Способ регистрации вибрационных сейсмических сигналов

3где м, - начальное значение частоты в сигнале 1 маис - конечное значение частоты В сигнале; Рр - мгновенная разность частот, наблюдаемых в точке возбуждения и точек приема; на фиг, 2 - разность частот (колебание разностной частоты) и в случае вибрационного сигнала с прямоугольной огибающей до подачи на полосовой сжимающий фильтр; на фиг. 3 - колебание разностной частоты, пропущенное через полосовой фильтр, где т - длительность собственных процессов, возникающих в фильтре; на фиг. 4 - спектр 5(Р) колебаний разностной частоты (спектральный 10 де отрезка синусоиды с постоянной амплитудой А. (см. фиг. 3). Спектр этого отрезка изображен на фиг. 4. После пропускания колебания (см. фиг. 2) через полосовой фильтр с частотной характеристикой типа б (см, фиг. 8) 55 и собственным процессом типа 8 (см. фиг. 9) на выходе фильтра образуется колебание, изображенное на фиг. 3. Процесс установления колебаний на выходе полосового фильтра в случае подачи на его вход внезапно начинающейся синусоиды хорошо извес"пны импульс) до прохождения через фильтр; на фиг. 5 - спектр того же сигнала после про хождения через фильтр; на фиг, 6 - зависимость частоты от времени для сигналов источника 3 и приемника 4 по предлагаемому способу, где 1 н - время начала регистрации; ть - время прекращения регистрации;- мгно венное значение частоты в сигнале в момент начала регистрации, равное заданному значению; ХТ - интервал добавочного холостого излучения; Ть= Ть+ЬТ - длительность излучения по предлагаемому способу; на фиг.7 - 25 колебания разностной частоты на выходе полосового фильтра, где выделена регистрируемая часть колебаний, причем Т= Т ь - 1 н - время регистрации; на фиг, 8 - частотные характеристики типичных полосовых фильтров, 30 используемых на практике в сейсморазведочной аппаратуре, где Р - текущее значение частоты; Ро - резонансная частота полосового фильтра; кроме того, обозначены фильтр с частотной характеристикой 5, фильтр с харак теристикой б; на фиг. 9 - свободные колебания ЕЯ на выходе полосового фильтра, причем процесс 7 соответствует фильтру с частотной характеристикой 5 (см. фиг. 8), процесс В - фильтру 9 с характеристикой б, и т. д, 40В известном способе излучение и регистрация вибрационных сигналов осуществляется в соответствии с указанным на фиг, 1 - 3, Развертка частоты в излучаемом сигнале происходит по линейному закону 1 (см, фиг, 1) от 45 наименьшего значения частоты , до наибольшего мнс за время Ть Развертка частоты в регистрируемом сигнале (в случае однородной среды) происходит по тому же закону (кривая 2), но с запаздыванием во времени на 50 1 ь Разность частот в интервале 11 в : Ть выделяется как колебание с постоянной частотой Рр. В 1 случае вибрационнопо сигнала с арямоугольной огибающей она регистрируется в ви 4Процесс на выходе фильтра представляет собой сумму вынужденных колебаний и собственных колебаний. Длительность переходного процесса для реальных фильтров, используемых в сейсморазведочных аппаратах, может быть приближенно определена по кривым, изображенным на фиг. 9, Из этих кривых,.видно, что переходные процессы практически заканчиваются, когда 2 л Го 1=15, т. е. приближенное время переходного процесса можно найти по формуле:- т(1)2 Ро Рогде Ро - резонансная частота полосовогофильтра, которая выбирается в зависимости от диапазона регистрируемых времен 1,;,;, по формуле:Р максУ (2)Тьгде Л - полоса рабочих частот (разверткачастоты в сигнале);Ть - длительность излучаемого сигнала,Спектр сигнала после прохождения через фильтр может быть получен графически из спектра (см. фиг. 4) пропорциональным уменьшением всех спектральных составляющих в соответствии с частотной характеристикой фильтра типа б (см. фиг. 8). Такой спектр построен, (см. фиг. 5), исходя из предположения, что на частоте Рр спектральная составляющая ослабляется в 4 раза (что соответствует показанному на фиг, 2 и 3), а РО=ЗРр. Как видно из фиг. 5, спектр, выполняющий функцию сейсмического импульса, сильно искажен.Сущность предлагаемого способа заключается в изменении обычной последовательности операций возбуждения и приема. Предлагается вести запись колебаний разностной частоты не с момента возбуждения, или с момента поступления сигнала на вход приемника 1 ь а с задержкой ЬТ (время холостого хода вибратора), равной или большей времени переходного процесса т в фильтре, а заканчивать запись до прекращения работы вибратора (см, фиг, 6). В этом случае будет записан сигнал, показанный на фиг. 7 жирной линией. Он представляет собой неискаженный переходными процессами отрезок синусоиды, спектр которого будет подобен спектру, показанному на фиг,4 с той лишь разницей, что все составляющие будут пропорционально уменьшены в 4 раза, в том числе и лепестки на частотах вблизи Ро. Таким образом, введением времени холостого хода из записи устраняются те участки разностной частоты, в которых сосредоточена основная энергия высокочастотных составляющих заключенная в боковых лепестках спектрального импульса.Время холостого хода и соответствующий ему интервал холостых частот въьбираются так, чтобы в момент начала записи 1 частота в принимаемом сигнале была равна заданной нижней граничной частотевибрационногосигнала (см. фиг. 6). В этом случае активнаяширина полосы рабочих частот, которая определяет разрешающую способность, не будетуменьшена. Время холостого хода можетбыть расчитано по формулам (1) и (2), исходя из неравенства ЬТ)т. Общее время ЬТ,г.задержки регистрации после начала работывибратора равноЬУ; = ЬУ+10Таким образом, предлагается видоизменитьобычную последовательность операций возбуждения и приема сейсмических сигналов иосуществлять запись вибрационных сигналов,преобразованных в разностные частоты и пропущенных через полосовой фильтр, выполняющий функцию автоматического регулятораамплитуд, не с момента поступления этих сигналов на вход приемника, а с задержкой вовремени ЬТ, равной (или большей) длительности переходного процесса в фильтре, регистрацию сигналов прекращать до прекращения работы вибратора, т. е. в тот момент, когда на приемник еще поступает полезный сигнал. Благодаря этому сильные сигналы при 25преобразовании колебаний разностной частоты в импульсную запись ослабляются без искажения их формы, уменьшается фон помех,создаваемых боковыми лепестками интенсивных сигналов на большом времени, облегчает- З 0 ся выделение слабых полезных сигналов на этом фоне, что является необходимой предпосылкой для повышения глубинности исследований.Предлагаемый способ регистрации может быть реализован на известной аппаратуре спектрального типа введением в регистрирующую часть этой аппаратуры реле времени для задержки момента записи относительно момента включения вибратора. Предмет изобретенияСпособ регистрации вибрационных сейсмических сигналов, основанный на их преобразовании в разностные частоты и фильтрации, отличаюиийся тем, что, с целью снижения фона помех, создаваемых боковыми лепестками интенсивных сигналов на большом времени и облегчения выделения слабых полезных сигналов на этом фоне, запись начинают с задержкой после поступления сигналов на вход приемника, определяемой длительностью переходного процесса в фильтре, а заканчивают до прекращения работы вибратора, причем начальную частоту вибрационного сигнала выбирают так, чтобы в момент начала записи мгновенное значение частоты в вибрационном сигнале было равно заданному.Заказ 1002(17 Изд.217 Тираж 755 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 графин, пр. Сапунова, 2