуд сигналов суммируемых циклов, что услалсняет процесс получения результирующей заиси и делает его трудоемким,25 Целью изобретения является упрощениепроцесса и сокращение времени обработки с 1 тгналов с одновременным увеличением глубиныисследований сейсмического разреза.Цель достигается за счет суммирования т 30 резков линейно изменяющейся частоты и Выполнения дополнительных операций, обеспечивающих сжатие динамического диапазона амплитуд сейсмических сигналов.На фиг. 1 показана схема, поясняющая суммирование отрезков колебания линейно изменяющейся частоты; на фиг. 2 - график изменения частоты сигналов сейсмоприемника; нафиг. 3 - развертка суммарного импульса пообразующей; на фиг. 4 - блок-схема для осуществления предложенного способа.Вибратор 1, установленный на грунте, возбуждает в,последнем упругие колебания, частота которых изменяется во времени по линейному закону:в =2 а 1+й (1)где 2 а=Т,- скорость изменения частоты;в и ог - граничные частоты диапазона возбуждаемых колебаний;Т, - время развертки частоты от и до вСигнал сейсмоцриемника 2, установленногоу вибратора,Ц, (Е) =(/. соз(аР+в), (2)и сигнал сейсмоприемника 3, установленного вотдалении,ИЯ =Х, СУ, созыва(1 - Ь. ) +а( - к ), (3(где 15 - амплитуда колебаний на выходе)сейсмоприемника 2; У, - амплитуда к-тойотраженной (преломленной) волны на выходесейсмоприемника 3, 1, - время пробега к-тойволны от вибратора до отражающей (преломляющей) геологической границы и от нее -до сейсмоприемника 3), усиленные сейсмическими усилителями 4, поступают на раздельные входы суммирующего регистратора б.Суммирование сигналов производится следующим образом,Сигнал сейсмоприемника 2, частота которого изменяется по линейному закону -см.уравнение (1), записывается регистратором ов виде отрезков равной длительности такимобразом, что начало каждого последующегоотрезка совмещено с началом предыдущего.Эта операция может быть осуществлена с помощью магнитного регистратора барабанноготипа, Время полного оборота барабана равнодлительности суммируемых отрезков, Суммирование отрезков может производиться как впроцессе их записи путем накопления, так и поокончании работы вибратора при одновременном считывании всех отрезков с помощью магнитной головки.Получаемая суммарная запись контролируется в процессе работы вибратора воспроизводящей магнитной головкой, установленнойрядом с записывающей,На фиг. 2 показаны: график изменения частоты сигнала сейсмоприемника 2, время развертки которой Т, разбито на У участковравной длительности Т, график изменения частоты к-той составляющей сигнала - см. выражение (3) и график изменения частоты суммируемых отрезков этих сигналов.Для получения острого суммарного импуль 5 10 15 26 25 30 35 40 45 50 55 60 65 са должно удовлетворяться условие:ЬЕТи гТ - целые числа, (4) Т - длительность отрезков; ЛР - изменение частоты вибратора за время Т; =О)на 2 я, чальная частота диапазона возбуждаемых ко. лебаний.На фиг. 3 показана развертка по образующей импульса, полученного в результате суммирования отрезков сигнала сейсмоприемника 2 при выполнении условия (4) на суммирующем регистраторе барабанного типа.Максимумы огибающей импульса Г(1) нахоТ дятся в точках =0 (или 1=Т) и 1= - и про.2 порциональны числу суммируемых отрезков. Между двумя основными максимумами кривой расположено У - 2 побочных максимума, амплитуды которых одинаковы и равны примерно амплитуде сигнала и не зависят от ХТаким образом, отношение амплитуды основного максимума к амплитуде побочного возрастает с увеличением числа суммируемых отрезков. Ширина основного максимума на нулевом уровне обратно пропорциональна диапазону возбуждаемых в грунте частот. Максимум суммарного импульса к-той волны смещен во времени относительно импульса, полученного в результате суммирования отрезков сигнала вибратора.Предлагаемый способ сейсмической разведки имеет по сравнению с известным ряд преимуществ. Возбуждение непрерывных колебаний линейно изменяющейся частоты, запись и одновременное суммирование принятых сигналов позволяют получить результирующую запись непосредственно по окончании работы вибратора. Кроме того, за счет использования колебаний линейно изменяющейся частоты с параметрами, удовлетворяющими условию (4), отпадает необходимость подбора опытным путем фаз и амплитуд суммируемых отрезков сигнала. Преимушества предлатаемого способа особенно сильно проявляются при многоканальном приеме сейсмических сигналов.При известном способе сейсмической разведки сжатие динамического диапазона сейсмических сигналов производится следующим образом.Сейсмический сигнал, представляющий собой сумму волн, отраженных (преломленных) различными геологическими границами и регистрируемых удаленным от вибратора сейсмоприемником 3, путем перемножения с сигналом сейсмоприемника 2, расположенного у вибратора, преобразуется в сумму колебаний с разностными частотами, пропорциональными временам отражений.Сжатиединамического диапазона амплитуд составляющих полученной суммы (пропорциональных амплитудам соответствующих отражений) производится путем ее дифференцирования с помощью дифференцирующей цепи, Продифференциро 318002ванные колебания разностных частот анализируются.По предлагаемому способу сейсмической разведки продифферекцированные колебания разностных частот с помощью однополосного модулятора преобразуются в колебания с линейным законом изменения частоты ,и затем суммируются.Сигналы сейсмопр иемников 2 и 3 (см. фиг. 4), усиленные усилителями 4, поступают на входы перемножителя б (например, балансного кольцевого модулятора). Сигнал с выхода перемножителя, представляющий собой сумму колебаний с разностными,и суммарными ча. стотами, поступает на вход фильтра нижних частот 7, подавляющего колебания с суммарными частотами. Отфильтрованные колебания разностных частот подаются на вход дифференцирующей,цепи 8 (например, дифференцирующего усилителя), изменяющей амплитуды колебаний разностных частот пропорционально их частотам. Выходной сигнал дифференцирующей цепи, представляющий собой преобразованную сумму колебаний разностных частот, поступает на один из входов однополосного модулятора 9, на другой вход которого подается сигнал вибратора от сейсмоприемника 2. Выходной сигнал однополосного модулятора в виде колебаний линейно изменяющейся частоты поступает на вход суммирующего регистра. тора б. Одновременно на другой вход суммирующего регистратора подается через усилитель 4 сигнал сейсмоприемника 2.Порядок дифференцирования колебаний разностных частот дифференцирующей цепью выбирается в соответствии с необходимым ослаблением амплитуд сильных сигналов относительно амплитуд слабых. 6В результате дифференцирования динамический диапазон регистрируемых сейсмических сигналов уменьшается (сжимается) до величины, позволяющей записать их на регистра торах с ограниченным диапазоном записи.Таким образом, предлагаемый способ сейсмической разведки, основанный на суммировании отрезков колебаний линейно изменяющейся частоты, при выполнении условия (4) 19 позволяет: упростить процесс обработки вибросейсмических сигналов; увеличить глубину исследований при использовании вибрацио 9- ных источников сейсмических сигналов; получить,результирующую запись непосредственно 15 по окончании работы вибратора; контролировать качество сейсмической записи в процессе ее получения,Предмет изобретения 2 о Способ сейсмической разведки путем возбуждения в грунте вибратором колебаний линейно изменяющейся частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки записи, сигналы, принятые сейсмоприемниками, установленными у вибратора и удаленными от .него, раздельно записывают в виде отрезков, которые суммируют на одном ,регистраторе в течение всего времени работы вибратора; сигнал удаленного от вибратора сейсмоприемника после усиления перемножают с сигналом от сейсмоприемника, установленного вблизи вибратора, подвергают низкочастотной фильтрации, затем дифференцируют и вновь перемножают с сигналом сейсмоприемника, установленного вблизи вибратора, и записывают полученный сигнал и сигнал От сейсмоприемника, установленного вблизи вибратора, на суммирующем регистраторе,ставител Ко скт Редактор Т, Орловская Техред Л, д рр оры Е. Усоваи О, Тюрина бластная типография Костромского управления по печати Заказ 7637 Изд. М 139ЦНИИПИ Комитета по делам изобретенаМоск в а, Ж, Ра. Соколинский Ев онов Тираж 473открытии при Сов кая наб., д. 4/5 ПодписноМинистров СССР