Оптический дифракционный преобразователь сейсмограмм

Оптический дифракционный преобразователь сейсмограмм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Il И С А Н И Е ()890313

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соыетскнн

Социапнстнческнн

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t ) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 25.04. 80 (2! ) 2915590/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23 } П риоритет— (5I)M. Кл.

G0l Ч 1/28

3Ъеудерстеенный квинтет

СССР

00 делам нзоеретеннй н еткрмтнй

Опубликовано 15. 12. 81. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 17 ° 12 ° 81 (53) УДК 550. 83 (088. 8) ппов с ., I I (72) Авторы изобретения

В. И. Дубянский и Н. Г. Че с, I

1

Воронежский ордена Ленина государсч веющй упивйрсит им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ ЦИФРАКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

СЕЙ(МОГРА1"Я .

Изобретение относится к техническим средствам сейсморазведки и может быть использовано при проведении сейсмических работ в нефтеносных и рудных районах, а также на море.

Известен элек.ронно-лучевой регистратор "Разрез", который обеспечивает при непрерывном морском профилировании преобразование сейсмических сигналов многоканальной прием10 ной установки в изображение временного разреза. Регистратор содержит усилители, фильтры, коммутатор, электроннолучевые трубки (ЭЛТ ) и накопитель на фотослое (1).

Однако в рассматриваемом устройстве формируется временной, а не глубинный разрез, так как отсутствует устройство ввода скоростей распространения сейсмических волн, а также

20 не выполняется дифракционное преобразование сигналов, учитывающее сейсмический снос в плоскости изображения.

Известно также устройство для автоматического построения .сейсмических разрезов, содержащее блок воспроизведения (ввода), блок построения изохрон дифракции в виде ЭЛТ и счетнорешающего блока, передающую ЭЛТ, блок вывода изображения разреза в виде приемной ЭЛТ 1 2).

Недостатком данного устройства является необходимость многократного воспроизведения .одной или нескольких ! сейсмограмм со скоростью, значительно превышающей скорость записи для обеспечения стабильного изображения на выходе устройства.. При этом возникают частотные искажения сейсмических сигналов. Счетно — решающее устройство для построения изохрон дифракции на экране ЭЛТ должно содержать генератор круговых разверток, радиус которых увеличивается в соответствии с,глубиной отражающих горизонтов. При этом яркость луча круговых разверток, соответствующих различным каналам прием3 89 ной установки, должна быть равномерной по всему экрану. Однако это условие трудно выполнимо на практике вследствие неоднородности покрытия люминофора и дефокусировки луча при больших углах отклонения.. Кроме этого в данном устройстве не предусмотрена возмо>кность фильтрации изохрон дифракции по направлению.

Для изменения режима обработки требуется возобновлять процесс воспроизведения магнитограмм, что увеличивает время обработки.

Наиболее близким к предлагаемому является голографическое оптикомеханическое устройство для построе,ния сейсмических разрезов, содержащее источник света, носитель исход. ной информации в виде фототранспаранта, закрепленного на подвижной рамке, конический дифракционный преобразователь, секторную диафрагму, считывающий объектив, фотонакопитель, который перемещается синхронно с подвижной рамкой носителя ис.ходной информации 3).

Однако в известном устройстве имеется необходимость представления исходного сейсмического материала в едином формате рамки носителя информации, ограниченном размерами конического дифракционного преобразователя. Устройство содержит два динамических узла смещения фототранспаранта и фотонакопителя,,требующие стабилизации и синхронизации.

Кроме того, в известном устройстве отсутствует возможность ввода различных значений средних и переменных значений скоростей волн в среде за счет изменения радиусов волновых фронтов, считываемых с конического дифракционного преобразователя.

:. чет скоростных зависимостей осу/ ществляется на отдельном устройстве, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет ввода функции скорости волн в среде, повышение

его надежности, .экономичности, а также качества и разрешающей способности дифракционных преобразователей сейсмической записи.

Поставленная цель достигается тем, что в оптическом дифракционном преобразователе сейсмограмм, содержащем носитель исходной информации конический дифракционный преобразователь,. секторную диафрагму, 0313 4 гайкой 11, в которую пропущен винт .!2, соединенный с валом электродви гателя 13.

ОДП работает следующим образом.

На автономном экране ввода инфор— мации 1 размещается изображение массива сейсмограмм в виде фотокопии или спроектированного изображения фототранспаранта. Объектив 2 считывает изображение сейсмограммы с экрана 1 и проектирует еro на полупрозрачный диффузионный экран 3 таким образом, чтобы нулевая отметка момента взрыва сейсмограмм находилась в вершине конического дифракционного преобразователя 5, а ось времен

45 сейсмограмм располагалась вдоль щелевой диафрагмы 4. Объектив 2 имеет возможность перемещаться вдоль своей оси, например.с помощью сменных колец. Это дает возможность изменять коэффициент оптического .преобразования (увеличения или уменьшения) считываемого транспаранта -на полупрозрач. ном диффузионном экране 3. Изображения сейсмических сигналов, расположен55 ные вдоль целевой диафрагмы 4, преобразуются в КДП 5 в иэображения концентрических полуокружностей (фронтов дифрагированных волн), которые через

10 !

25 считывающий объектив .и фотонакопи— тель, носитель исходной информации выполнен в виде автономного экрана, между которым и коническим дифракционным преобразователем введены

1 объектив и полупрозрачный дифракционный экран со щелевой диафрагмой, причем конический дифракционный преобразователь, секторная диафрагма и считывающий объектив установлены на подвижной вдоль горизонтальной оси платформе, а считывающий объектив снабжен трансфокатором.

На чертеже показана оптическая схема дифракционного преобразователя °

Оптический дифракционный преобразователь (ОДП) содержит автономный экран ввода информации I, объектив 2, полупрозрачный диффузионный экран 3, щелевую диафрагму 4, располо><енную вдоль оптической оси конического дифракционного преобразователя (КДП) 5, перед. которой установлены секторная диафрагма 6 и считывающий объектив

7 с трансфокатором 8, закрепленные в стойке 9, а также фотонакопитель

14. Элементы 3-9 устройства закреплены на подвижной платформе 10 с

890 31

5 секторную диафрагму 6 считываются объективом 7 и проецируются на фотопленку накопителя 14. С помощью электродвигателя 13, винта 12 и гайки 11 подвижная платформа 10 перемещается в направлении горизонтальной оси х.

При этом в щелевую диафрагму 4 поочередно попадают изображения всех трасс преобразующего массива сейсмограмм, сфокусированные на полупрозрач- 1р ном диффузионном экране 3. Одновременно их дифракционные изображения, сформированные в КДП 5, запечатляются и суммируются на фотопленке фотонакопителя 14, где формируется изобра- »$ жение сейсмического разреза голографического типа. Секторной диафрагмой

6 задаются параметры направленной фильтрации изображения ° Режим фотона— копления изображения подбирается ре- 2р гулировкой диафрагм объективов 2 и 7, а также скоростью движения подвижной платформы 10,и количеством циклов накопления.

Необходимымн условиями построе- 2$ ния сейсмического изображения являются введение функции скорости волн в среде и равенство вертикального и горизонтального масштабов изображений. В ОДП значение средней ско- зр рости(„ )сейсмических волн в среде задается с учетом перечисленных условий по формуле

ЬХ Y„=2 Чрк„У (), где в, х — расстояние между приемниками по профилю. д х — расстояние между трассами на изображении сейсмограммы, спроектированном объективом 2 на полупрозрачный диффузионный экран 3, Vp — скорость развертки но времени сигналов на преобразуемой сейсмограмме:

К! — коэффициент оптического преобразования объектива 2, К ()- коэффициент оптического преобразования считывающего . объектива 7 с трансфокатором 8.

$0

Ввод различных значений Ч„ производится трансфокатором 8 без изменения коэффициента К2. При этом меняется масштаб изображения разреза по вертикальной оси T, а масштаб r:о оси )

$$ остается неизменным. Если М» = У»(2.) есть функция глубины, то дифракционное преобразование производится послойно в пределах произвольно

3 б выбранных интервалов постоянных значений функции, аппроксимирующей заданную скоростную зависимость.

При правильном выборе g„ в оптическом дифракционном преобразователе гиперболические оси синфазности отраженных и дифрагированных волн фокусируются в точки мнимых пунктов взрыва и дифракции.

Если в исходные сейсмограммы внести кинематические,поправки, оптический дифракционный преобразователь трансформирует их в изображения разреза с учетом средней скорости и сейсмического сноса в метрической плоскости изображения. При этом сохраняются динамические особенности среды.

Разрешающая способность ОДП регулируется в широких пределах путем изменения коэффициента оптического преобразования К.»объектива 2. При этом размер изображения транспаранта, проектируемого на полупрозрачный диффузионный экран 3, может быть произвольно увеличен, что позволяет преобразовывать самые слабые сигналы, записанные с минимальными временными. промежутками на преобразуемой сейсмограмме.

Предлагаемое изобретение-обеспечивает при обработке данных. сейсмических исследований в отличие от известных устройств этого типа автоматическое дифракционное.преобразование сразу большого массива сейсмических данных в изображение глубинного разреза с высоким быстродействием и минимальными потерями исходной информации. Быстродействие определяется временем экспозиции плевки в фотонакопителе. Если на экспозицию одной преобразованной в оптическом дифракционном преобразователе трассы, требуется 1/50 с, то массив сейсмограмм, состоящий из !

000 трасс, будет преобразован за

20 с + время считывания трасс (20 с)

+ время проявления пленки и подготовительные операции (30 мин)

=30 мин 40 с,из которого время "чистого" преобразования составляет

40 с. Одна сейсмограмма, зарегистрированная 24-той канальной станцией, длительностью 5 -с при динамическом диапазоне 70 дБ, верхней частотой спектра 120 Гц и шаге дискретизации 64 =2 мс, содержит 66»10 бит информации. 1000 трасс сейсмограммы

7 890313 содержат 27,5 ° 10 бит информации.

Для дифракционного преобразования этого количества .информации в ЭВМ потребуется оперативная память не меньшего объема, в то же время оперативная память, например БЭСМ-6 составляет всего 45-10+ бит.

Быстродействие оптической системы ОДП в пересчете на скорость работы цифровой машины оценивается 1 в 10 операций в 1 с, что в миллион

3 раз быстрее, .чем в самых современных ЭВМ. . Улучшение качества сейсмических исследований производится за счет повышения отношения сигнал/помеха, многократного суммирования на фотослое, применения направленной фильтрации, дифракционного .преобразования и перебора значений средней скорости.

Формула изобретения

Повышение зкономической эффективности при обработке имеющихся сейсмических данных происходит за счет 25 использования дешевых оптических систем и фотонакопителя,. заменяющих и превосходящих оперативную память

ЭВМ.

Исходная информация,. вводимая в

ОДП, может быть представлена в любом графическом виде или в виде любого. проекционного свето-теневого, чернобелого.или цветного изображения произвольного формата.

Оптический дифракционный. преобразователь. сейсмограмм, содержащий носитель исходной информации, конический дифракционный преобразователь, секторную диафрагму, считывающий объектив и фотонакопитель, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, повышения его надежности, экономичности, .а также качества и разрешающей способности изображения, носитель исходной информации выполнен в виде экрана, между которым и коническим дифракционным преобразователем введены объектив и полупрозрачный диффузионный экран со щелевой диафрагмой, причем конический дифракционный преобразователь, секторная диафрагма и считывающий объектив установлены на подвижной вдоль горизонтальной оси платформе, а считывающий объектив снабжен трансфокатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Морские геофизические исследования. Сб.статей. Под ред.Я.П. Маловицкого, N. "Недра", 1977, с.129131.

2. Авторское свидетельство СССР, Ф 195144, кл. Q 01 Ч 1/28, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР

Р525368, кл. G01 V 1/28, 1975 (прототип }, 890313

Составитель Е. Городничев

Редактор Ю. Петрушко Техред 3. Фанта Корректор В. Синицкая

Заказ 10984/74 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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