Устройство для обработки и регистрацииданных сейсмических колебаний

Устройство для обработки и регистрацииданных сейсмических колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ н»842828

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кл,з (22) Заявлено 200879 (21) 2849751/18-24

G 06 F 15/20

G 01 V 1/28 с присоединением заявки Ио—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.0681, Бюллетень Мо 24 (53) УДК 681. 325, . 22 (088. 8) Дата опубликования описания 3006,81 (72).Авторы изобретения

Ю.В. Тимошин, А, Ф. Рева, Б. И. Куликовский и Н.М. Гельман

Киевское геофизическое отделение Украинского научноисследовательского геологоразведочного института (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ И РЕГИСТРАЦИИ

ДАННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике.

° Известно устройство для регистрации сейсмических колебаний, содерЖащее сейсмоприемники, усилители, коммутатор, аналогопреобраэователь, регистратор, устройства для записи аналогового сигнала (1), В устройстве отсутствует количественный контроль качества регистрируемых сейсмограмм.

Наиболее близким по-технической сущности к прецлагаемому изобретению является устройство, содержащее электронный коммутатор с генератором синхроимпульсов, соединенный с регистратором через аналого-цифровой преобразователь и источник упругих колебаний небольшой мощности (2), Недостатком устройства является отсутствие количественного контроля качества регистрируемых сейсмограмм.

Визуальный контроль записей не обеспечивает необходимого для дальнейшей обработки и интерпретации данных качества записей и не позволяет получить объективную оценку отношения сигнал/помеха на записях, что особенно важно при использовании слабых (например, невзрывных) источников сигналов и регистрации с накоплением; Возможности визуального контроля качества сейсмических записей резко снижаются при использовании прогрессивных систем многократного проФилирования, когда должное качество сейсмических данных достигается лишь в процессе их дальнейшей обработки, а одиночные сейсмограммы могут иметь достаточно низкое качество, не оцениваемое визуально.

Цель изобретения — повышение производительности, достоверности.

15 и точности работы устройства, Поставленная цель достигается тем, что.в устройство, содержащее коммутатор, входы которого являются входами устройства, а первый выход

20,подключен к первому входу аналогоцифрового преобразователя, группа выходов которого соединена с группой входов блока регистрации, источник возбуждения колебаний в среде, введены сдвиговые регистры, элементы И, элементы задержки, элементы НЕ, триггеры, счетчик импульсов, буферный сдвиговый.регистр, счетчики времени, коммутирующий элемент, блок ии30 дикации, блок деления и вычитания, 842828 вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а выходы подклю- чены соответственно к входам источника возбуждения колебаний в среде, блока индикации, к первому и второму

1входам блока регистрации, первый выход коммутатора соединен с входами,первого и второго счетчиков времени, с первым входом первого элемента И, с вторым входом аналогоцифрового преобразователя и с третьим входом блока регистрации, второй и третий выходы коммутатора подключены соответственно к первому и второму входам первого триггера, . выход которого соединен с управляющим входом коммутирующего элемента, 15 выход первого и второго счетчиков времени соединены соответственно с входами второго триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и к первому входу 2П второго элемента И, второй вход которого соединен с одним из выходов группы выходов аналого-цифрового преобразователя, выход первого элемента И через элемент задержки соединен с первыми входами сдвиговых регистров и буферного сдвигового регистра, выход второго элемента И подключен к второму входу к-1-ro сдвигового регистра, выход которого подключен к второму входу к-го сдвиго-ЗО .вого регистра, выход которого соединен с вторым входом к+1-го сдвигового регистра, выход каждого сдвигового регистра соединен с первым входом соответсТвующего элемента И З5 первой группы, второй вход которого подключен к выходу буферного сдвигающего регистра, выход каждого сдвигового регистра через соответствующий элемент НЕ соединен с первым Q() входом соответствующего элемента И второй группы, второй вход которого подключен через элемент НЕ к выходу буферного сдвигающего регистра, второй вход которого соединен с 45 выходом к-го сдвигающего регистра, выходы элементов И первой группы, кроме к-1-ro элемента И и выходы элементов И второй группы через соответствующие элементы задержки соединены с входом коммутирующего элемента, выход к+1-го элемента

И первой группы соединен с входом. коммутирующего элемента, выход которого подключен ко входу счетчика импуль"ов. На чертеже представлено устройство, схема.

Устройство содержит коммутатор 1, аналого-цифровой преобразователь (ЛАПУ) 2, блок 3 регистрации, сдвн- @ гающие регистры 4, у 4, 4Э, буферный сдвигающий регистр 5, группа элементов И 61, группа элементов И

6>, элементы HE 7, элементы 8 задержки, коммутирующий элемент 9, счетчик 10 импульсов, блок 11 деления и вычитания, блок 12 индикации, источник 13 возбуждения колебаний в среде, элемент И 14, элемент 15 задержки, триггер 16, счетчики 17, 18 времени, триггер 19.

Устройство работает следующим образом.

Степень упорядоченности волнового поля обычно определяется по нескольким рядам расположенным регистрирующим каналам (например от двух до пяти). Информативность любой системы определяется величиной ее энтропии. где Р„ — вероятности.

Величина энтропии Н может быть использована для оценки информативности (степени упорядоченности) ре-, гистрируемых.в поле сейсмических волновых полей. Это объясняется тем, что полезную информацию на сейсмограммах несут отраженные и другие волны, т.е. упорядоченные элементы волнового поля, регистрируемые на фоне случайных помех (при использовании слабых источников).

Будем рассматривать регистрируемую сейсмограмму как матрицу чисел

Ak /A — амплитуда сигнала с соответ3 ствующим знаком,,к -номера отсчетов по времени /1<кН,И, — число отсчетов на сейсмограмме/, — номера трасс сейсмограммы- (1 P < п/и число одновременно регистрируемых трасс сейсмограммы) . Область измерения упорядоченности сигнала в каждой точке ограничена как по оси времени, так и по числу трасс, отсчеты с которых используются для анализа.

Предположим, что в выделенный для каждой точки волнового поля области измерений определяется некоторый параметр, характеризующий степень упорядоченности волнового поля. Тогда. энтропия сейсмического волнового поля в целом определится выражением н=- (0 6оУ0 +((-Us)+g(1-Us)) (2)

В простейшем случае можно ограничиться просто суммой значений Ug, отнесенной к максимально возможной величине Бр„„ этой суммы при полной тах упорядоченности сейсмической записи Для характеристики упорядоченности сейсмической записи в некоторой

842828

Для выполнения процесса измерения упорядоченности записи в заданном временном интервале используется схема из двух счетчиков 17 и 18, набирающих величины начальное конечное включение времени. На входы этих области в частном случае достаточно" использовать лишь звуковую информацию, т.е. считать все амплитуды одинаковыми и равными единице со знаком плюс или минус. В рассматриваемом случае для оценки упорядоченности сейсмической записи в любой точке достаточно провести сопоставление знаков сигналов в некоторой области вокруг этой точки.

При этом к-ый отсчет главного канала (крайнего или среднего) сопоставляется по знаку с к-м, к+1,к-2 и т.п. отсчетами соседних каналов.

В роли к-го канала последовательно. .выступают все отсчеты главного канала. 15

Для простоты можно воспользоваться функцией однозначности, т.е. если э— знаки отсчета главного канала и

1. любого сравниваемого с ним отсчета другого канала одинаковы, то резуль: 2Р тат равен единице, а при разных знаках — нулю. Таблица решений в этом случае выглядит следующим образом (полагая, что знаки отсчетов сигналов кодируются нулями 25 и единицами) .

0 0 = 1 1 0 = 0

0 1 = 0 1 1 = 1

При работе сейсмической станции с момента начала регистрации колебаний знак каждого отсчета в виде нуля или единица поступает с выхода знакового разряда АЦПУ 2 через элемент И 14 на вход односдвигающего регистра 4,, имеющего и элементов (по числу каналов). После первого цикла работы коммутатора 1 каналов весь регистр 4„ будет заполнен, а после третьего цикла будут заполнены все три регистра, причем в первом из них, 4„, будут находиться 40 знаки k+1-го отсчета всех каналов, во втором 4 — знаки k-го отсчета всех каналов, а в третьем 4 — знаки

k+1-ro отсчета всех каналов. Поэтому в следующем такте на выходах всех этих регистров появятся знаки k-ro и k+1-ãî отсчетов. первого канала, а на следующем такте — знаки k-го и k+1-ro отсчетов второго какала и

r,ä. В сОответствии со схемой анализа упорядоченности сейсмического волнового поля, необходимы знаки

k-ro отсчета первого, а также k-ro, .k+1-ro u k-1-ro отсчетов следующего (второго) канала. Таким образом, при следующем такте все рассматриваемые три отсчета первого канала выдаются с выходов регистров 4, причем один из них (k-ый) выходящий со среднего регистра, задерживается на один такт в буферном сдвигающем -ф) регистре 5. Во время следующего такта на выходах всех регистров 4 появляются знаки k-ro k-1-го и

k+1-ro отсчетов следующего (второго) канала, В более общем случае участия б5 знаков трех каналов необходима задержка знаков всех трех отсчетов второго канала на один такт и т.д.

Сигналы со всех выходов регистров

4 и с выхода регистра 5 поступают на первую группу б элементов И, которые выдают единицы при наличии импульсов положительных знаков на обеих их входах и нуля при несовпадении импульсов (знаков), В случае совпадения отрицательных знаков в работу вступает вторая группа б . элементов И, связанная теми же выходами регистров 4 и 5 через элементы HE 7. Импульсы совпадения с выходов обоих групп элементов И

6 и 6 через элементы задержки

8 и элемент 9 поступают на вход счетчика импульсов 10.

Все эти операции последовательно выполняются для всех каналов сейсмограммы и всех ее отсчетов (по одной оценке за каждый такт квантования сигналов по времени).

Теперь необходимо вычислить соотношение полученной в счетчике

10 общей для всех сейсмограмм по формуле оценки степени упорядоченности сейсмической записи к максимально возможной степени упорядоченности записи.

Эту операцию осуществляют блок деления и сравнения 11, на вход которого в конце записи поступает код числа, записанного в счетчике

10 упорядоченности всех сейсмограмм который делится на код максимально возможной степени упорядоченности записи, а результат вычитается иэ заранее вводимой в блок 11 уставки (в относительных единицах в виде дроби). При каждом сравнении (после каждого цикла регистрации колебаний) блок .11 выдает импульс запуска, поступающий на блок регистрация 3 источник возбуждения колебаний в среде 13, если измеренное значение степени упорядоченности записи меньше уставки. Одновременно значение величины упорядоченности записи высвечивается на блоке 12. Этот процесс автоматически повторяется до тех пор, пока оценка степени упорядоченности записи не достигает порогового значения (величины уставки). При этом меняется знак на выходе блока 11, а выдача импульсов запуска на источник 13 прекращается.

При этом на блоке 12 высвечивается сигнал Работа завершена, а величина степени упорядоченности заносится в блок регистрации 3 на магнитную ленту с запиаью.

842828

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 482748, кл. G 01 V 1/28, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР

9 428329, кл. 6 01 Ч 1/24, 1972 у (прототип). счетчиков поступают синхроимпульсы с коммутатора 1. При переполнении счетчика 17 срабатывает триггер 1б, который открывает элемент И 14, начинающий с .этого момента пропуск на регистры 4 знаков отсчетов сигналов всех каналов; При переполнении счетчика 18 триггер 16 переходит в первоначальное положение и тем самым запирает элемент И 14.

С целью прекращения измерения во время перехода от последнего канала сейсмограммы к первому используется элемент 9> управляемый тригrepoM 19, связанный с цепями формирования стробирующих импульсов по- следнего и 1-го каналов коммутатора

1. На время перехода элемент 9 запирается.

В результате работы устройства получаемые в процессе накопления численные оценки. степени упорядоченности сигналов на записи сразу же используются через сравнение с заданным значением уставки для автоматического управления процессом накопления. Тем самым с одной стороны будут исключаться случаи брака, связанные с .недостаточным числом накоплений на отдельных участках и столиках, а с другой — получена экономия средств и времени на участках с более благоприятными . условиями возбуждения и приема колебаний, где при стандартной методике с постоянным числом накоплений вдоль всего профиля используется избыточное число накоплений. В результате наряду с экономией средств и времени на разведку может быть получен весьма однородный сейсмический материал вдоль профиля и по площади, что весьма важно для обработки и интерпретации, но недостижимо при использовании обычных сейсмических станций.

Рассматриваемое устройство может применяться и при работах без накопления для количественной оценки степени упорядоченности регистрируещах сейсмограмм.

Формула изобретения

Устройство для обработки и регистрации данных сейсмических колебаний, содержащее коммутатор, входы которого являются вводами устройства, а первый выход подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, группа выходов которого соединена с группой входов блока регистрации, источник возбуждения колебаний в среде, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения производительности, достоверности и точности, в него введены сдвиго,вые регистры, элементы И, элементы ,задержки, элементы НЕ, триггеры, счетчик импульсов, буферный сдниговый регистр, счетчики времени, ком,мутирующий элемент, блок индикации, блок деления и вычитания, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а выходы подключены соответственно .". входаь. ис:очник возбуждения колебаний в среде, блока

5 индикации,к первому и второму входам блока регистрации, первый ныход коммутатора соединен с входами первого и второго счетчиков времени, с первым входом первого элемента И, с О вторым входом аналого-цифрового преобразователя и с третьим входом блока регистрации, второй и третий выходу коммутатора подключены соответственно к первому и второму входам

35 первого триггера, выход которого соединен с управляющим входом коммути(рующего элемента, выходы первого и второго счетчиков времени соединены соответственно с входами второго

2П триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и к первому входу второго элемент«

И, второй вход которого соединен с одним из выходов группы выходов аналого-цифрового преобразователя выход первого элемента И через элемент задержки соединен с первыми входами сдвиговых регистров и буферного сдвигового регистра, выход нторого элемента И подключен к второму входу k-1-ro сднигового регистра, выход которого подключен к второму входу k-го сднигового регистра, выход которого соединен с вторым входом k+1-ro сднигового регистра, выход кажцого сднигового регистра соединен с первым входом соответствующего элемента И первой группы, второй вход которого подключен к выходу буферного сднигающего регист4Q ра, выход кажцого сдвигоного регистра через соответствующий элемент

НЕ соединен с первым входом соответствующего элемента И второй группы, второй вход которого подключен

45 через элемент НЕ к выходу буферного сднигающего регистра, второй вход которого соединен с выходом

k-го сдвигающего регистра, выходы элементов И первой группы, кроме

k-1-го элемента И и выходы элементов

И второй группы через соответствующие элементы задержки соединены с входом коммутирующего элемента, выход k+1-го элемента И первой группы соединен с нходом коммутирующего элемента, выход которого подключен к входу счетчика импульсов.

842828

Составитель А Жеренов

Техред С.Мигунова Корректор М. Шароши

Редактор A. Власенко

Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5104/62

Филиал IIIIII 1 Патент Фу г. УжгорОду ул. Проектная 4