Сейсмическая станция

 

Союз Советсник

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ п>881568 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.09.79 (21) 2819265/18-25 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Опубликовано 15118L Бюллетень № 42

Дата опубликования опиСания 15.1181

<З1) М. Кл.

G 0l V 1/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550.8З4 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

В.В. Палагин и П.И. Дик го. ного

Казахский филиал Всесоюзного научно-ис института разведочной геофизики научно объединения Геофизика (71) Заявитель (54) СЕЙСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано для регистрации сейсмической информации.

Известны способ и устройство для накопления, суммирования и корреля" ции сейсмических данных (1).

Устройство состоит из формирователя опорного сигнала, управляемого вибратора, сейсмоканалов приемного сигнала, магнитного накопителя, кор релятора и регистратора.

При работе устройства осуществляется вибрационные воздействия по заданной программе и запись результатов в накопителе в аналоговом виде. После проведения нескольких таких циклов производится корреляция и суммирование результатов, которые регистрируются.

Недостатком работы такой системы является то, что корреляция осуществляется после проведения наблюдений.

Известен также способ сейсмической разведки с вибрационным источником возбуждения, реализируемый устройством, состоящим из тех же блоков, что и описанное, но информация при этом представляется не в аналоговом, а в цифровом виде, переведенном в одноразрядную форму. Это приводит к потере части информации, но позволяет осуществлять корреляцию в процессе наблюдений в реальном масштабе времени (2).

Недостатком этого устройства является ограниченность во времени опорного сигнала.

1Р Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для проведения вибрационных сейсмических исследований и обработки полученных данных. Источни15 ком сейсмических возмущений служит обычный вибратор с регулируемыми фазами либо вибратор, создающий прямоугольные импульсы. В этих случаях вибраторы управляются синусои20 дальным сигналом переменной частоты, вырабатываемым генератором эталонного сигнала, конструкции которых могут быть различными. Регистрирующая система состоит из усилителя с

25 большим постоянным коэффициентом усиления, одноразрядных преобразователей аналог — код, коррелятора, опеоирующего с одноразрядными числами, сумматора и магнитного регистратора

3р результирующих данных.

881568

В этом устройстве применена обычная схема корреляции, основанная на изменении опорного и изучаемого сигналов, получении произведений их значений за дискретное отрезки времени и формировании суммы из ряда произведений за соответствующий этому ряду промежуток времени (3).

Однако в процессе одноразрядного кодирования неизбежно возникает погрешность, приводящая к погрешности корреляции. Недостатком иэвестногс устройства является также ограниченность продолжительности опорного сигнала, причем увеличение продолжительности опорного сигнала при прочих равных условиях увеличивает соотношение сигнал-помеха; ограничение продолжительности опорного сигнала обусловлено самой конструкцией — емкостью регистратора, и принципиально неустранимо. Кроме того для проведения работ требуется управляемый вибратор. Точное следование активной массы вибратора командам эталонного сигнала требует довольно громоздкой системы управления вибратором и дополнительных энергетических затрат, причем исключается возможность использования для сейсмической разведки источников вибрации, имеющих ручное управление.

Целью изобретения является ловышение соотношения сигнал — помеха, увеличение глубинности исследований и упрощение конструкции сейсмической станции.

Поставленная цель достигается тем, что в сейсмической станции, содержащей канал опорного сигнала, включающий последовательно соединенные датчик опорного сигнала, усилитель и одноразрядный преобразователь аналог-код, канал приемного сигнала, включающий последовательно соединенные сейсмоприемники, усилитель и одноразрядный преобразователь аналог-код, и последовательно соединенные коррелятор, накопитель и регистратор, при этом выход канала приемного сигнала подключен ко входу коррелятора, на выходе каждого канала включено устройство формирования переходов сигнала через нуль между выходом канала опорного сигнала и коррелятором включено устройство формирования частотного состава вибраций, при этом выход накопителя соединен со входом коррелятора. На чертеже изображена конструкция сейсмической станции.

Сейсмическая станция содержит каналы опорного 1 и приемного 2 сигналов, устройство формирования частотного состава вибраций опорного сигнала 3, коррелятор 4, накопитель 5 и регистратор б. Опорный канал 1 содержит датчик опорного сигнала 7, усилитель 8, одноразрядный преобразователь аналог — код 9 и устройство формирования переходов сигнала через нуль 10. Приемный канал 2 содержит сейсмоприемники 11, усилитель 12, одноразрядный преобразователь ана5 лог — код 13 и устройство формирования переходов сигнала через нуль 14.

Формирователь частотного состава вибраций опорного сигнала 3 содержит анализатор скважности 15, накопитель фактического спектра опорного сигнала 16, блок сравнения 17 фактического спектра с эталонным 18 и блок разрешения 19.

Сейсмическая станция работает следующим образом.

Сигналы, поступающие с сейсмоприемников 11, устанавливают усилителем 12, преобразуют в одноразрядную запись преобразователем аналог код 13, центрируют путем выделения

20 переходов через нуль в блоке 14 .и направляют в коррелятор 4. Сигналы, поступающие с датчика опорного сигнала 7, усиливают усилителем 8, преобразуют в одноразрядную запись пред образователем аналог — код 9, центрируют путем выделения переходов через нуль блоком 10. Затем определяют скважность между двумя импульсами в анализаторе скважности 15, после чего формируют импульс в блок сравне-. ния 17, где сравнивают с эталонным, поступающим из блока 18. Если импульсов с такой скважностью ранее принято меньше нормы, вырабатывается разрешение блоком 1.9 на пропуск данного импульса в коррелятор, в .противном случае вырабатывается запрет.

Особенностью коррелятора является использование накопителя для формирования коорелограммы, для чего

40 имеется обратная связь между выходом накопителя и входом коррелятора.

Реализация предложенного устройства обеспечивает преимущества методического и технико-экономического

Методические преимущества обусловлены тем, что характеристика корреляционной функции с точки зрения выделения сейсмических сигналов при прочих равных условиях улучшается при увеличении длительности опорного сигнала. Отсутствие ограничений в длительности опорного сигнала позволяет увеличить объемы накоплений полезного сигнала и, благодаря этому, увеличить соотношение полезный сигналпомеха (т.е. увеличить детальность и глубинность исследований).

Технико-экономические преимущестф9 ва вытекают из того, что особенно в связи с применением слабых воздействий и необходимостью накопления полезного сигнала, время воздействия увеличивается и превышает время наб$5 людения результата этого воздействия

881568

25

30 на 2 порядка. B соотношение с этим регистрация опорного сигнала в предлагаемом устройстве потребует меньшего числа элементов. Регистра для принимаемого сигнала в предлагаемом устройстве нет. Все это позволяет существенно уменьшить стоимость устройства при одновременном увеличении надежности.

Одним из средств уменьшения количества элементов является применение формирователей переходов через нуль. При одноразрядном кодировании одна синусоида кодируется некоторым числом идущих подряд положительных и отрицательных единиц, которые участвуют в обработке. Так, при частотах порядка 30-40 Гц и тактах времени, равных 2 мс, таких единиц на период будет 12-15, а переходов через нуль на период 2. Поэтому применение формирователей переходов через нуль уменьшает информационный шум в 6-7 раз в каждом канале и в

36-49 раз после корреляции. Это позволяет съэкономить пять разрядов памяти.

Определенные преимущества вытекают из возможности исключения управления вибратором. Вибраторы для сейсморазведки представляют собой многотонные конструкции, сложные в обслуживании и транспортировке.

Условный экономический эффект от использования этой трехканальной сейсмостанции на нужных объектах

20 тыс ° р в год.

Формула изобретения

Сейсмическая станция, содержащая канал опорного сигнала, включающий последовательно соединенные датчик опорного сигнала, усилитель и одноразрядный преобразователь аналог код, канал приемного сигнала, включающий последовательно соединенные сейсмоприемники, усилитель и одноразрядный преобразователь аналог— код и последовательно соединенные коррелятор, накопитель и регистратор, при этом выход каналов приемного источника подключен ко входу коррелятора, отличающаяся тем, что, с целью повышения отношения сигнал-помеха, увеличения глубинности исследований и упрощения конструкции, на выходе каждого канала включено устройство формирования переходов сигнала через нуль, между выходом канала опорного сигнала и коррелятором включено устройство формирования частотного состава вибраций, при этом выход накопителя соединен со входом коррелятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3307145, кл. 340-155, опублик. 1967.

2. Патент США Р 4037190, кл. 340-155.5, опублик. 1977.

3. Патент США Р 4064481, кл. 340-155, опублик. 1977 (прото тип) .

881.568

Составитель Т. Райкова

Редактор Л. Повхан Техред Т.Маточка Корректор А. дэятко

Закаэ 9958/65 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Иэобретений и открытий

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

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