Поляризационный сейсмический анализатор

 

(72) Авторы изобретения

E. И. Гальперин, А. И. Чесноков и А. В. Фролова

Ордена Ленина институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта АН СССР (71} Заявитель (54) ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ

АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к сейсмическим исследованиям (сейсморазведке и сейсмологии) и предназначено для селекции сейсмических волн и, в частности, для регулируемого направленного приема по

5 направлению движения частиц среды в точке (регулируемый направленный прием первого рода (РНП 1 рода).

Известен поляриэационный сейсмический анализатор, основанный на группировании первого рода и состоящий иэ усилителей, делителей и блока гальванометров (Я. Анализатор позволяет получать набор сравнительно небольшого числа фиксированных составляющих, равномерно расположенных в пространстве. Примене» ние анализатора позволило использовать поляризацию колебаний и повысить эффективность сейсмических исследований.

Однако анализатор со сравнительно небольшим числом равномерно располо-женных в пространстве составляющих не обеспечивает необходимой детальности

РНП 1 рода.

Наиболее близким техническим реше» нием является поляризационный сейсмический анализатор, состоящий из блока усилителей, коммутирующего устройства и блока магнитных головок (2). Основной отличительной чертой анализатора является возможность переключения полярностей исходных сигналов, что позво ляет получать полярные сейсмограммы

РНП 1 рода последовательно в отдельности для всех четырех QKTBHTQB в пространстве. С этой целью в анализатор введены переключатели полярности сигна» лов трехкомпонентной записи. Это позволяет несколько увеличи ь детальность 1 анализа за счет увеличения в четыре раза количества получаемых в каждой точке сейсмограмм, однако опять таки с равномерно расположенными в простран« стве составляющими, Однако этот анализатор выдает фиксированный набор равномерно расположен.ных в пространстве составляющих колебаний, что приводит к необходимости по6844

3 лучения в кажцой точке большого количества полярных сейсмограмм, которые из-эа равномерного расположения в rtpoстранстве составляющих не позволяют обеспечить детальность, необходимую цля PHf1 1 рода. Это не только снижает эффективность направленного приема РНП

1 рода, но и увеличивает себестоимость и труцоемкость обработки.

Келью изобретения является повыше- 10 . ние эффективности сейсмических исслецо ваний.

Для этого в анализатор ввецен блок локальных координат, входы которого соединены с трехкомпонентной установ-кой сейсмоприемников, а выходы подключены к входам сумматоров, при этом блок локальных координат состоит йэ трех идентичных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные усилители-инверторы и резис- торы.

Таким образом достигается увеличение избирательности селекции волн по смещениям путем использования сектора диаграммы направленности, обладающего максимальной избрательностью. Из вестно, что диаграмма направленности группы сейсмоприемников, расположенных в одной точке, но ориентированных в пространстве различным образом, как системы с одной степенью свобоцы, îïðåделяегся косинусоидальным законом изменения амплитуд в функции направления движения частиц среды и представ ляют собой в сферических координатах две соприкасающиеся сферы. Избиратель ность такой диаграммы в различных ее секторах не одинакова. В секторе, примыкающем к оси диаграммы, избирательность системы очень мала, Так, при отклонении направления смещения от оси о максимальной чувствительности на 30, амплитуда смещения уменьшается только на O l максимальной величины. В то же время в области направлений, ортогональ ных оси максимальной чувствительности, избирательность системы резко увеличи вается; при изменении угла только на

20 (от 65 до 85 ) .амплитуда сигнала о о уменьшается в пять раз. Максимальный выигрыш в полезной чувствительности имеет место при выделении полезных волн в плоскости нулевых смещений для

55 волны помехи. Следовательно, для обес печения наибольшей эффективности необ ходимо обеспечить ориентировку оси ди аграммы направленности по направлению

78 4 смещения в волне, принимаемой эа по меху, и детально анализировать окрестности плоскости нулевых смещений цля волны-помехи, гце полезная волна может регистрироваться оптимально, т. е. отношение сигнал/помеха цля нее будет максимальным. Для такого детального анализа окрестности области максимальной иэбрательности составляющие полярной сейсмограммы целесообразно располагать неравномерно в пространстве, как это делалось во всех анализаторах до последнего времени, а в плоскости нулевых смещений„ортогональной оси максимальной чувствительности диаграммы.

Анализатор, содержащий блок локальных координат, позволяет переходить от составляющж исходной трехкомпонентной установки (Хд Z. или симметичной 1, П, Ш) к составляющим локальной системы координат, связанной с направлением смешения в волне-помехе.

На чертеже приведена структурная электрическая схема анализатора. Его можно условя: о разделить на две части: блок локальных координат и блок РНП

1 рода.

В блоке локальных координат осуществляется переход от абсолютной системы координат, связанной с направлениями составляющих исходной трехкомпонентной записи (установок х, у, z или симметричной 1, П, Ш) к локальной системе координат (P Я, Т ), связанный с направлением смещений частиц среды в волне-помехе. При этом ось P совпадает с направлением смещения, а оси Я и T лежат в ортогональной плоскости.

Положительные направления осей системы определяются правилом левой рукИ.

Блок РНП 1 рода позволяет а лучать, большой набор составляющих колебаний, расноложенных в плоскости. нулевых смещений волны-помехи (Я, Т ), ортогональной направлениям смещения в волнепомехе.

Блок локальных координат содержит три идентичных канала, соответствующих трем осям локальной системы координат

Р, Я, Т, каждый из которых содержит усилители-инверторы 1, 2, 3, резисторы

4-21 коэффициентов составляющих локальной системы, переключатели 22-30 по» лярности составляющих, суммирующие резисторы 31-33.

Елок РНП 1 рода, представляющий собой сумматор, содержит: усилители» инверторы 34-36, делитель, состоящий

5 6844 иэ резисторов. 37-80, гальванометры

81-1 05 многоканального шлейфового осциллографа. Резисторы 106-108 и

109-111 стоят в цепях галжанометров, регистрирующих соответственно исходные составляющие установки (1, П, Ш) или Р, Я, Т вЂ” составляющие локальной системы.

Сигналы от исходной трехкомпонентной ной установки сейсмоприемников (Х, у, у 10 или симметричной 1, П, Ш) подаются на входи кнверторов 1-3 блока локальных координат. Прямые и инвертированные сигналы с выходов инверторов поступают на регулируемые резисторы 4-21, которыми производится установка величин сигналов, соответствующих коэффициентам составляющих локальных координат, а переключателями 22-30 осуществляется выбор знака (+, -) этих коэффициентов; на резисторах 31-33 производится суммирование и получение сигналов локальных составляющих Р,Р,Т.

С выхода блока локальных координат сиг25 налы, соответствующие P,Ð, Т, поступают на усилители-инверторы 34-36 блока РНП 1 рода и с выходов последних на делитель на резисторах 37-80, на выходе которого образуются и сигналы

30 составляющих колебаний, расположенных

-в плоскости нулевых смешений (я,Т ).

Эти сигналы регистрируются гальванометрическим осциллографом. По этой плоской сейсмограмме осуществляется селекция волн РНП 1 рода.

Анализатор работает следующим образом.

По определенному по .сейсмограмме исходных .составляющих направлению сме- 40 шения находят коэффициенты блока локальных координат, которые пропорциональны косинусам углов между направлением смещения в волне-помехе и осями исходной

78 6 трехкомпонентной установки. Эти коэф фициенты набирают с соответствующими знаками на резисторах 4-21 блока локальных координат. При этом на выходах блока следящих составляющих будут получены сигналы, соответствующие на правлениям осей локальной системы ко» ординат Р, Я,Т . Сигналы . эти поступают на вход блока РНП 1 рода, где они делятся s нужных соотношениях и суммируются на блоке гальванометров. Полученная на выходе блока РНП 1 рада полярная сейсмограмма РНП 1 рода со ответствует плоскости нулевых смещений в волне-помехе. ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

1. Поляризационный сейсмический анализатор, содержащий трехкомпонентн по сейсмическую установку, сумматоры и многоканальный шлефовый осциллограф, отличающийся тем,что,с целью повышения эффективности сейсмических исследований, в него введен блок локальных координат, входы которого соединены с трехкомпонентной установкой сейсмоприемников, а выходы подключены к входам сумматоров.

2. Анализатор по п. 1, о т л и « ч а ю m и и с я тем, что блок локальных координат состоит иэ трех идентичных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные усилители-инверторы и резисторы.

Источники информации, принятые во внимание при экаертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 372529, кл. G 01 Ч 1/40, 1971

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 389480, кл. G 01 Ч 1/16, 1971.

684478

Составитель Т. Райкова

Редактор А. Зиньковский Техред 3. Фанта Корректор Н. Стен

Заказ 5280/39. Тираж 697 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/S

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