Устройство для преобразованиясейсмической информации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик >8(9773 (61) Дополнительное к авт, сеид-ву— (51)М. Кл З (22) Заявлено 240579 (21)2782987/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 01 Ч 1/28

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 0704.81, Бюллетень № 1. (53) УДК 550. 8З4 (088. 8) Дата опубликования описания 070481 (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ

И НФОРМАЦИИ

"Изобретение относится к области сейсморазведки и предназначено для корреляционного преобразования сейсмической информации, регистрируемой при работе с импульсными источниками, возбу>кдения колебаний.

Известно корреляционное устройство, применяющееся для преобразования вибросейсмической информации, когда возбуждаемые колебания представ- О ляют собой непрерывный линейно-частотно-модулированный сигнал, содержащее входной блок, запоминающие блоки опорного и сейсмического сигналов, перемнояитель, интегратор, преобра- 15 эователь цифровых отсчетов и дешиф" ратор (11 .

К. недостаткам этого устройства, следует отнести, во-первых, наличие цифроаналоговых блоков, и, во-вторых, 20 использование последовательного принципа вычислений, не позволяющего обрабатывать сигналы большой длительности.

Наиболее близким техническим реше-. 25 кием является устройство, состоящее из блоков выделения порядков и знака опорного и сейсмического сигналов, блока памяти опорного сигнала, блока анализа знаков, сумматора и вычита- 30 теля порядков, дешифратора, сумматора мантисс, блока сигналов норма лизации, блока нормализации, регистров порядка и мантиссы результата, блоков памяти порядка и мантиссы результата. Параллельно-последовательный принцип вычислений, примененный в известном устройстве, позволяет вести корреляционную обработку сигналов большой длительности, а порядковое-представление входных данных облегчает возможность замены операции умножения мантисс операцией суммирования порядков, т. е. отпадает необходимость в перемножителе f2j.

Основным недостатком устройства является его специфическая ориентация на обработку вибросейсмических матеФ риалов и, следовательно, на непрерывный опорный сигнал. В .связи с этим корреляционная обработка колебаний, полученных при воэбу>хдении импульсными источниками, представляется хоть и цринципиально возможной с помощью известного устройства, но нецелесообразной и,экономически невыгодной..

Целью изобретения является обеспечение минимальными аппаратными средствами возможности корреляцион,ной обработки сейсмических, колебаний, 819773 наблюдаемых при воздействии на среду асинхронной последовательностью импульсных возбуждений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сумматор мантисс," блок нормализации, блок памяти мантиссы результата, блок памяти порядка результата, регистр

I мантиссы результата регистр поряд7 ка результата, введены блок маркировки, блок асинхронно@ адресации, блок перебора адресов, счетчик адреса и регистр текущего знЖения, причем вход опорного сигнала соединен с блохоМ маркировки и блоком перебора адресов, выход последнего подключен к первому входу блока асинхронной адресации, выход которого подключен к первому входу счетчика адреса, ко .второму входу которого подключен выход блока маркировки, выход счетчика адреса подключен ко второму входу 20 блока асинхронной адресации, а также к адресным входам блоков памяти мантиссы и порядка результата; вход сейсмического сигнала соединен .с регистром текущего значения, выход з5 которого подключен к первому входу блока нормализации и к первому входу сумматора мантисс, выход сумматора мантисс подключен ко второму входу блока нормализации и к информационно- ® му входу блока памяти мантиссы результата, выход последнего подключен ко входу регистра мантиссы результата, выход которого подключен ко второму входу сумматора мантисс, выход блока нормаяизации подключен к информационному входу блока памяти порядка результата, выход которого подключен ко входу регистра порядка результата.

На чертеже изображена блок-схема 4О устройства.

Устройство содержит блок 1 перебора адресов, блок 2 асинхронной адресации, счетчик адреса 3, блок 4 маркировки, регистр 5 текущего значения, блок 6 нормализации, блок 7 памяти порядка результата, регистр 8 порядка результата, сумматор 9 мантисс, .блок 10 памяти мантиссы результата и регистр 11 мантиссы результата (блок,® управления и его связи не показаны).

Опорный сигнал g(t), представленный асинхронной последовательностью из импульсов возбуждения, может быть рассмотрен как последоватвльФость дельта-импульсов Ф5

y(t)=z„-cP(+- ) (")

4=0 удовлетворякщих условиям й- ;)=, „,„ »,. (» се now+=4q

) у(+-,)34-"1 (>

65 где t — времена, соответствукщие актам возбуждения. Проблема сжатия длительных сложно-интерферирующих визуально нечитаемых сейсмических колебаний Х(Ф), полученных при сигнале возбуждения, и их преобразования в обычную импульсную запись

» длительности ь решается с помощью корреляционной обработки. Функция взаимной корреляции (ФВК) оценивается обычным образом„ однако объем вычислений можно значительно сократить, учтя выражение (1) и условия (2) и (3) и в окончательном виде ФВК имеет вид

1 и-1

Щ )= — Ì Е» Х(Ъ+В„) - (Ф) =0

Таким образом, вычисление ФВК для опорного сигнала (1) сводится к суммированию значений регистрируемых сейсмических колебаний со сдвигами, определяемыми временами + () . Из выражения (4 ) следует, что любое значение входного колебания Х () принимает участие в формировании лишь тех точек корреляционной функции, которые удовлетворяют условию ь =1- ;. (<)

Иными словами, каждое значение X(t) используется для подсуммирования лишь столько раз, сколько актов возбуждения было произведено за проме- жуток времени Т, предшествующий текущему значению времени + . При использовании импульсных источников возбуждения число импульсов возбуждения, приходящихся на отрезок времени ь, может равняться максимум нескольким десяткам. Отсюда следует резкое сокращение объема вычислений по сравнению с непрерывным вибросей-. смическим сигналом возбуждения и соответственное уменьшение объема аппаратуры.

Устройство работает следующим образом.

Отсчет одного из сейсмических каналов, представленный в цифровом виде, через вход сейсмического сигнала поступает в регистр 5 текущего значения. Одновременно обеспечивается доступ к тем зонам блока 7 памяти порядка результата и блока 10 памяти мантиссы результата, которые соответствуют данному каналу. Счетчик адреса 3 с помощью блока 4 мар-, кировки, блока 1 перебора адресов и блока 2 асинхронной адресации последовательно формирует адреса ячеек блока памяти 10, к которым необходимо подсумьжровать мантиссу отсчета х(И . После установления на адресных шинах блока памяти 10 одного их этих адресов содержимое выбранной ячейки переписывается в регистр 11 мантиссы результата. Выходы регистров 5 и 11 подключены ко входам сумматора 9 мантиос, где происходит

819773 суммирование содержимого этих peFMCT ров. Полученная сумма записывается в ту же самую ячейку блока 10 памяти мантиссы результата. Одновременно с выхода блока 6 нормализации в блок 7 памяти порядка результата по тому же а„есу записывается зна 5 чение порядка полученной частичной суммы. После этого на счетчике адреса 3 устанавливается следующее адресное значение и т. д. Цикл одсуммирований отсчета х(а) длится до тех пор, пока не будут исчерпаны все значения С, удовлетворяющие условию (5).

Затем в регистр 5 текущего значения записывается отсчет следую- 15 щего сейсмического канала, который (принимает участие н серии подсуммирований, подобранной предыдущей.

Таким образом, эа период времени, равный интервалу дискретизации, в вычис- щ лениях принимают участие текущие отсчеты x(t) всех сейсмических каналов.

В начале каждого нового интервала дискретизации все действующие адресные значения наращиваются на еди- ницу младшего разряда, и цикл подсум" мирований повторяется для всех каналов с новыми значениями адресов.

Формирование адресов блоков памяти 7 и 10 происходит следующим образом.

Содержимое блока 2 асинхронной адресации последовательно переписывается в счетчик адреса 3, определяя тем самым адреса ячеек блоков памяти 7 и 10. С выходов. счетчика адре- ЗЪ са 3 адресные значения после использования вновь записываются в блок 2..

Последовательный перебор всех ячеек блока 2 обеспечивается блоком 1 перебора адресов. Наращивание. адресных g{) значений на единицу — модификация ад- . ресоа — производится с.помощью блока

4 маркировки в зависимости от значений сигнала s(t) . Количество импульсов возбуждения, приходящихся на отрезок времени т - - величина пере- 4 менная и число действующих адресных значений должно соответствовать этому количеству. действукщее адресное значение определяется напичием единицы в дополнительном разряде - марicepe. Маркируются действующие адресные значения также с помощью блока 4 маркировки.

Экономическая эффективность устройства определяется повышением произ- $5 водительности обработки в четыре "раза и сокращением объема оборудования

При средней стоимости километра профиля 1000 руб. и средней производительности 200 км за сезон экономический эффект на одно устройство составит

50 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Устройство для преобразования сейсмической информации, содержащее сумматор мантисс, блок нормализации, блок памяти мантиссы результата, блок памяти порядка результата, регистр мантиссы результата, регистр поряд- ка результата, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения минимальными аппаратными средствами воэможности корреляционной обработки сейсмических колебаний наблюдаемых при воздействии на среду асинхронной последовательностью импульсных возбуждений, в него введены блок маркировки, блок асинхронной адресации, блок перебора адресов, счетчик адреса и регистр текущего значения, причем вход опорного сигнала соединен с блоком маркировки .и блоком перебора адресов, выход последнего подключен к первому входу блока асинхронной адресации, выход которого подключен к первому входу счетчика адреса, ко второму входу которого подключен выходу блока маркировки, выход счетчика адреса подключен ко второму входу блока асинхронной адресации, а также к адресным входам блоков памяти мантиссы и порядка результата, вход сейсмического сигнала соединен с регистром текущего значения, выход которого подключен к первому входу блока нормализации и к первому входу сумматора мантисс, выход сумматор@ мантисс подключен ко второму входу блока нормализации и к информационному входу блока памяти . мантиссы результата, выход последнего подключен ко входу регистра мантисс сы результата, выход которого подключен ко второму входу сумматора мантисс, выход блока нормализации подключен к информационному входу блока памяти порядка результата, выход которого подключен ко входу регистра порядка результата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 б15439, кл. G 01 Ч 1/28, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 614404, кл. G 01 V 1/28, 6 06 Г 15/34 1976 (прототип) .

81977?

Составитель Т. Райкова

Редактор О. Филиппова Техред Н.Ковалева Корректор Н. Бабинец

Заказ 1381/26 Тирак 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4