Устройство для регистрации вибрационных сейсмических сигналов

Устройство для регистрации вибрационных сейсмических сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦ ВИБРАЦИОННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛО содержащее приемник сейсмических сигналов, измерительный преобразователь , систему обработки и регистрации сейсмической информации соединенную с блоком управления и точником возбуждения, о т л и ч а.юще е с я тем, что, с цель повышения точности регистрации ви брационных сейсмических сигналов, оно снабжено адаптивным резонанс2 L ным элементом с информационным и контрольным входами, исполнительным устройством, усилителем, управляемым устройством задержки с параметрическим и сигнальным входами и индикатором максимума амплитуды сейсмического сигнала, вход которого подсоединен к выходу измерительного преобразователя сейсмического сигнала , а выход подключен к параметрическому входу управляемого устройства задержки, сигнальный вход которого соединен с выходом блока управления источником возбуждения, а выход - через усилитель и исполнительное устройство с контрольным входом адаптивного резонансного элемента, включенного между выходом приемника сейсмических сигналов и входом измерительного преобразователя сейсмического сигнала, выход которого соединен с первым информационным входом системы обработки и регистрации сейсмической информации, второй вход которой подключен к выходу индикатора максимума амплитуды сейсмического сигнала. уJ «

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИН

3(50 6 01- V 1/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3374864/18-25 (22) 04.01.82 (46) 30.08.83. Бюл. М 32 (72) Е.В.Карус, М.С.Хлыстунов, Н.В.Максимяк и В.В.Крапивников (7i) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (53) 550. 834 (088. 8) (56) 1, Патент США М 4023140, кл. 340-15.5, опублик. 1977.

2 ° Патент США Р 4064481 р .кл. 340-15.5, опублик. 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

ВИБРАЦИОННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее приемник сейсмических сигналов, измерительный преобразователь, систему обработки и регистрации сейсмической информации, соединенную с блоком управления источником возбуждения, о т л ич а.ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения точности регистрации вибрационных сейсмических сигналов, оно снабжено адаптивным резонанс„.$0„„) ЩЯОЗ A ным элементом с информационным и контрольным входами, исполнительным устройством, усилителем, управляемым устройством задержки с параметрическим и сигнальным входами и индикатором максимума амплитуды сейсмического сигнала, вход которого подсоединен к выходу измерительного преобразователя сейсмического сигнала, а выход подключен к параметрическому входу управляемого устройства задержки, сигнальный вход которого соединен .с выходом блока управления источником возбуждения, а выход — через усилитель и исполнительное устройство с контрольным входом адаптивного резонансного элемента, включенного между выходом приемника сейсмических . сигналов и входом измерительного преобразователя сейсмического сигнала, выход которого С: соединен с первым информационным вхо. дом системы обработки и регистрации р .сейсмической информации, второй вход которой подключен к выходу индикатора максимума амплитуды сейсмического сигнала.

1038903

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и предназна1 чено для использования в сейсморегистрирующей аппаратуре. Устройство также может быть использовано в гидро- и электроакустической аппаратуре, дефектоскопии и виброметрии.

Известна телеметрическ6я система передачи сейсмических данных, содержащая в каждом канале последовательно соединенные сейсмоприемник, фильтр, аналого-цифровой пре образователь с коммутатором кана" лов, передатчик, .кабельную линию связи, приемный усилитель, блоки предварительной обработки и цифровой регистрации 1 1.

Недостатком известной системы является невысокая избирательность, обусловленная применением неоптимальных широкополосных преобразовательных устройств, в том числе предварительных усилителей, фильтpos низких и высоких частот.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регистрации вибрационных сейсмических сигналов, содержащее приемник сейсмических сигналов, измерительный преобразователь, систему обработки и регистрации сейсмической информации, соединенную с блоком управления источником возбуждения (2 1.

Недостатком известного устройСтва .является его низкая избирательность, которая является причиной низкой точности регистрации маломощных сейсмических сигналов, в том числе вибросейсмических и кодоимпульсных, с отношением сигнал/шум порядка нескольких единиц. Это обусловлено тем, что избирательность при ема сейсмического сигнала обеспечивается только после приема, измерительного и предварительного усиления блоком широкополосных фильтров бвэ перестройки параметров фильтрации.

В связи с этим в сейсморегистраторе в принципе не может бытЬ обеспечена динамическая адаптация входных блоков к изменению параметров регистрируемых сейсмических сигналов; а следовательно, не может быть осуществлена оптимальная их селекция на фоне мощных помех, что значительно пойижает точность регистрации, особенно маломощных сейсмических сигналов.

Цель изобретения - повышение точности регистрации вибрационных сейсми ческих сигналов.

Указанная цель достигается тем, что устройство для регистрации вибрационных сейсмических сигналов, содержащее приемник сейсмических сигналов, измерительный преобразователь, систему обработки и регист рации сейсмической информации, соеди ненйую с блоком управления источником возбуждения, снабжено адаптивно| резонансным элементом с информационным .и контрольным входамк, исполнительным устройством, усилителем, управляемым устройством за5 держки с параметрическим и сигнальным входами и индикатором максимума амплитуды сейсмического сигнала, вход которого подсоединен к выходу измерительного преобразователя сей- .

10 смического сигнала, а выход подключен к параметрическому входу управляемого устройства задержки, сигнальный вход которого соединен с выходом блока управления источником

15 возбуждения, а выход - через усили тель и исполнительное устройство с контрольным входом адаптивного резонансного элемента, включенного между вйходом приемника сейсмических сигналов и входом измерительного преобразователя сейсмических сигналов, выход которого соединен с первым информационным входом системы обработки и регистрации сейсмической информации, второй вход которой подключен к выходу индикатора максимума.

На чертеже изображена структура устройства.

Устройство состоит иэ приемника 1 сейсмических сигналов (ПСС),адаптивного резонансного элемента (АРЭ) 2, включенного между выходом ПСС 1 .и входом измерительного преобразователя 3 сейсмического сигнала. (ИП), З5 к выходу которого подключена сис- . тема 4 обработки и регистрации сейсмической информации (СОРСИ) и индИкатор 5 максимума амплитуды сейсмического сигнала (ИМ) 5. Выход

40 ИМ 5 соединен со, вторым информационным входом СОРСИ 4 и c,параметрическим входом управляемого устройства задержки (УУЗ) б, к сигнальному.входу которого подключается riepвый выход блока УПравления источником возбуждения (БУИ ) 7. Выход

УУЗ б через усилитель 8, исполнительное устройство (ИУ) 9 подключает. .ся к контрольному входу адаптивного резонансного элемента АРэ 2. Вто-. рой, выход БУИ 7 подключается к источнику возбуждения, который связан с СОРСИ 4.

Устройство работает сл дующим об" разом.

По команде оператора, поступающей на СОРСИ 4, с нее подается управляющий сигнал на блок 7, с выхода которого на вибросейсмический источник возбуждения поступает сиг60 нал, соответствующий требуемому закону изменения частоты вибросейсми ческого сигнала. Одновременно оператором (или по программе) устанавливается начальное время задержки 1 б5 устройства б. Это время определяется, 1038903 вающую синфазность законов изменения ,частоты сигналов на входах элемен та 2,причем в этом случае на вход

ИМ 5 будет поступать сигнал максимальной амплитуды, так как АРЭ 2 будет непрерывно и синфазно подстраиваться под частоту принимаемЬго сигнала.

I Глубина залегания границы будет в том случае определяться по времени

10 (tcq+Q . Последовательно меняя Cоз, оператор таким образом может проследить наличие отражающих границ на интересующих глубинах, определяя точное их положение по величинам.

)5 to> и, которое автоматически ус:танавливается путем точной настрой.,ки,цепи следящей обратной связи 5,.

8 и 9. При этом следует отметить, что .в случае отсутствия границ в ширине обзора rlh, регистратор за фиксирует всплески амплитуды принимаемого сигнала на выходе АРЭ 2 до

ah

1 глубины hCH — — а в диапазоне

dh

25 обзора H+ — не зафиксирует, вспЛесков и, следовательно, не окажется в режиме следящей настройки.

Положительный эффект устройства,,,заключающийся в повышении точности

ЗО регистрации вибросейсмических сиг налов, достигается путем применения. ,в устройстве компенсационногд метода измерения фазы закона изменения частоты вибросигнала и подстройки

35 по максимуму амплитуды сигнала на выходе элемента 2 и преобразователя 3.

В отличие от прямого метода измерения амплитуды, используемого в щ известных устройствах, в которых величина фазы отсчитывается косвенным путем по моменту вступления отраженного сигнала и счет времени ведется от начала возбуждения, T.е. изме45 Ряется все время э в Устройстве измеряется только малая величина отклонения от времени начальной задержки . Поэтому при равных инструментальных возможносъях или равной .относительной погрешности блоков сейсморегистраторов,выбирая

t можно обеспечить повышение точности регистрации "в п раз. Для практических задач сейсморазведки, например на

55 глубинах залегания -1 км величина пф10. ль T.Ðàéêîâà

Фанта Корректор!Г.0rap по требуемой глубине зондирования геологической среды. Начальная час- . тота настройки приемника 1 обычно выбирается равной начальной частоте вибросейсмического сигнала, которая, как правило, является его самой низкой частотой возбуждения.

Диапазон перестройки времени задержки dt устройства 6 выбирается равным желаемой ширине обзора, разрешающей способности и глубине исследования.

Далее, поступая в геологическую среду, вибросейсмический сигнал и, отражаясь от границ, поступает на

ПСС 1, причем сигналы, отраженные от границ, залегающих на глубинах, не попадающих в ширину. обзора, со-. здают в-момент прихода начальной ,частоты вибросейсмического сигнала

;всплески сигнала на выходе АРЭ 2 и

ИП 3, которые регистрируются СОРСИ 4, но не захватываются в режим слежения эа частотой цепью следящей обратной связи, состоящей из блоков 5, 6, 8 и 9, так как выходят эа пределы ширины обзора дЬ и диапазона перестройки устройства 6, равного ht.

Сигнал, поступающий от границы, залегающей на глубине, попадающей в диапазон слежения, обуславливает .начало работы цепи обратной связи, осуществляемой следующим образом.

В начальный момент прихода сигнала на приемник 1, он совпадает по частоте с резонансом АРЭ 2 и, поэтому без ослабления, поступает на ИП 3,. а затем на ИМ 5.

Если фазы закона изменения час" тоты отраженного сигнала и поступающего с УУЗ б и блоки 8, 9 совпадают, .то-ИМ 5, работая, например, как блок поиска максиМума амплитуды, не подает сигнал на УУЗ б, в результате чего сигнал закона изменения частоты, поступающий с ВУИ 7 через блоки б, 8 и 9, изменяет частоту. настрой..и АРЭ 2 строго в фазе с законом изменения частоты принимае.могб отраженного сигнала, что говорит о том, что время прохождения вибросигнала до отражающей границы и обратно строго равно начальному времени задержки С устройства б.

Это время и регистрируется системой 4, Если же фазы сигналов не совпадают, то ИМ 5 подает управляющий сигнал на УУЗ б, изменяя его время за) ержки на величину .ь, обеспечи1

Составите

Редактор В.Пилипенко Техред Т.

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

Заказ 6225/53 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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