Устройство для преобразования сейсмической информации

 

OllИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>562788

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.03.74 (21) 2004138/25 (51) Ч.Кл.- G 01 V 1/28 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Бюллетень ¹ 23 (45) Дата опубликования описания 04.08.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550.834.05 (088.8) (72) Авторы изобретения

К. С. Глиненко, И. В. Кедровский, Б. В. Пилипишин и М. И. Червонский (71) Заявители

Украинский научно-исследовательский геологоразведочный институт и Львовский ордена Ленина политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

СЕЙСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к устройствам магнитной обработки сейсмической информации и может быть использовано также во всех областях, где производится пространственная фильтрация с целью обработки (приема) сигналов.

Известно устройство для обработки сейсмической информации, содержащее аналоговую сейсмическую станцию, вычислительное устройство, электронно-лучевую трубку, фоторегистратор. Устройство предназначено для построения сейсмических разрезов (lj.

Недостатком данного устройства является суммирование сигналов на фотослое. Как известно, суммирование на фотоносптелях сейсмических сигналов не эффективно по следующим, причинам: динамический диапазон фотослоя невысокий; сложение сигналов на фотослое можно осуществить только по абсолютной вели чине (без учета знака).

Известно устройство, позволяющее преобразовать световое изображение в соответствующее ему изображение волнового поля с центром излучения в точке наблюдения, содержащее механическую систему круговой развертки, накопительную плоскость на фотослое, источник сейсмической информации (2).

Однако необходимость предварительной записи исследуемых сигналов на фотоноситель и последующее накопление сигналов в процессе обработки на фотоноснтсле существенно ограничивает оперативность обработки. Кроме того, используемая в устройстве механическая развертка снижает точность построения изображения волнового поля, а также позволяет восстанавливать волновые поля лишь сферических волн, что ограничивает область применения.

Из известных устройств для преобразования сейсмической информации наиболее близким по технической сущности является устройство для построения сейсмических разрезов по методу дифрагнрованных волн (3).

Это устройство содержит аналоговую сейсмическую станцию либо цифровую с цифра-аналоговым преобразователем, схему ИЛИ, сборку И, сборку ИЛИ. объединенные в коммутаторе; генератор тактовой частоты записи, блок управления и с;шхроннзацнн, блок задержки записи, объединенные в блок статических поправок; сумматор, блок функциональных генераторов, объединенные в вычислительное устройство; запоминающее устройство, генератор тактовой частоты чтения, цпфро-аналоговый преобразователь, генератор развертки блока индикации, ЭЛТ индикатора, объединенные в блоке построителя разрезов.

Недостатками этого устройства является необходимость масштабирования исходной информации перед обработкой, накопление ре562788 зультатов обработки на фотоносителе, сложпостн в достижении требуемой точности построения волнового поля, низкий к. п д. использования блоков при переходе с одного алl oP FIT RIFI o6PFIooTKF Н3 gPh l ой, QTc TcTBIIe B03 можности вывода промежуточных дBFIIlbix на различных этапах обработки.

Цель изобретения — повышение точности определения суммарного сигнала без снижения к.п.д. использования блоков аппаратуры при переходе с одного алгоритма обработки на другой.

Достигается это тем, что описываемое устройство дополнительно содержит блок задержки чтения, блок промежуточной памяти, делитель частоты, генератор кадровой развертки, генератор строчной развертки, электронно-лучевую трубку высокой разрешающей способности, маску-координатор, объектив, фотоэлектронный умножитель, схемы ИЛИ, импульсный усилитель, формирователь. Причем в нем генератор частоты чтения соединен со схемой ИЛИ, выход которой подключен к генератору строчной развертки и через делитель частоты к генератору кадровой развертки, выходы генераторов кадровой и строчной разверток электронно-лучевой трубки, связанной через маску-координатор, объектив, фотоэлектронный умножитель, усилитель с формирователем, выход которого соединен с входом управления блока промежуточной памяти и одним пз в одов схемы ИЛИ, к другому входу которой подключен выход управления блока промежуточной памяти, выход системы

ИЛИ через блок задержки чтения, счетчики и дешифраторы подключены к входам управления записью-чтением запоминаюшего устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Она содержит цифровую сейсмическую станцию 1, аналоговую сейсмическую станцию 2, аналого-цифровой преобразовател" (АЦП) 8, схему ИЛИ 4, сборку И 5, сборку

ИЛИ б, генератор 7 тактовой частоты записи, блок 8 управления и синхронизации, блок 9 задержки записи, блок 10 промежуточной памяти, сумматор 11, запоминающее устройство (ЗУ) 12, дешифратор 18, счетчик 14, генератор 15 тактовой частоты чтения, генератор 1б развертки блока индикации, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 17, счетчик 18, дешифратор 19, схему ИЛИ 20, блок 21 задержки чтения, ЭЛТ индикатора 22, схемы

ИЛИ 28, 24, схему И 25, генератор 2б строчной развертки, генератор 27 кадровой развертки, делитель частоты 28, формирователь

29, импульсный усилитель 80, электронно-лучевую трубку высокой разрешающей способности (ЭЛТ BPC) 81, маску-координатор 82, объектив 88, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 84, блок 85 функциональных генераторов.

5О

Сейсмические станции 1 и 2 соединены по выходу синхронизации (трасса отметк l момента) через схему ИЛИ 4 с генератором 7 тактовой частоты, блоком 8 управления H cIIFIхронизации. Последний соединен со следуюшими блоками: блоком 9 задержки записи, сборкой И 5, блоком 21 задержки чтения, счетчиками 14, 18, генератором 15 тактовой частоты чтения, генератором 1б развертки блока индикации, входом стирания запоминащего устройства 12, блоком 10 промежуточной памяти. Генератор 7 тактовой часготы записи соединен с блоком 85 функциональны.: генераторов через блок 9 задержки записи, схему ИЛИ 20, схему И 25 со схемой ИЛИ 24 и синхровходом АЦП 8. Генератор 15 тактовой частоты чтения соединен со схемами ИЛИ

20, 21 и управляющим входом блока 10 промежуточной памяти. Блок промежуточной памяти соединен со следующим" блоками: блоком 8 управления и синхронизации. сумматором 11, схемами ИЛИ 28, 24.

Выход схемы ИЛИ 28 соединен со c,÷åëóþщими блоками: генератором 1б развертки блока индикации, синхровходом HAIL 17, генератором 2б строчной развертки, через блок

28 делителя частоты — с генератором 27 кадровой развертки. Сейсмическая станция 1 по сигнальному выходу соединяется через аналого-цифровой преобразователь 8, сборку ИЛИ б с информационным входом запоминающего устройства 12. Сейсмическая станция 2 по сигнальному выходу соединена через сборку

ИЛИ б с информационным входом записи блока 12. Информационный выход блока 12 подключен к одному из выходов сумматора 11.

Выход сумматора 11 соединен со следующими блоками — блоком 10 промежуточной памяти, сборкой И 5 и через цифро-аналоговый преобразователь 17 — с входом ЗЭЛТ 22.

С помощью генераторов 26, 27 осуществляется оптическая связь с ЭЛТ BPC 8! через маску-координатор 82, объектив 88 с ФЭУ 84, выход которого соединен через импульсный усилитель 80, формирователь 29 со схемой

ИЛИ 24 и блоком 10 промежуточной памяти. Выход схемы ИЛИ 24 соединен через блок 21 задержки чтения, счетчики 14, 18, дешифраторы 18, 19 с входами управления записью-чтения запоминающего устройства 12.

Если используется аналоговое ЗУ 12, то сигнал нз блока 1 подается непосредственно в блок 12, а сигнал с выхода сумматора 11 на блок 22 подается, минуя блок 17 (см. пунктир). С помощью блоков 85, 81 изготавливается любая необходимая маска-координатор 82.

Пример осуществления алгоритма А (V, /„,) преобразования сейсмограмм. Суммирование сигналов по данному алгоритму состоит в предварительном распределении каждого дискретного импульса в плоскости V u

562788 (|дс 1 — скорость, /„, — время в мини. ме одографа) в соответств:.и с выр,",жен:.ями п5 — hp

1„, = tthp, где p — независимая переменная, являющаяся общей для уравнений (1). Интервал изменения р определяется граничными значениями

V и „„ t — текущее время сейсмограммы на и-й трассе. Поканально преобразованные указанным образом сейсмические импульсы суммируются, т. е. получается плоскость. в которой суммарная амплитуда А = А (V, 1„,).

Цикл преобразования сейсмической информации с помощью предлагаемой аппаратуры начинается с момента поступления на вход ее с синхровыхода сейсмической станции аналогового 1 или цифрового 2 типа импульса «Отметка момента взрыва». Последний, поступив на вход блоков 7 и 8 через схему ИЛИ 4, -tcпользуепся в блоке синхронизации и управления работой устройства 8 как единственный внешний синхроимпульс, а также запускает генератор 7 тактовой частоты записи. Блок 7 генерирует серио импульсов тактовой частоты записи периодом, равным интервалу дискретизации исходной информации, например, 2 10 сек. Тактовая частота записи с выхода последнего поступает в блок 9 задержки записи и в блок 8 аналого-цифрового преобразователя, где используется для синхронизации работы, определяя таким образом моменты времени, в которые с выхода блока 8 поступает через сборку ИЛИ б код мгновенного значения амплитуды входного сигнала,на информационный вход записи запоминающего устройства (2. Блок 8 вырабатывает все необходимые сигналы синхронизации и управления работой устройства.

Тактовая частота записи, поступив в блок 9 из блока 7, задерживается в последнем на время, равное величине статической поправки для данной обрабатываемой трассы. Beëè÷иua задержки изменяется автоматически при переходе к обработке каждой очередной трассы. Сигнал по изменению задержки поступает в соответствующий момент времени из блока 8. В дальнейшем тактовая частота записи поступает через схему ИЛИ 20 на вход схемы И 25.

В момент времени, выбранный оператором как начало обработки (например, пропускаются участки сейсмограммы с записью первых вступлений) и до момента времени конца рабочего диапазона записи (например, 5 сек) на второй вход схемы И 25 из блока 8 поступает сигнал, разрешая тем самым прохождение тактовой частоты записи на вход схемы

ИЛИ 24. Далее через блок 21 задержки чтения, счетчики 14, 18 и дешифраторы адреса

18, 19 тактовая частота записи поступает »а входы управления записи-чтения ЗУ 12. Тем с.=.:.1ым подготавливается соответствующая я :сйка блока 12 для записи кода амплитудного значения входного сигнала, соответствующего данному моменту дискретизации входной информации. К моменту окончания рабочего диапазона записи все коды мгновенных значений амплитуд входного сигнала запишутся в блок 12 подряд в ячейках с возрастающими номерами.

После окончания цикла записи очередной трассы запрещается прохождение тактовой ча=тоты записи через схему И 25 и запускается генератор 15 тактовой частоты чтения, генерирующий серию синхроимпульсов, используемых в качестве синхронизирующих в цикле чтения информации из блока 12 и записи ее в блок 10. Тактовая частота чтения с выхода олока 18 поступает на управляющий вход блока промежуточной памяти 10, кроме того она также поступает через схему ИЛИ 28 на вход генератора строчной пилообразной формы развертки 2б и через делитель частоты

28 — на вход генератора кадровой развертки ступенчатой, формы 27. С помощью последних осуществляется сканирование поверхности ана ЭЛТ ВРС 81 электронным лучом, а затем сканируется световой точкой маскакоординатор 82. Маска 82 представляет собой кадр, на котором нанесены линии, по которым необходимо разместить в плоскости V>1„, коды амплитуды мгновенного значения сигнала данной трассы, рассчитанных в соответствии с выражениями (1). Маска-координатор изготавливается с помощью блока .85 функциональных генераторов и электроннолучевой трубки высокой разрешающей способности (ЭЛТ BPC) 81. Световой луч сканирует поверхность маски параллельно оси плоскости (V, t„,). Таким образом, моменты времеш1 пересечения лучом линий на маске

82 соответствуют координатам линий в плоскости (V, l„,), т. е. из серии синхроимпульсов тактовой частоты чтения образуется серия импульсов чтения, в которой последние распределены во времени таким образом, чтобы чтение соответствующей ячейки ЗУ 12 происходило в момент времени прохождения под зазором магнитных головок блока 10, места на магнитном носителе, которое соответствует координатам (Г, t»). Ввиду того, что чтение каждой ячейки ЗУ 12 осуществляется многократно в качестве ЗУ 12 должно быть применено ЗУ без разрушения информации при считыван;и. Другими словами производится преобразование время-координата при чтении слов иа ЗУ 12, что позволяет произвести запись их в блок 10 в точке с данными координатами в плоскости (1, t„,). Это позволяет организовать в блоке 10 промежуточной и".60 мяти построение плоскости

=1(1,1 ) где и — номер трассы сейсмограмм.

Процесс синтеза последней протекает следу562788

Зо

40 ющим образом. Импульсы с выхода

ФЭУ 84 усиливаются усилителем 80, формируются с помощью формирователя 29 и поступают на управляющий вход блока 10 промежуточной памяти. Кроме того, через схему ИЛИ 24, блок 21 задержки записи, счетчики 18, 18, дешифраторы 18, 19 эти сигналы поступают на шины адреса блока 12, определяя тем самым моменты времени, в которые считывается информация из очередной ячейки ЗУ 12. Считанная информация поступает через сумматор 11 в блок 10 промежуточной памяти, Таким образом информация данной обрабатываемой трассы перепишется из блока 12 в блок 10 «К» раз, где

«К» — количество строк разбивки плоскости (V, t„,). Каждая строка представляет собой функцию А,=((1„,) „-=collat. Ii=collst . После завершения преобразования первой трассы образуется плоскость A„=f(V, t,, записанная построчно в блоке 10. После чего цикл преобразования повторяется, но для преобразования в цикле записи на вход ЗУ 12 поступает следующая трасса, а преобразование осуществляется с использованием маски, изготовленной для этого канала в соответствии с выражением (1) . Тактовая частота чтения при этом поступает на генераторы 26, 27 через схему ИЛИ 28 из блока 10. Благодаря этому устраняется погрешность, связанная с непостоянством скорости движения магнитного носителя в блоке 10.

При преобразовании второй трассы одновременно синтезируется плоскость А =f (V, t„„)„q +1 (V, t„,) „=.. Для чего на сумматор 11 поступает информация ранее преобразованной трассы, а результат, т. е. суммарная плоскость А„(Р,1„,) „= „=., записывается на второй дорожке блока 10. После того как будут преобразованы все трассы сейсмограммы, в блоке 10 синтезируется плоскость

А = f(V,t„,)„=ii, которая может быть выведена на экран ЭЛТ индикатора 22 с помощью блоков 16, 17, работа которых синхронизируется тактовой частотой чтения. Эта операция может быть осуществлена также после преобразования любой трассы, т. е. вывод информации на индикатор возможен в процессе обработки информации.

Работа устройства при реализации других алгоритмов обработки может несколько отличаться от описанной, однако при этом будут использованы все перечисленные блоки. Меняется лишь маска-координатор 82, которая изготавливается в соответствии алгоритмом обработки. Рассматриваемая аппаратура позволяет реализовать кроме описанного выше алгоритма А (V,t„,) преобразования сейсмограмм и ряд других способов преобразования, с помощью которых осуществляются интерференционные регистрирующие системы, например, метод дифрагированных волн, РНП, плос: ский фронт, управляемый плоский фронт, ре45

65 гулируемый управляемый фронт, ОГТ, метод равных удалений и др., а также возможные комбинации перечисленных алгоритмов. Поскольку при реализации указанных алгоритмов используются одни и те же связи и участвуют все блоки аппаратуры, не будем останавливаться на работе последней при осуществлении всех перечисленных алгоритмов.

Благодаря разделению тракта сигнала с трактом преобразования и задержек, разделению во времепи и в блоках операций преобразования и сложения сигналов, а также исключению операции предварительного масштабирования амплитуды сигнала при синтезе суммарных преобразованных плоскостей достигается высокая точность обработки информации. Устройство призвано заменить ряд спе циализированных устройств, применяемых для обработки сейсмической информации по различным алгоритмам.

Формула изобретения

Устройство для преобразования сейсмической информации, содержащее цифровую либо аналоговую сейсмическую станцию, аналогоцифровой преобразователь, схемы ИЛИ, сборку И, сборку ИЛИ, генератор тактовой частоты записи, блок управления и синхронизации, блок задержки записи, сумматор, запоминающее устройство, дешифраторы, счетчики, генератор тактовой частоты чтения, генератор развертки блока индикации, цифро-аналоговый преобразователь, блок задержки чтения, запоминающую электронно-лучевую трубку индикатора, схему И, блок функциональных генераторов, отл и ч а ю щее ся тем, что, с целью повышения точности определения суммарного сигнала без снижения к.п.д. использования блоков аппаратуры при переходе с одного алгоритма обработки на другой, в нем установлены блок задержки чтения, блок промежуточной памяти, делитель частоты, генсратор кадровой развертки, электронно-лучевая трубка высокой разрешающей способности, маска-координатор, объектив, фотоэлектронный умножитель, схемы ИЛИ, импульсный усилитель, формирователь, причем генератор частоты чтения соединен со схемой ИЛИ, выход которой подключен к генератору строчной развертки и через делитель частоты к генератору кадровой развертки, выходы генераторов кадровой и строчной разверток электроннолучевой трубки, связанной через маску-координатор, объектив, фотоэлектронный умножитель, усилитель — с формирователем, выход которого соединен с входом управления блока промежуточной памяти и одним из выходов схемы ИЛИ, к другому выходу которой подключен выход управления блока промежуточной памяти, выход системы ИЛИ через блок задержки чтения, счетчики,и дешсифраторы подключены к входам управления записьючтением запоминающего устройства.

Составитель В. Зверев

Техред А. Камышникова

Корректор В. Гутман

Редактор Е. Гончар

Заказ 497/!(70 Изд. ¹ 56 Тираж 725 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фнл. пред. сПатент»

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР K 192422, М. Кл G 01 Ч 1/28, 1967.

2. Завьялов В. Д. «Введение в сейсмическую голограф|по на плоскости». М., ОНТИ

ВИЭЛ!С, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР ¹ 192424, М Ел 2 G OI \ 1/28 1967 г.