Устройство для регистрации и обработки сейсмических сигналов

 

О П И С А Н И Е ()953998

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту—

9 (51) М. Кл. (22) Заявлено 24.06.71 (21) 1 603303/

/1 668177/1 8-25 (23) Приоритет26.11.70(32) 28.11 69

Ц 01 V 1/24

Государственный квинтет

СССР (31) 6941 157 (ЗЗ) франция

Опубликовано 23 08 82 Бюллетень Ж 31

Дата опубликования описания 23.08.82 ло делам нзобретеннй и еткрмтнй (53) УДК 550.340. .1 9(088.8) (72) Автор

Иностранец (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАБИИ И ОБРАБОТКИ

СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Известно устройство для регистрации сейсмических сигналов, исполт зуемое для постоянной записи, при помощи которого механические волны, зар гистрированные датчиками, записывают цифровым самопишущим прибором с пс следующей обработкой данных на цифровой вычислительной машине (11 .

Это устройство регистрирует информацию в течение времени, равного, по край-1о ней мере, времени излучения колебаний с добавкой времени максимального пробега волн в сплошной среде. Это приводит к необходимости записывания всего объема информации, поступающей на регистра- 15 тор в течение всего времени излучения колебаний с добавкой времени максимального пробега. Однако при этом большая часть информации оказывается ненужной.

Известно также устройство для регист-го рации сейсмических сигналов, содержащее генератор импульсов синхронизации, накопитель для регистрации nporpaM передачи, квантователь сейсмических сит нвлов, управляемый генератором синхрони. зации, аналого-цифровой преобразователь, включенный последовательно с квантователем, арифметический блок, соединенный с преобразователем и с серией накопителей, на которые поступают выборочные числовые значения, выдаваемые преобразователем (2J .

При использовании известного устройства приходится регистрировать все данные, которые поступают в течение всей передачи, что создает значительный объем регистрируемой информации, в том числе и помех.

Белью изобретения является повышение помехозащищенности устройства.

Бель достигается тем, что устройство содержит вспомогательный накопитель текущих значений моментов передачи, счет чик-вычислитель разности машинного времени и кодов моментов передачи, блок сравнения кодов машинного времени и кодов, хранящихся во вспомогательном накопителе, который соединен через коммутатор и блок сравнения соответственно с

983 накопителем программ передач и с арифметическим блоком.

На чертеже изображено предлагаемое уст ройс тво.

Устройство содержит датчик l механической энергии, который воспринимает воздействия и преобразует их в электри ческую величину (напряжение или ток).

Выход датчика 1 соединен с квантователем 2, который соединен линией 3 с ге» 10 нератором 4 импульсов синхронизаиии (синхронизирующих импульсод, а линией

6 — с аналого«цифровым преобразователем 5. Этот преобразователь связан с арифметическим блоком 7. Генератор 15 синхронизации (синхрэниэирующих импульсов),.запуск которого приводит в действие все устройства, связан, кроме того, со счетчиком-сумматором 8, суммирующим импульсы, подаваемые гене- 20 ратором 4. При этом укаэанный счетчик соединен с арифметическим блоком и с числовым блоком 9 сравнения с нулевым значением задании. Блок 9 получает питание по линии 10, связанной шаговым 25 искателем 11 с различными последовательными входами 12 серии накопителей

13, в которой установлены до запуска устройства моменты в виде ряда периодов основного времени, при которых пере- З0 датчик 14 должен передать импульс энергии. Выход блока сравнения соединен с передатчиком 14 и линией 15 с передающим органом 16, соединенным через шаговый искатель 1 7, связанный с искате- 35 лем 11, с серией накопителей 13, выходы 18 которых через искатель 19 кольцевого шагового типа - с входами 20 вспомогательной серии накопителей 21, содержащей столько же накопителей, сколь-40 ко и периодов основного времени в течение максимального времени прохождения волн в грунте, и сохраняющей текущие значения моментов передачи. Блок 22 сравнения связан линией 23 с шаговым искателем 24 быстрого переключения, изучающим содержимое вспомогательной серии накопителей 21, при этом переключение осуществляется на выходе 25 этих накопителей и, с другой стороны, через линию 26 со счетчиком-:сумматором 8.

Блок g2 сравнения управляется арифметическим блоком через линию 27 и имеет с ним также вторую связь 28. Серия накопителей 29, содержащая столько же накопителей, сколько имеется периодов основного времени (длительность между двумя импульсами синхронизации, произведенными генератором 4) в течение мак998 симального времени прохождения мехамвческих волн в исследуемой среде, соединена с арифметическим блоком через искатель 30, соединенный с различными входами 31 накопителя 29, и линию 32.

В серии накопителей 29 регистрируются величины, изображающие амплитуды сиг налов, накопленных в периоды времени, соответствующие периодам времени передачи. Блок 33 сравнения одним из своих входов соединен с .суммирующим счетчиком 8, а другим входом - с накопительBblM счетчиком 34, содержимое которого представляет собой (в числе периодов основного времени) полную длительность разведки на данном участке местности, при этом выход блока сравнения соединен, с одной стороны, с помощью линии

35 с шаговым искателем 36, который опрашивает выходы накопителей серии накопителей 29 и управление которым осуществляется по циклу генератора 4 синхронизации, и с другой стороны - с триггером 37, управляющим работой двигателя 38 пропускания магнитной ленты

39 магнитного регистратора. Шаговый искатель 35 также связан с магнитными головками 40 магнитного регистратора, Устройство работает следукяцим образом.

Перед запуском устройства моменты передачи импульсов энергии источником импульсов устанавливаются в серии накопителей 13 в виде ряда периодов основного времени.

Предположим, что имеет место эмиссия сейсмических сигналов в моменты, соот ветствующие О, 3, 14, 15, 22 и 23 периодов основного времени.

Запуск генератора 4 синхронизации (синхрониэационных импульсов), последовательность импульсов которого составляет, например, 2 мс, обеспечивает пита ние суммирующего счетчика 8. Последний интегрирует импульсы, произведенные генератором 4-, и определяет таким образом время, истекшее со времени запуска генератора, который запускает все устройство.

Содержимое суммирующего счетчика подается на арифметический блок 7, на один из входов числового блока 9 сравнения с нулевой величиной задания. Дру- гой вход блока сравнения с другой стороны соединен с различными последова тельными входами серии накопителей 13.

В период времени 0 первый накойитель серии накопителей 1 3 соединен, затем искатель 11 перемещается шагами и, каж5 53 дый раз он соединяет следующий накопитель. Когда отмечается равенство, блок

9 сравнения выдает по линии 15 сигнал управления передатчйка 14 для выдачи ме ханических волн в грунт или в море. 5

На практике используют время последовательности 1, 2 или 4 мс и выдают импульсы виера.ии с помощью передатчи- ка 14 в течение 10-200 с.

Сигнал, выдаваемый блоком 9 срав- to нения, также подается на передающий орган 16, что позволяет передавать содержимое любого начопителя 13 в соответствующий накопитель 20 вспомогатель, ной серии накопителей 21. Предполагает- >5 ся, что максимальная длительность прохождения волн в грунте равна тринадцати периодам времени последовательности. Это означает, что вспомогательная . серия ,накопителей содержит четырнадцать нако- щ пителей, а предшествующее содержимое последней при етом стирается, и т. д.

Таким образом, в накопителе 21 располагают моментами передачи, предшествун шими моменту выборки длительности, 25 меньшей .периода времени ..прохождения механических волн в грунте.

После отражения от неоднородностей грунта, волны, являющиеся следствием эмиссии передатчиком 14, поступают на 5О датчик 1, приводящия к созданию HB вы ходе его электрического напряжения, которое квантуется квантователем 2 на каждом импульсе синхронизации, изучаемом генератором 4 (например каждые

2 мс). Выбранное напряжение передается на аналого»цифровой преобразователь 5, который преобразует ету величину в числовое значение, например, по двоичному коду. Можно использовать столько цифр, сколько имеется дорожек на магнитной регистрирующей ленте. Обычно используют 7, 14 или 21 цифру (или двоичные алементы) для осуществления етого кодирования. Каждое числовое выборочное значение, произведенное преобразователем, направляется на арифметический блок 7, а поступление указанного выборочного значения в этот арифметический блок приводит к нескольким почти одновременным

50 операциям.

Арифметический блок воздействует . прежде всего йа блок 22 сравнения, который последовательно в течение нескольких десятков микросекунд вычитает

55 .из содержимого суммирующего счетчика

;8 содержимое каждого m$ накопителей, значения которых не являктся нулевыми, вспомогательной серии накопителей 21.

998 6

,В результате получают последовательность чисел, выраженных в периодах основного времени, которые адресуются в арифметический блок 7 через линию 28. Эти различные числа выбирают последователь но в возрастающей степени соответствующие накопители серии накопителей 29.

Когда искатель 30 установлен на выбранном накопителе, арифметический блок выбирает содержимое накопителя, содер- жащего столько цифр, сколько имеется дорожек на магнитной регистрирующей ленте, складывает с этим содержимым числовое значение выборочного значения, выданного преобразователем 5 на арифметический блок, затем повторно адресует сумму на выбранный накопитель, а затем устанавливает искатель 30 Hà следующий выбранный накопитель для возобновления операиии сложения числового: выборочного значения с содержимым ето го накопителя. Эта последовательность операций повторяется с олько раз, сколько имеется выбранных накопителей в серии накопителей 29. Числовое значение каждого выборочного значения, адресован» ного на арифметический блок, . складывается с содержимым накопителей, выбранных числами периодов основного времени, представляющими разность между моментом квантования сигнала, обнару женного датчиком, и различными моментами передачи, предшествукнцими укаэан-. ному моменту, на продолжительность, меньшую максимального значения времени ,прохождения волн в исследуемой среде.

С другой стороны, содержимое счетчика 8 сравнивается с каждым моментом в блоке 33 сравнения с содержимым накопительного счетчика 34, представляющим собой в виде числа периодов основного времени общую длительность операции. Когда блок 33 сравнения обнаружи» вает равенство, он запускает триггер 37, который управляет запуском двигателя 38 ропускания магнитной ленты 39. Одноременно через линию 35 блок 33 сраюнения включает шаговый искатель 36, который последовательно, в соответствии с циклом генератора 4, опрашивает каждый накопитель иэ серии накопителей 29. Содержимое каждого иэ указанных накопителей поступает на регистрирующие головки 40 (столько же регистрирующих гола вок, сколько и дорожек на магнитной лен ге и сколько цифр в каждом накопителе из серии накопителей 29) и регистрируется на магнитной ленте перпендикулярно к направлению пропускания этой ленты.

98 8 гистрации еще равна 46 периодам основ ного времени, но запись, полученная на ленте, после считывания с накопителей имеет длину, соответствующую продолжительности, равной 13 периодам основного времени, и обладает теми же характеристиками, что и запись, соответствуи щая единственному простреливанию.

Зарегистрированная предложенным устройством информация может быть moпользована для интерпретапии непосредственно без дополнительной обработки. изобретения

Устройство для регистрации и обработки сейсмических. сигналов, содержащее .,генератор импульсов синхронизации, накопитель программ передачи, квантователь с переменной амплитудой сейсмических сигналов, подключенный к выходу механического датчика энергии и управляемый генератором, аналого-цифровой преобразо» ватель, соединенный непосредственно с квантователем, арифметический блок, связанный с преобразователем и с серией накопителей, на которые поступает выборочное числовое значение величин, выдаваемых преобразователем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозапппценности устройства, îíî содержит вспомогательный накопитель текущих значений моментов передачи, счет чик-вычислитель разности машинного времени и кодов моментов передачи, блок сравнения кодов машинного времени и кодов, хранящихся во вспомогательном накопителе, который соединен через. коммутатор и блок сравнения соответственно с накопителем программ передач и с арифметическим блоком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции % 1583239, кл. С 01 Y 1/24, 1969.

2.Ь09-37YL(О+1а6 Г сЯ Reсог3 д 5Чя em ManJreL 3nduskv ea,Juc 6909, South ue t Eceernaq НоиМои,Техжь.

77036 (прототип).

7 9539

Когда содержимое последующего накопителя зарегистрировано, магнитный регистратор останавливается. Считывание содержимого накопителей из серии накопителей 29 и регистрация этого содержимого таким образом осуществляются на длительности, соответствующей максимальной продолжительности времени прохождения механических волн в исследуемой среде.

В конце операции регистрации на 10 магнитной ленте имеется запись, которая обладает теми же характеристиками, что ,и записи, полученные единственным простреливанием, и длина которых соответствует только максимальной продолжитель- 15 - Ф о р м у л а ности прохождения механических волн в исследуемой среде, хотя длительность ис следования значительно больше. В случае использования известного устройства, длительность регистрации в конце опера- 20 ции соответствует, длительности исследования, и необходимо затем обрабатывать эту запись (интеркорреляция, развертывание) для получения регистрации, которая соответствовала бы единственному Q5 простреливанию и которую получают н м посредственно при использовании предла. гаемого устройства.

Таким образом, для указанной программы передачи, содержащей передачу 6 им З0 пульсов в моменты, соответствующие О, 3, 14, 15, 22 и 23 периодам основного времени, продолжительностью максималь» ного прохождения механических волн по грунту, равной 13 периодам основного

3S времени, длина регистрации, осуществ ленной с помощью известного устройства, соответствовала бы длительности, равной 46 периодам основного времени, и потребовалось бы подвергать эту ре40 гистрацию обработке корреляции между членами совокупности с переданным сит налом для получения регистрации, соответствующей единственному простреливанию и используемой в целях сейсмичеокой интерпретации, длина которой должна соответствовать максимальному перио ду времени прохождения волн через грунт, т. е. 13 периодам основного времени в выбранном примере.

При использовании предложенного уст. ройства продопжитепьность операции ре»