Способ многоканальной регистрации и обработки вибрационных сейсмических сигналов

 

ОП ИСАНЙЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТИЛЬСТВУ (t>) 661466

Союз Соаетскнх

Социалнстнческнх республнн

1р (61)Дополнительное к авт. свиа-вуг (51) М. Кл.

Я 01 V 1/28 (22) ЗаЯвлено 09.03.77 (21) 2460058/18-25 с присоединением заявки №Гееудеретеехевй кемятет

СССР ее делам хэееретееех е еткрмтхх (23) Приоритета

Опубликовано 05,05.79бюллетень № 17 (53) УДК 550.834 (088.8) Дата опубликования описания 30.05.79 (72) Авторы изобретения

В. М. Силлер и Л. Г. Козлов

Казахский опытно-экспериментальный завод геофизических приборов Казгеофизприбор НПО " Геофизика (71) Заявитель (54) СПОСОБ МНОГОКАНАЛЬНОЙ РЕГИСТРА11ИИ И ОБРАБОТКИ

ВИБРАЦИОННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вибрациончой сейсмической разведке.

Иэвестиы способы и устройства для многоканальной регистрации и обработки сейсмических сигналов, включающие ре-. гистрацию сигналов на магнитных носителях с последующей обработкой путем .вычисления взаимной корреляционной функции между зарегистрированными сейсмическими и опорными сигналами (1)

Известны также способы и устройства для магнитной записи двух сигналов на одну дорожку, причем один из сигналов записывают с частотной модуляцией f2) . При таком способе спектры модулированного и немодулированного сигналов не должны перекрываться для надежного селектирования сигналов при воспроизведении. Поэтому полоса частот, занимаемая модулированным и немодулированным сиг» налами, оказывается гораздо шире полосы частот немодупированного сигнала. Но так как при регистрации сейсмических колебаний скорость движения магнитного носи2 теля выбирается по воэможности, малой, необходимой для записи сейсмических сигналов беэ искажений, а при воспроизведении она увеличивается в десятки раэ с цепью уменьшения времени обработки, то записать на одну магнитную дорожку два сигнала, один из которых промодулирован по частоте, можно лишь увеличивая скорость движения магнитного носителя. Это, в свою очередь, приведет к увеличению скорости движения магнитного носителя при обработке (что не всегда возможно по техническицт причинам), либо к увеличению времени обработки.

Наиболее близкйм техническим решением к предложенному является способ (3), согласно которому сейсмические колебания, принятые сейсмоприемниками, регистрируются на магнитном носителе с одновременной, регистрацией опорного сигнала. Затем сигналы подаются иа коррелятор, где вычисляют взаимную корреляционную функцию принятых сейсмических и опорного сигналов. При многоканальной

< с(1 1 »(где Л - амплитуда колебания;

1 - средняя частота колеба(шя, F щ — диапазон изменения частоты; 7п, — длительность сигнала;

7 — время прихода сейсмического

Оягнала1

Обозначим

" р д11 и +Z соответственно. Тогда сейсмические сигналы выразятся в следующем виде:

/ m (t++>».<) х„(Ч A e«2< о+ (<+ »

И системе каждый принятый сейсмический сигнал регистрируется на отдельной дорожке магнитного носителя. Поэтому число одновременно регистрируемых сейсмических сигналов определяется шириной ис. — 5 пользуемого магнитного носителя и количеством записывающих магнитных головок.

Существенно повысить число одновременно записываемых сигналов при таком способе регистрации возможно лишь при уве- 10 личении числа магнитных головок к ширины магнитного носителя, что приведет к усложнению магнитного регистратора.

В сейсморазведке, как правило, применяются многоканальные регистрирующие М устройства, причем в настоящее время постоянно увеличивается канальность устройств, что связано с повышением производительности труда при сейсморазведочных работах. Увеличение числа каналов 26 регистрации в аппаратуре усложняет конструкцию магнитных регистраторов из-за увеличения количества магнитных головок и ширины магнитного носителя, либо вызывает применение большего числа магнит - 2э ных регистраторов.

Целью изобретения является уменьшение времени регистрации и обьема оборудования

Поставленная цель достигается тем, что ЗО один из сейсмических сигналов подвергают балансной амплитудной модуляции путем перемножения его с сигналом фиксированной частоты, составляющей цоловину частоты сигнала марок времени, балансно-модулированный сигнал суммируют с немодулированным сигналом другого канала, подают суммарный сигнал на коррелятор, где вычисляют взаимно-корреляционную функцию немодулированного сигнала с опорным, 4О а для вычисления взаимно-корреляционной функции ранее модулированного сигнала с опорным сигналом подвергают суммарныйсигнал балансной амплитудной модуляции путем перемножения его с сигналом той же выбранной фиксированной частоты. Для уменьшения диапазона частот сигналов в качестве балансно-Модулированного сигнала используют нижнюю боковую полосу частот.

Сейсмические сигналы первого и второго каналов х. (Ц и Х,2 (Ц могут быть представлены с ледующим выражением: щ (. "»2 .Р) -Ъ S»sac t, (<+>»2) P

Fm{t T»i)

2< 1,+ { +т;,), П

Г(Ф(+ 1 <2 ( " " 4 —

2Т„, »2

Х (t} - A s» n V

" 2 (Ц = З 8» r1 (d t, - сигнал канала 11 А - - » (4 1 — сигнал фиксированной частоты

Полагая А=В .=1, при балансной модуляции получим;

"«® хз() - » « < s» AD< =

),г

:= — (cow(<-è (-сов(и и ) ).

На одну дорожку записывают

ХZ(t}+Х»() Х (4) = б»n Я2Ь+

1. (СОБ(Ы1 Ыа) СОБ (и Ы )1) ИЛИ X2(t) СОЗ{сд, CDЗ)t

Сд1 "CCO5 (CD» -Сд Э), или Х (Ц}+ СОЯ {, + Ю ) = s» n x)t

При воспроизведении сумма двух сигналов, считываемая с магнитного носителя, поступает на коррелятор, в котором происходит вычисление взаимной корреляционной функции немодулированного сигнала с опорным. Функция корреляции модулированного сигнала с опорным равна нулю, так как спектр верхней боковой полосы не лежит в диапазоне частот опорного сигнала, а спектр нижней боковой полосы является "вывернутым по отношению к спектру опорного сигнала, т.е. они не совпадут во времени. Для вычисления взаимной корреляционной функции модули661466 (Б(пи Д cos(cc< vz)tj 1п cc>t 1О

«-(cos((u< -cc>)t -ñÎ8 (cc 4 4) ) 1) .1Г

+ - (п(пи 1-s(п(cc -2vz)t)

1 рованного сигнала с опорным суммарный сигнал, считываемый с дорожки, умножают на тот же выбранный сигнал фиксированной частоты. При этом модулированный сигнал восстанавливается в исходный сигнал, каким он был до преобразования при регистрации, а немодулированный сигнал превращается в БАМ-сигнал где первое слагаемое суммы — БАМ-сигнал;

51П (д 1 — восстановленный сейсмический сигнал.

Следовательно, есди подать на коррелятор полученное произведение, то будет вычисляться взаимная корреляционная функция между ранее модулированным сейсмическим сигналом и oIIopHbIM.

О

В качестве сигнала фиксированной частоты может быть использован сигнал, частота которого равна, где

tl

- частота сигнала марок времени, зарегистрированного на магнитный носитель (tt > 1). Наиболее оптимальной частотой сигнала фиксированной частоты является частота 125Гц, равная йоловине частоты сигнала марок времени (250Гц).

Для уменьшения диапазона частот сигналов в качестве балансно-модулированного сигнала можно использовать нижнюю боковую полосу частот. Так, при диапазоне регистрируемых сейсмических колебаний

20-100Гц если в качестве сигнала фиксированной частоты принять сигнал 125Гц, то при использовании только нижней боковой полосы БАМ-сигнала диапазон, занимаемый двумя сейсмическими сигналами, составит 105 Гц.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, с помощью которого реализован предложенный способ; на фиг.

2 - коррелограммы, полученные предложенным способом.

Сейсмические сигналы по каналам Х и

If поступают на усилитель 1. Усиленный сигнал канала I поступает на баланс ный модулятор 2 в котором перемножается на сигнал фиксированной частоты. Затем CHI налы усиливаются усилителем 3 и записываются магнитной головкой 4 на магнитный носитель. При воспроизведеиии магнитной головкой 5 суммарный сигнал пог.— ле усиления усилителем 6 поступает на коррелятор 8, в котором происходит вычисление взаимной корреляционной функции немодулированного сейсмического сигнала с опорным. Суммарный сигнал также подается на модулятор 7,,в котором подвергается балансной амплитудной модуляции, h а затем поступает на другой коррелятор

8, где вычисляется вза паная корреляци-онная функция ранее модулированного cåéсмического сигнала с опорным. С выходов корреляторов коррелированные сигналы поступают на регистратор.

Предложенный способ регистрации сейсмосигналов был опробован на вибросейсмическом, комплексе. Получены коррелограммы двух колебаний (фиг, 2). Диапазон регистрируемых колебаний 40-100Гц, временной сдвиг между колебаниями 0,2с, частота сигнала фиксированной частоты

125гц.

Использование предложенного способа позволит в существующей аппара уре при неизменном числе записывающих головок и неизменной ширине магнитного носителя и скорости его движения и почти без затрат увеличить число каналов регистрации вдвое, что приведет к значительному повышению произвбдительности труда, а также уменьшению стоимости разрабатываемой аппаратуры вибросейсмического комплекса.

3$ формула изобретения

1. Способ многоканальной регистрации и обработки вибрационных сейсмических сигналов, основанный на регистрации сейсмических сигналов и вычислении взаимных корреляционных функций сейсмических сигналов с опорным сигналом, о т и и— ч а ю шийся тем, что, с цепью уменьшения времени регистрации и обьема оборудования, один из сейсмических сигналов подвергают балансной амплитудной модуляции путем перемножения его с сигналом фиксированной частоты, составляющей половину частоты сигнала марок времени, балансно-модулированный сигнал суммируют с немодулированйым сигналом другого канала,:подают суммарный сигнал на коррелятор, где вычисляют взаимнокорреляционную функцию немодулированного сигнала с опорным, а для вычисления взаимнокорреляционной функции ранее мо1. Лукашин Ю. П., Гродзянская Т.М.

S Опыт применения сейсморазведки на рудных обьектах. Л., 1973, с. 61-69.

2. Авторское свидетельство СССР

N 355647, кл. 6 011 в 5/00, 1971.

3. Сб. Вопросы разведочной геофизики вып. 9, 1969, с. 38. сигнал ринси- сигнал риксирааанной ро/аннои" иаснтюпм ьымааи|

ИЭ кана

Иу кана

Фиг. f

Составитель Т. Райкова

Редактор Т. Орловская Техред С. Мигай Корректор Г. Назарова

Заказ 2460/47 : Тираж 696 . Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 661466 8 дупированного сигнала с опорным сигна- Источники информации, принятые во лом подвергают суммарный сигнал баланс- внимание при акспертизе .ной амплитудной модуляции путем перемножения его с сигналом той же выбранной, фиксированной частоты.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и и c,ÿ тем, что для уменьшения weпаэона частот сигналов в качестве балансно-модулированного сигна ла используют нижнюю боковую полосу частот.