Скважинная сейсмоакустическая станция

Скважинная сейсмоакустическая станция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для сейсмоакустической разведки подземньк неоднородностей и может быть использовано при создании аппаратуры прозвучивания массива горных пород между скважинами для выявления -зон повышенного поглощения упругих колебаний . Изобретение позволяет повысить достоверность результатов исследования путем упрощения процесса разделения упругих колебаний по типам. В одну скважину опускают источник упругих колебаний (ИУК), а в другую - приемники на расстоянии друг от друга, равном , например, половине длины продольной волны. ИУК возбуждает в среде упругие колебания с частотой fо . бания, поступающие к приемникам, .являются суммой проходящих, отраженных и др. типов продольных и поперечных волн. С усилителей электрические сигналы поступают на фазовращатели, а затем на входы аналогового сумматора, з .где они суммируются и передаются далее в блок аналогового перемножения сигналов. В цифровом накопителе производится накопление сигналов. Процессы суммирования и перемножения сигналов обеспечивают последовательное выделение всех типов волн за счет изменения сдвига фаз между сигналами. 1 ил. (Л 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 дц4 С01 V1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИЧ ЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4082667/24-25 (22) 01.07,86. (46) О?.07.88. Бюл, У 25 (71) Казахский филиал Вс ес оюз ного научно-исследовательского института раз. ведочной геофизики Научно-производственного объединения "Рудгеофизика" (72) А.В.Глухих, Л.С.Прицкер и В.И.Шадхин (53) 550,83(088 .8) (56) Бутузов Ю,А. и др. Аппаратура межскважинного проэвучивания ИП-1.

Геофизическая аппаратура, вып. 64, Л.: Недра, 1978, с. 131-133.

Авторское свидетельство СССР

N 898361, кл, С 01 V 1/00, 1982. (54) СКВАЖИННАЯ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКАЯ

СТАНЦИЯ (57) Изобретение относится к устройствам для сейсмоакустической разведки подземных неоднородностей и может быть использовано при создании аппаратуры проэвучивания массива горных пород между скважинами для выявления зон

1 повышенного поглощения упругих коле„„Я0„„1408396 баний, Изобретение позволяет повысить достоверность результатов Исследования путем упрощения процесса разделения упругих колебаний по типам. В одну скважину опускают источник упругих колебаний (ИУК), а в другую — приемники на расстоянии друг от друга, равном, например, половине длины продольной волны. ИУК возбуждает в среде упругие колебания с частотой Ео, Коле-. бания, поступающие к приемникам, .являются суммой проходящих, отраженных и др, типов продольных и поперечных волн. С усилителей электрические сигналы поступают на фазовращатели, а

Ф затем на входы аналогового сумматора, 9 .где они суммируются и передаются далее в блок аналогового перемножения сигналов. В цифровом накопителе про- С изводится накопление сигналов. Про- цессы суммирования и перемножения 2 сигналов обеспечивают последовательное выделение всех типов волн за счет вам изменения сдвига фаз между сигналами. ф р ил. 1Р

1408396

Изобретение относится к устройствам для сейсмоакустической разведки подземных акустических неоднородностей и может .быть использовано при создании аппаратуры проэвучивания ! массива горных пород между скважина| ми для выявления зон повьппенного по, глощения упругих колебаний. . Цель изобретения - повьппение дос. товерности результатов исследований путем упрощения процесса разделения упругих колебаний по типам.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемой станции.

Скважинная сейсмоакустическая станция содержит генератор 1, подключенный к его выходу источник 2 упругих колебаний, формирователь 3 импульсов 20 управления, последовательно соединенные первый приемник 4 упругих колебаний, первый усилитель 5 и первый фазовращатель 6, последовательно соединенные второй приемник 7.упругих 25 ! ,колебаний, второй усилитель 8 и вто рой фазовращатель 9, последовательно

1соединенные аналоговый сумматор 10, блок 11 аналогового перемножения сиг1 налов, преобразователь 12 частоты, 30 (, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 13, цифровой накопитель 14 сиг,налов и регистратор 15, а также гене,ратор 16 опорной частоты и блок 17

;визуализации.

Выходы фазовращателей 6 и 9 подсоединены к первому и второму входам

,аналогового сумматора 10. Выход гене1 ратора 16 опорной частоты подключен к второму входу преобразователя 12 40 частоты. Выход цифрового накопителя

14 сигналов соединен с входом блока 17 визуализации. Выходы формирователя

3 импульсов управления подсоединены втОрОму ВХОду цифрОвОгО накОпителя 4

14 сигналов, вторым входам фазовращателей 6 и 9, второму входу АЦП 13 и входу генератора

В качестве генератора 1 может быть использован коммутируемый кварцованный генератор. Источник 2 упругих колебаний может быть изготовлен на ос- . нове магнитострикционного или пьезокерамического электроакустического преобразователя. Формирователь 3 им пульсов управления может включать электронный коммутатор и ключи.

Первый 4 и второй 7 приемники упругих колебаний могут бьггь иэготовлены на основе пьеэокерамических электроакустических преоб ра э ователей в виде сферы или наб ора колец, шайб.

Скважинная сейсмоакустическая станция работает следующим образом.

В одну скважину опускают источник

2 унругих колебаний, а в другую— приемники 4 и 7 упругих колебаний, располагая их на расстоянии друг от друга, равном, . например, половине длины продольной волны, распространяющейся в среде, обеспечивая при этом одинаковые условия приема упругих колебаний (волн) первым 4 и вторым 7 приемниками упругих колебаний.

Подключают в блоке 11 аналогового перемножения сигналов N перемножителей (не показаны), в генераторе 1 ,рабочую частоту f излучения упругих колебаний, а в формирователе 3 импульсов управления - сдвиг фаз, равный нулю.

По команде оператора формирователь

3 импульсов управления вырабатывает импульс запуска, который поступает на входы источника 2 упругих колебаний. АЦП 13 и цифрового накопителя

14 сигналов. Источник 2 возбуждает в среде упругие колебания с частотой

f которые распространяются в ней и поступают к первому 4 и второму 7 приемникам упругих колебаний. Поступившие к последним сейсмические сигналы являются в установившемся режиме суммой проходящих, отраженных и др. типов продольных и поперечных волн.

Эти сейсмические сигналы преобразовываются первым 4 и вторым 7 приемника" ми упругих колебаний в электрические сигналы, которые на выходе первого приемника 4 упругих колебаний могут бьггь выражены соотношением а„() = 11<1 зы(ы + 1 а на. выходе второго приемника 7 упругих колебаний соотношением ю

a,(t) =.Е:П, sin(t + „), «j где а, (t) и a (t) — величина суммарного сигнала на выходах первого 4.и второго 7 приемников упругих колебаний соответственно", 3 14083 т тт И ктт — амплитуда n-ro типа волны на входах первого 4 и второго 7 приемников упругих колебаний соответственно, т> — круговая частота излучаемых в среду упругих колеба10 ний;

У;„, Ч к„ вЂ” фазы и-го типа

° волны на входах первого 4 и второго 7 приемников 15 упругих колебании

t — текущее время.

Электрические сигналы с выходов первого 4 и второго 7 приемников упругих колебаний усиливаются первым 5, 20 и вторым 8 усилителями и поступают на входы первого 6 и второго 9 фаэовращателей, которые, не изменяя фазу сигналов, передают их на входы аналогового сумматора 10. В последнем сигналы 25 складываются.

Полученный в аналоговом сумматоре

10 сигнал может бьггь выражен соотношением т 30

a (t) = à, (t) + а (г) = U з1а(т + Р;;)

1ет тт = кт 1

1) = 1); = Бк

35 т т ттт К т т где a (t) — величина суммарного сигнала на выходе аналогового сумматора 10.

Сигнал а (t) поступает на входы блока 11 аналогового перемножения сигналов, который формирует на выходе сигнал вида

45 где а (t) — величина сигнала на выхоГ де блока 11 аналогового перемножения сигналов

k(%) — коэффициент пропорциональности, зависящий от сдвига фаэ между сигналами на выходах первого 4 и второго 7 приемников упругих колебаний.

Частота сигнала à (t) имеет часP тоту fp, при этом fp p f o.

Сформированный в блоке 11 аналогового перемножения сигналов сигнал содержит ряд компонент волн, каждая из т которых имеет вид а ; (t) = k(9)U; sin Ч, ттт . М где а (t) — величина сигнала соотРт ветствующего 1-й компоненте (волне) на выходе блока 11 аналогового перемножения сигнай лов", U; — амплитуда i-й компоненты сигнала

Ч и Р„, — фазы сигналов на выходе первого 4 и второго 7 приемников 4 и 7 упругих колебаний при приходе i-й волны, ч

k(9) = 2сов — --

2 ь 1т; — величина сдвига фаэ между сигналами на выходах первого 4 и второго 7 приемников упругих колебаний при приходе i-й волны.

Анализ выражения ap; (t) показывает, что, чем больше показатель степени

ЬЧ, гт у функции соз и величина тем меньше величина а,(t), т.е ° при

О

180 эта величина минимальна, а при Ч;= 0 — максимальна. Эта о особ енность процесса суммирования сигналов и перемножения обеспечивает последовательное выделение всех типов волн, присутствующих в сигналах, за счет изменения величины сдвига фаз между сигналами.

Сигнал с выхода блока 11 аналогового перемножения сигналов поступает далее на первый вход преобразователя

12 частоты, на второй вход которого с выхода генератора 16 опорной частоты поступает сигнал с частотой f равной я-т

Указанные сигналы формируют на выходе преобразователя 12 частоты сигнал, частота которого ниже частоты fp, что упрощает преобразование сигнала

96 6 ключенный к его выходу источник упругих колебаний, первый фазовращатель, аналоговый сумматор, формирователь импульсов управления, аналого-цифровой преобразователь, подключенный к

его выходу цифровой накопитель сигналов, регистратор и последовательно соединенные первый приемник упругих колебаний и первый усилитель, при этом второй вход цифрового накопителя сигналов подключен к выходу формирователя импульсов управления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследований путем упрощения процесса разделения упругих колебаний по типам, она снабжена блоком аналогового перемножения сигналов, преобразователем частоты, rенератором опорной частоты и последовательно соединенными вторым приемником упругих колебаний, вторым усилителем и вторым фазовращателем, при этом вы1 ход первого усилителя подключен к первому входу первого фазовращателя, вторые входы обоих фазовращателей подсоединены к второму и третьему вькодам формирователя импульсов управления, а их выходы — к первому и второму входам аналогового сумматора выход которого подключен к входу блока аналогового перемножения сигналов, выход которого соединен с первым входом преобразователя частоты, второй вход которого подсоединен к выходу генератора опорной частоты, а выход — к первому входу аналого-цифровогоо преобразователя, второй вх од которого подключен к четвертому выходу формирователя импульсов управ— ления, пятый выход которого соединен с входом генератора, а выход цифрового накопителя сигналов подсоединен к входу регистратора.

14083 в цифровой код в АЦП 13, который имеет, как правило, небольшое быстродействие. Преобразованный по команде с выхода формирователя 3 импульсов управления сигнал с выхода АЦП 13 пос5 тупает в цифровой накопитель 14 сигналов, где по команде с выхода формирователя 3 импульсов управления суммируется с ранее поступившей реализа- 1О цией сигнала. При поступлении первой реализации сигнала она суммируется с нулем. Полученная сумма запоминается и одновременно визуализируется на экране ЭЛТ блока 17 визуализации. При дальнейшей работе станции производится накопление сигнала в цифровом накопителе 14 сигналов до тех пор, пока операгор не примет решение о завершении процесса накопления, который.2О он контролирует с помощью блока визуализации, После завершения процесса накопления по команде оператора формирователь 3 импульсов управления выра- 25 батывает команду, при поступлении которой накопленный сигнал регистрируется регистратором 15, а также команды, обеспечивающие заданную величину сдвига фаз у первого 6 и второго 9 gp фазовращателей. После этого повторяется процесс накопления сигнала с вновь установленной величиной сдвига фаз. Таким образом, изменяя с заданным шагом величину сдвига фаз между

35 сигналами с выходов первого 4 и второго 7 приемников упругих колебаний, выявляют величины сигналов, соответствующих всем типам волн, что эквивалентно изменению направленности приема упругих колебаний, что улуч40 шает разделение зарегистрированных сейсмических волн по их типам, Формула изобр етения

Скважиниая сейсмоакустическая станция, содержащая генератор, под1408396

Составитель В.Крутин

Редактор П.Гереши Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Заказ 3309/50 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4