Способ контроля цифровых сейсморегистрирующих каналов

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Заявлен способ контроля цифровых сейсморегистрирующих каналов, включающий подачу на вход канала калибровочного сигнала. При этом производят два его последовательных измерения с формированием уровней калибровочного сигнала на входе аналогово-цифрового преобразователя и по величине разности выходных цифровых сигналов судят о работе сейсморегистрирующего канала. Дополнительно выполняют оценку переменного тренда выходных цифровых сигналов путем сглаживания тренда посредством фильтра второго порядка астатизма с бесконечной импульсной характеристикой. Технический результат: повышение достоверности измерений. 1 ил.

 

Изобретение относится к области геофизики, а более конкретно к измерениям при проведении сейсморазведки на море.

Известен способ морской сейсмической разведки, в котором для контроля достоверности измерений сигналов сейсморегистрирующими каналами при проведении морской сейсмической разведки с регистрацией упругих колебаний многоканальным приемным устройством, размещенным на судне, обрабатывают измеренные сигналы, полученные по нескольким сериям профилей при расстояниях между профилями, выбираемыми из условия реализации пространственной апертуры [1].

Данный способ отягощен как объективными, так и субъективными ошибками, обусловленными неравномерностью движения судна, особенно при волнении и ветре, необходимостью в процессе движения судна непрерывно выставлять дополнительное оборудование в воду со скоростью, равной скорости движения судна.

Известен также способ контроля цифровых сейсморегистрирующих каналов, включающий передачу на вход канала аналогового калибровочного сигнала, в котором для повышения достоверности измерений в качестве калибровочного канала использован выход канала сейсмодатчика, при этом производят два последовательных его измерения с формированием уровней калибровочного сигнала на входе аналогово-цифрового преобразователя, отличающихся в N раз. При этом контролируют время преобразования калибровочного сигнала и по величине разности выходных цифровых сигналов судят о работе сейсморегистрирующего канала [2].

По сравнению со способом [1] данный способ за счет двух последовательных измерений выходных сигналов сейсмического датчика с последующим формированием уровней на входе аналогово-цифрового преобразователя, отличающихся в N раз, с контролем времени преобразования калибровочного сигнала обеспечивает более достоверный контроль работы сейсморегистрирующего канала по величине разности выходных цифровых сигналов.

Однако формирование уровня калибровочного сигнала на входе аналогово-цифрового преобразователя с последующим его сравнением с величиной разности выходных сигналов с контролем времени преобразования не является способом объективного контроля о работе сейсморегистрирующего канала, так как сейсмический процесс носит существенно нерегулярный характер и представляет собой суперпозицию нескольких нерегулярных волн ввиду того, что на профиль первичных волн накладываются вторичные волны с меньшими амплитудами и периодом, обусловленные как искажениями естественного фона из-за неоднородности внешних геофизических явлений, так и влиянием помех промышленного характера, что приводит к тому, что сигналы на входе и выходе аналогово-цифрового преобразователя будут искажены нестационарностью тренда, имеющего переменный характер.

Задачей заявляемого технического решения является повышение достоверности измерений посредством сейсморегистрирующих каналов.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе контроля цифровых сейсморегистрирующих каналов, включающем подачу на вход канала калибровочного сигнала, в котором в качестве калибровочного сигнала использован выход канала сейсмодатчика, при этом производят два его последовательных измерения с формированием уровней калибровочного сигнала на входе аналогово-цифрового преобразователя и по величине разности выходных цифровых сигналов судят о работе сейсморегистрирующего канала, в котором дополнительно выполняют оценку переменного тренда выходных цифровых сигналов путем сглаживания тренда посредством фильтра второго порядка астатизма с бесконечно импульсной характеристикой.

Выполнение оценки переменного тренда выходных цифровых сигналов путем сглаживания тренда посредством фильтра второго порядка астатизма с бесконечной импульсной характеристикой позволяет выделить низкочастотный спектр цифровых сигналов с подавлением более высокочастотного, что обеспечивает формирование уровней калибровочного сигнала по выходным цифровым сигналам, очищенным от высокочастотного шума. Кроме того, отпадает необходимость контроля времени преобразования калибровочного сигнала, так как время контроля определяется постоянной величиной.

Новый признак, заключающийся в оценке переменного тренда выходных цифровых сигналов сейсмодатчика посредством фильтра второго порядка астатизма с бесконечной импульсной характеристикой для формирования уровней калибровочного сигнала для решения задачи контроля цифровых сейсморегистрирующих каналов с использованием выхода канала сейсмодатчика из известного уровня техники не выявлен, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Способ иллюстрируется чертежом, на котором представлена блок-схема фильтра второго порядка астатизма с бесконечной импульсной характеристикой. Фильтр включает накапливающие сумматоры 1, 2, умножители 3, 4, блок суммирования 5. Накапливающий сумматор 1 имеет инверсный вход 6. Собственная частота фильтра равна ω=2π/6. Коэффициент сглаживания α=10³.

Способ осуществляется следующим образом. С выхода канала сейсмодатчика сигнал подается на вход фильтра. Сигнал на входе фильтра имеет вид

Z_вк(t)=αcos(ωt+ψ)+Nt.

На выходе фильтра сигнал имеет вид Zвых(t)=αcos(ωt+ϕ)+n(t), где n(t)=L_сф[N(t)] - фильтрованный входной шум N(t);

L_сф - линейный дифференциальный оператор, соответствующий дифференциальному уравнению следящего фильтра второго порядка астатизма . Амплитуда выходного сигнала и его фаза ϕ зависят от расстройки фильтра Δω=ω-ω₀ и параметра затухания α, который определяется с учетом того, что частота вынужденных колебаний фильтра в точности равна частоте ω входных колебаний.

С выхода фильтра сигнал, имеющий вид , подается на вход аналогово-цифрового преобразователя для формирования уровней калибровочного сигнала. По величине разности выходных цифровых сигналов, очищенных от высокочастотного входного шума, судят о работе сейсморегистрирующего канала.

Реализация заявляемого предложения технической сложности не представляет, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности "промышленная применимость".

Источники информации.

1. Патент РФ №1829665.

2. Патент РФ №2040019.

Способ контроля сейсморегистрирующих каналов, включающий подачу на вход калибровочного сигнала, в котором в качестве калибровочного сигнала использован выходной сигнал сейсмодатчика, при этом производят два его последовательных измерения с формированием уровней калибровочного сигнала на входе аналого-цифрового преобразователя и по величине разности выходных цифровых сигналов судят о работе сейсморегистрирующего канала, дополнительно сглаживают тренд выходных цифровых сигналов посредством фильтра второго порядка астатизма с бесконечной импульсной характеристикой, отличающийся тем, что частота вынужденных колебаний фильтра равна частоте входных колебаний при собственной частоте фильтра, равной 2π/6.