Способ регистрации эхо-сигналов в многоканальных сейсмоакустических системах

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

О П И С А Н И Е 981912

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 21.04.81(21) 3277170/18-25 (51)М, Кл

С, Ol Ч l/24 с присоединением заявки №

1ооударстаенный комитет

СССР (23) Приоритет до делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень №46 (53) УДК550.83 (088.8) Дата опубликования описания 17 12.82 (72) Автор изобретения - Г с1p„y, А. И. Свечников

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революшщ и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им, Г. В. Плеханова . йцЩУ1 1(71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ЭХО-СИГНАЛОВ

В МНОГОКАНАЛЬНЫХ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ

СИСТЕМАХ

Изобретение относится к способам и устройствам геофизической разведки и может быть использовано при сейсмоакустических исследованиях на участках, покрытых водой, проводимых по методике

5 многоканального приема и регистрации, для регистрации результатов акустических измерений, выполняемых с целью геологическсго картирования донных отложений, поисков россыпных месторождений полезных ископаемых и при поисках и разведке месторождений.

Известен способ мультиплексной эквидистантной регистрации многоканальной сейсмической информации, который предусматривает преобразование сейсмичео» . ких трасс, начиная от отметки взрыва, в последовательность цифровых отсчетов с постоянным шагом квантования, причем для уплотненного заполнения магнитной 2о ленты производят последовательную запись отдельных выборок:всех каналов Г1 1.

Однако этот способ не может быть эффективно использован для регистрации

2 акустической информации, поступающей от многоканальных сейсмоакустических систем, из а высокой скорости поступления информации и больших ее объемов.

Указанный способ не обеспечивает сокрашения общего объема регистрируемой информации за счет исключения из процесса регистрации мешающих сигналов, поступающих в многоканальные приемные устройства, и за счет сжатия акустической информации, поступающей от донных отложений.

Известен также способ регистрации многоканальной сейсмической информации, применяемый в системе для записи сейсмических отражений в последовательном трасса за трассой формате, который включает в себя преобразование сейсмических сигналов, представленных в мультиплексной форме, и поканальную запись на магнитной ленте 12 ).

Этот способ также не может быть эффективно использован для регистрации информации, поступающей от многоканальЙ31 31 2

3 ных систем, так как не обеспечивает в йроцессе регистрации сжатия акустической информации и исключения из процесса регистрации мешающей информации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регистрации сигналов в эхолотных системах, который включает в себя определение времени прихода последовательности эхо-сигналов по предыдущей посылке (для первого канала много- 10 канальной приемной акустической системы), определение ожидаемых временных интервалов прихода последовательности эхо-сигналов по последующей посылке, выбор максимальных значений огибающих t5 эхо-сигналов и определение нх положения на временной оси в ожидаемых временных интервалах, вычисление признаковых характеристик выбранных эхосигналов и регистрацию полученных харак 20 теристик на магнитной ленте 337, Способ предназначен для регистрации эхо-сигналов в одноканальных эхолотных системах и не может быть эффективно использова н для регистрации акустичес» 25 кой информации, поступающей от многоканальных приемных акустических систем, так как он использует прогнозирование момента начала регистрации на основании анализа времени прихода эхо-сигна- 50 лов по предыдущей посылке, что приводит к неопределенности момента регистрации первых вступлений эхо-сигнала, которая с увеличением числа регистрируемых каналов значительно возрастает и увеличивает общий объем мешающей информации, поступающей на регистрацию, что снижает качество регистрируемой информации, уменьшает общий объем полезной акустической информации.

Бель изобретения — повышение качества регистрируемой информации, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регистрации эхо45 сигналов в многоканальных сейсмоакустических системах, включающему опре деление времени прихода последовательности эхо-сигналов по предыдутцей посылке для первого канала многоканальной приемной акустической системы, 50 определение ожидаемых временных интервалов прихода последовательности эхо-сигналов по последующей посылке, выбор максимальных значений огибающих эхо-сигналов и определение их поло- 55 жения на временной оси в ожидаемых временных интервалах, вычисление признаковых характеристик выбранных эхосигналов и регистрацию полученных характеристик на магнитной ленте, для определения ожидаемых временных интервалов прихода последовательности эхосигналов по последующей посылке для каждого канала, начиная со второго, дополнительно по серии предыдущих посылок определяют геометр1по участка дна, от которого ожидается прием отраженных эхо-сигналов многоканальной приемной акустической системой, и определяют допустимые изменения времени прихода эхо-сигналов за счет случайной изменчивости геометрии приема, причем вычисленные характеристики эхо-сигналов для каждого канала регистрируют на магнитной ленте поканально.

Способ позволяет регистрировать акустическую информацию, поступающую в заданных пределах регистрации от многоканальной сейсмоакустической системы, позволяет значительно уменьшить объем мешающей информации, поступающей íà регистрацию, за счет вычисления ожидаемой геометрии приема в каждом цикле зондирования по результатам измерения глубины, полученным с помощью первого канала, по серии зондирований. Кроме того, способ позволяет выполнять обработку акустической информации, получаемой многоканальной сейсмоакустической системой, с применением ЭВМ единой серии с использованием методики многоканального приема и обработки, что приводит к повышению достоверности информации об изучаемом разрезе донных осадков.

На чертеже приведена структурная схема одного из возможных устройств, реализующих предлагаемый способ.

Устройство состоит из многоканальной сейсмоакустической системы 1, управляющий выход которой соединен с первым входом схемы 2 управления пре делами регистрации первого канала, первый информационный выход соединен со вторым входом схемы 2 управления пределами регистрации первого канала и с первым информационным входом схемы

3 управления приемом и размещением информации в оперативном запоминающем устройстве, второй информационный вход которой соединен со вторым информационным выходом многоканальной сейсмоакустической системы 1; схемы

2 управления пределами регистрации первого канала, первый, второй и третий выходы которой соединены соответственно с первым входом микргз-ЮМ 1, с

981012 первым управляющим входом схемы 3 управления приемом и размещением информации в оперативном запоминающем устройстве и с первым входом многока. нальной схемы 5 управления пределами ° регистрации, второй вход которой соединен с первьм выходом микро-ЭВМ 4, а выход срединен со вторым управляющим входом схемы 3 управления приемом и размещением информации в оператив ном запоминающем устройстве, выход которой соединен со входом оперативного запоминающего устройства 6, выход которого соединен со вторым входом микро-ЭВМ 4; схемы 7 управления записью на магнитную ленту, вход которой соединен со вторым выходом микро-ЭВМ

4, а выход соединен со входом цифрового магнитного регистратора 8.

I lo сигналам управления, поступакьщим с управляющего выхода многоканальной сейсмоакустической системы 1 на первый вход схемы 2 управления пре делами регистрации первого канала и совпадающими с моментом времени запуска многоканальной сейсмоакустичевкой системы на очередной цикл зондирования, схема 2 управления пределами регистрации первого канала запускается на выполнение операции, определения глубины по воде и формирования на ооновании результатов определения глубины по предыдушему циклу зондирования управляющего уровня, который обеспечивает временные пределы приема последовательности эха-сигналов, поступающих по первому каналу в текущем цикле зондирования. Одновременно с этим схема 2 управления пределами регистрации первого канала начинает формировать временную последовательность сигналов, которая поступает с третьего выхода схемы 2 уггравления пределами регистрации первого канала на первый вход многоканальной схемы 5 управления пределами регистрации и которая определяет текущее время с момента запуска многоканальной сейсмоакустической системы 1 на очередной цикл зондирования. По первому эхо-сигналу, поступившему от донных отложений по первому каналу с первого информационного выхода многоканальной сейсмоакустической системы 1, схема 2 управ ления пределами цифровой регистрации первого канала определяет текущее значение глубины ио воде, передает его с первого выхода»а первый вход микро»

ЭРМ 3 и .» д1 отавливает значение кон20

2S

$$ производит аналого-цифровое преобразование и размещение акустической информации первого канала в соответствующей области памяти оперативного заломинаюшего устройства 6. На основании значений глубины по воде, поступающих на первый вход микро-ЭВМ 4 по серии зондирований, микро-ЭВИ 4 определяет профиль глубины по воде (геометрию участка дна) над участком донных отпожений, от которого в текущем цикле зондирования ожидается прием отраженных эхо-сигналов вторым и последующими каналами многоканальной сейсмоакусьтической системы 1, вычисляет допустимые изменения времени прихода эхо-".1 сигналов за счет случайной изменчивооти геометрии приема (волнение моря, неопределенность положения .многоканалв ной пьезокосы с приемниками упругих колебаний) и на основании полученных данных определяет моменты времени, управляющие началом регистрации для каждого канала, начиная со второго, полученные значения констант, определяющих момент начала времени регистрации каналов для текущего цикла зондирова« ния, передаются с первого выхода микроЭВМ 4 на второй вход многоканальной схемы управления пределами регистрации

5, которая на основании полученных значений констант и временной последовательности сигналов, поступающих на ее первый вход, вырабатывает управляющие уровни пределы регистрации для каждого канала, начиная со второго канала. Эти уровни поступают с выхода м»огоканаль ной схемы 5 управления:пределами регистрации на второй управлякшнй вход схемы 3 управления приемом и р зместанты, определяющей момент»ачала регистрации акустической информации, поступающей по первому кайалу в оче редном цикле зондирования. Кроме того, последовательность эхь-сигналов первого канала поступает с первого информационного выхода многоканальной сейсмоакуотической системы 1 на первый информационный вход схемы 3 управления и размещения информации в первом операти ном запоминающем устройстве, которая на основании управляющего уровня разрешенные пределы регистрации для первого канала, поступившего со второго

1$ выхода схемы 2 управления пределами регистрации первого канала на первыйуправляющий вход схемы 3 управления приемом и размещением информации в .оперативном запоминающем устройстве, 7 081612 щением информации в оперативном запоминающем устройстве, которая в заданных пределах регистрации выполняет прием, аналого-цифровое преобразование и размещение в соответствующих областях памяти оперативного запоминающего устройства 6 (для каждого канала в оперативной памяти отводится своя область памяти) акустической информации, принятой вторым и последующими канала- 0 ми и поступающей со второго информационного выхода многоканальной сейсмоакустической системы l на второй информационный вход схемы 3 управления и размещением информации в оперативном запоминающем устройстве. После приема и поканального размещения в оперативном запоминающем устройстве 6 микро-ЗВМ

4 переходит к выполнению операций выбора максимальных значений огибающих эхо-сигналов, определения их положения на временной оси и вычисления признаковых характеристик в выбранных эхо-сит налах. Поканальный массив признаковых характеристик эхо-сигналов формируется в оперативной памяти микро«ЭВМ 4. В качестве признаковых характеристик охо-сигнала могут быть использованы как структурные характеристики эхо-сигнала (максимальное значение огибающей, коэффициенты формы эхо-сигнала), так и спектральные характеристики, кроме того в качестве признаковых характеристик могут использоваться такие, как, напри. мер, значения скоростей в отдельных 35 слоях донных осадков и коэффициенты затухания. Вычисление того или иного набора признаковых характеристик задается с помощью подпрограммы работы микро-ЭВМ 4. Поканальные массивы призна- 40 ковых характеристик эхо-сигналов, формируемые в оперативной памяти микроЭВМ 4, образуют информационную зону, которая поступает со второго выхода микро-ЗВМ 4 на запись на магнитную ленту цифрового магнитного регистратора

8 через схему управления записью на магнитную ленту 7.

Использование предлагаемого способа регистрации позволяет получить дополнительные сведения о разрезе донных отложений и использовать их на этапе автоматизированной обработки с применением

ЗВМ по методике многоканального приема и обработки, что значительно повышает достоверность результатов акустических исследований на акваториях. Способ позволяет в значительной степени уменьшить объем регистрируемых мешающих сигналов, что приводит к увели"ению объема полезной информации, регистрируемой в каждом цикле зондирования, а это, в свою очередь, повышает качест во и достоверность информации, получаемой о разрезе донных отложений с помощью сейсмоакустических методов иоследований при выпоонении работ по геологическому картированию на акватории.

Использование способа для регистрации акустической информации, получаемой с помощью многоканальных сейсмоакустичес ких систем, позволяет в среднем в 4060 раз сократить объем регистрируемой информации по сравнению с существующими системами многоканальной регистрации. Получаемое уплотнение акустической информации позволяет сократить затраты машинного времени, необходимого на ввод в UBM.

Формула изобретения

Способ регистрации эхо-сигналов в многоканальных сейсмоакустических системах, включающий определение времени прихода последовательности эхо-сигналов по предыдущей посылке для первого канала многоканальной приемной акустической системы, определение ожидаемых временных интервалов прихода последовательности эхо-сигналов по последующей посылке, выбор максимальных з ачений огибающих эхо-сигналов и определение их положения на временной оси в ожидаемых временных интервалах, вычисление признаковых характеристик выбранных эхосигналов и регистрацию полученных характеристик на магнитной ленте, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества регистрируемой информации, для определения ожидаемь|х временных интервалов прихода последо вательности эхо-сигналов по последующей посылке для каждого канала, начиная со второго, дополнительно по серии предыдущих посылок определяют геометрию участка дна, от которого ожидается прием отраженных эхо-сигналов многс канальной приемной акустической системой, и определяют допустимые изме-;нения времени прихода эхо-сигналов за счет случайной изменчивости геометрии приема, причем вычисленные характеристики эхо-сигналов для каждого канала регистрируют на магнитной ленте поканально.

9819

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лернер Б.Л. Янковский И.И.

Основы цифровой записи сейсмической информации. М., ВНИИОЗНГ, 1979, с.53.

2. Патент США % 4016531, кл. 340 15 5, саублик. 1977.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2922607/18-25, кл. G 01 V 1/24, 1980 (прототип).

Составитель Н. Журавлева

Редактор Н. Киштулинец Техред М.Надь Корректор И. Ватрушкина

Заказ 9703/64 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475

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