Устройство для автоматического определения скоростей распространения сейсмических волн
О Il И С А Н И Е (!1) 600495
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ со(ов Советова
Социалистичесиив
Реслублик (Gj) Дополнительное к авт. cJJI !ä-ву (22) 35!5и)лспо 02.04.75 (21) 2119618,, 2) (..) I) (1. Кл. - G 01V 1/18 с присоединением заявки 1¹
Государственный комитет
Совета Министров СССР
Il0 делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Оиублико!3ано 30.03.78. Б10;1,1ст н!> )¹ 12 (45) Дата опубликования olillcания 07.02.78 (,:3) УДК 550.834(088.8) (72) Автор и 3 О б р СТ 11 I l 5I и (71) заявит(ль
В. Ф. Моисеев (04) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СКОРОСТЕЙ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СЕЙСМИ 1ЕСКИХ
ВОЛН
И;0()j)«тciiiic относи 1с51 и об)!(!с! и сей(м;иской разведки. Кроме того, оио может быть использовано и в других областях техники, где необходимо знание скоростей распространения упруп!х колебаний.
Известны устройства для изучения упру.гих свойств горных пород, например скважинный ультразвуковой зонд (1). Каротажныс диаграммы, иолучасмыс с помощью этих устройств, очень полезны при установлении мсcTo I I 3 xoiK;I (i! I I 5! J1с(1) (I I 0cI I I>I. (ПОД;3 с м и ы l! (P0 Pмаций. Однако получать каротажныс диаграммы скорости непосредственно трудно и дорого, поскольку для этого необходимо пробурить в земле сква)кину и лишь после получать информацшо о распространснш1 звуковых волн с помощью опускаемого в скважину карота)кного прибора. Поэтому вычисление скоростей чаще делают по сейсмограммам, полученным методом отраженных пли преломленных волн. Тем более, что широко применяемый в последнее время метод общей глубинной точки требует знания функции скорости В подземных формациях по всему профилю проводимых работ.
Прямой анализ функции подземной скорости по сейсмическим данные обычно требует применения аналоговых или цифровых вычислительных машин. При этом много времени тратится на операции по перекрестной коррс J 5I Ll l I J I J J (J(i Jj) () C1 I i 0 I I (j) li;I I> Tj) !! Цн И I I;I J l l l ii 13 1>lII0 Iнси!!с I i!к ll;iзы13асмо! ;) <<иаи;lучlпс! 0 с > м мирова! ;я» набора сейсмических !расс, прич с м В ы ч 1 J (.,1 5! (T с >i с р сд н с с 13 с с ь м а i! p 110.1 11ж е нJI0c зиачсllllc скорости сейсмических волн.
bo 1ci . J 0 Ill0(3JI(J>ic11l!(ci .iJcмичсс1(0й скоРОс !и можно iî13 IJJii> lli! Основе анализа снектj) 1!. I J>J I J>I X (j)УIlliil Jill (. (. И(. . >! И li (КИХ КО. IСОаинй.
113ВсcTIIo > сгpoiicт!30 дл5! (!Вто>!ати>!еского Оп1,! 1)сдс.1(.IIII51 сей A!II>ice! .Ой сi(opocTJI j2), j)o(содс )i!i!I I да ин(cIIÃí(), IOII ссйсмической информац!ш, ана;!из!!тор спектра, стабилизатор дисперсии и фильтры с помощью которы.; определяют смсщсиис положения кривой спектральной плотности сейсмической информации. Да !Вос устройс>во обладает недостатком, связанным с построением фильтров. B этой связи трудно ооссисчить необходимую точность определен! я ссйсмичс I oil скорости.
Целью изобретения является повышенис точности о:!рсдслсн J;51 скоростей распространения во.ш.
110СТавЛ Сипая Ц(>.1Ь ДОСТИГаЕТСЯ ТСМ, ЧТО В
УСТРОЙСТВО ВВСДСI>Ы ОЛОI ЭКСТРСМ11ЛЫIОГО РС
ГУ,1ЯТОР а II О. 1 0 КОДа CiiOP OCT È> I OTOP 1>I J I С ВЯан !лиз(!торо)1 спектра через б 10к стрс>1а.1ьиОГО рсГуля 1 01) а.
На фиг. 1 схематически изображены варианты предлагаемого устройства; на фиг. 2— структурная сыма устройства.
000495
О)с7 =К, Устройство содержит датчик 1, анализатор спектра 2, экстремальный регулятор 3 и электрический блок кода скорости 4.
При воспроизведении записи сейсмической . !шформации сигнал, считанный датчш(о"I 1
II0lBIOT Is !Пы. I JJÇllTOp СIICi(Tp l 2. По ;I(> 31 !)ГО анализатор спектра 2 исследует сигнал и
ОПРЕДСЛЯСТ IIOJ10жСИИЕ !>!3КСИ:>!У >!с! СПСКТР2. 1ЬIiolf плотности.. -)кстрсма1ьпыи регулятор 3
Отслеживает смсщсиис максиму viB спектральной плотности, а электрический блок 4 выдает код значений скорости в соответствии со спектральной плотностью сигнала датчика на регистрирующее устройство (на чертеже пе указано).
Сейсмоприемники 1 преобразуют Ooliap) же lliblc сейсмические волны в электрические
СИГпсlЛЫ, I(OTOPbfl УСИЛИВ310ТСЯ БХОДИЫМИ ) СИлителями 5 и поступают иа коммутатор каналов 6 для временного уплотнения и далее иа преобразователь аналог — кода 7 (фиг. 2). С выхода прсобразователя аналог-код ) сигналы выборок сейсмической информации поступают срез блок управления 8 па Вход олокы выборы
Ll f Jf)p0B0If IJIfQOp XI BHIIH 9 и il3 33ПИСЬ В мсlГнитный регистратор 10. В блоке выбора цифровой информации 9 из всех сип)алов выборок (В случае большого числа каналов зыииси) выделяются лишь те, которые соответствуют заданной последовательное)и каналов и подаются на распределитель каналов 11, а затем 113 ) 31(olio;Ioclfblk fЦифровой фи.lbTp 2 предлагаемого устройства.
Цифровые филь)ры, настроенные пы какуюто дискретную частоту, целиком аналитически
ОПИСЫВЫIО1СЯ СВОИМИ ПЕРЕДатос1ИЫМИ ф).ИКЦИЯМИ. ЦЛЯ КсlКОГО-TO IIOCTO»IIIIOI 0 МЕСТОП3ХО)КДЕИИЯ ПОЛЮСОВ И kl) ЛСй В II IOCKOCTH произведение периода квантования и средней частоты фильтра есть величины постоя!;иая т. е. где IJ)c — средняя частота цифрового фильтра;
7 — период квантования;
К вЂ” постоянная велич!ша.
В анализаторе спектра, iipffilcficf! IIO>i в предЛО)КЕННОМ ) CTPOIJCTBC, ИСПОЛЬЗУCTC5I ИЗМРИЕпие в частоте квантования для получения ширины полосы фильтра, которая развертывается иа протяжении интересующего IBcToTIfoio
cIIcI(TPB. Час)от;! 1(BklklTQBBIIH51 цифРОБОГО фИЛЬТРсl ОПРСДС;151СТСЯ ЧсlСТОТОй If )111);IbCOB> поступающих от генератора сиихронизируloщих импульсов 13. В свою очередь частота
ИМItóËÜÑÎÂ, ПОСтуисlвщИХ От ГЕПСратОра. 13, контролируется c Jfl f13 Jiîì. Выходом цифр Ового фильтра 12 является множество сшиалов выборок в двоичном коде, представл5пощих сейсм>!чсcl(oil BQJIIIbi B Узкой IloЛОСЕ sIBC J OT»13 JJ J>Ol O фИЛЬтра. 3ТОТ ВЫХОД фильтра подается на преобразователь код— аналог 14 для образования аналогового сигнала, представляющего выход цифрового фильтра. Преобразователь код — аналог 14 соЭ
1О
)f1 )б
3!)
Зб
45 б)3 сй
61)
65 дер)кит приемный регистр, выполненный на интегральных триггерах,,(1!Очевые схемы по количеству разрядов H пассивный сумматор напряжений (липсйк) суммирования), Код, иоступа)ониш HB Бх!)ды приемного регистра, slJ JJOCllTC5J Б pCI J!Ñ1 р IIO ИО 10)l(JJTJ ЛЬНОМ) (I)pOiiту маркера числа. 11рисмный регистр сбрысыБыетс» В «нуги» импульсом подго)овки, I lpil
:-.) 1 ОМ !f3 БЫ КОДС ПРСOOP330BBTPЛЯ ИОЛ» ЧЫЕ ГСЯ
C Г) IICJI 1ñl1 с! Я сlПИРОКСИ Ма ЦИЯ анаЛОI OI301 O СИ! нала во время рабочей зоны, «нуль» — между зонами. 35!фиксироваины)1 Б регистре код служит для управления ключами, коммутирующими положительное и отрицательное пыпряи(сние пи 1 аиия линсйки c) ММHpoвания.
Ка)кдому значению входного сшналы в цифровой форме соответствует определенное IJBпряжение па выходе преобразователя. Выходной сигнал преобразователя код-аналог 14
li0JBPTC» JI2 схем) Образования ifp5IXIO) ГO.lbных H)III) IbcoB 10. Гииис)ПОЙ cxcvioH> Hc»olil>3) СМОЙ B Кас)ЕСТБЕ CXClfbl ООРазоваиня IP5J_#_iO5 ГОЛЫ!ЫХ IDIII) ЛЬСОВ Мож T ОЫ!Ь 00Ыс1ис!я дС ! Сl(ТОР П3Я СХ VIB> Б l(OTOPOJI> Кан ИРс1ВИ !0> СМСщы!от полупроводниковый код Б область, В которой ток, проходящий через дио1> оказыВается пропорциональным квадрату иапряжеIIИ51 Иа КЛСММс! Х ДИОД3, И ВС.IЕДСТВИС ЭТО! О схема uop33) cr сигнал, который по току представляет квадрат Входного иаиряжеии5!.
ВЫХОД3 СХС >!Ы OОР330В2!1li51 ПР5IМО) ГО, IЬIIЫ." и. IJ) Jfücoâ lб сшII3.1 подастся иа В. Од аналоговой шп егрирующсй схемы 16. Возведение во Бтop)30 степень ll интегрирование могут выполняться и цифровыми схемами. О спосоОах построения таки. . схем хорошо известно.
Следует только отмсппь, что время интегрирования изменяется ооратпо пропорционально среднеи ч ñòîòå цифрового фильтры 12 .
11Ол) чсш!ый сигнал, прсдставляющии спсктраЛЬИуЮ ПЛО! ИОСтЬ В: ОДНОГО СИП1аЛа ) (!с))
llB средней частоте фильтра, подается послсpoB3TcJibHo»icpc3 преобразователь аналог— код l. I, схему ) иравлеш!я реверсивным двоичным счетчиком I6 в рсверсивный двоишыи счетчик 19, ьыполнеш!ыи ilB»IITBBpBльиы: триггерах, В Виде число-импульcHo;"о кода, ilPolloPIJHoH3;IbJloI 0 изм lief!filo экс11)ем) UIB
Ъ((о). 11реобразователь аналог — код 1J состоит ll3 КО!!Пыра Ора, декодирующси лиисики, с T 3 0 J J Л f I3 3 T Op B и и П р Я ж е» и и 51, !(О м 3 ПД и 0 I л О! I I ки и регистры 1ны (риг. 2 ие показаны).
Схема 2Î 10. !Гчсского действия !рормируст
Знан РСГ) ЛИР) JOIIJCI O ВОЗДСИСТБ35! В 32JJIICJJ. »!ОСТИ О I Знана IIPСДЫД) ЩСГО БОЗДСЙСТБИЯ, ÇсllIO
1пшасх!Ого ) строиством 21, и знака реакции фильтра, который определяется состоянием ячейки знака 22 реверсивного двоичного счетчика 19. Выходное устроиство 23 преооразуст ииформацшо Об изменении рсгулирующег0 воздействия в частоту (0I, которая контролирует работу генератора 13. 11ри наличии реГ) 1ilp) IощсГО Воздсйств!Гя измсl!ястся среди51я частота цифрового фильтры 12. Выходной сигнал генератора 13 подастся в блок 4, где поb00495 и
ГГТ ГТ7 и
1)иг 1
ЛОжЕНИЕ 5(и) На ОСИ () ГРаДУИРУЕтСЯ В ЗНаЧЕНИях скорости, и кроме того, на схем3 цифрового счетчик:. 24, и качестве которого также мо:кст бы)ь t.«Hoëhçoâàíà цепочка триггерны; с:(с.,(, нр< t!:Взн;и tснного пересчитывать вкодtf11p !(миульсы. С (3! ();Ода «кемь(цифрового
c!(«i IIÌÏуЛЬСО(3 П(7Е и СТа ВЛЯЮ !11! <; За t) а НСP За (211НОС КОЛ (ЧССТВО ВЫ. ОД!(Ь(. <. НМПМЛ!..СОВ Г«и "Ратора 13 (и, с-сдоватес(ьио, связанны; «таким Же 3;1p21(P." 3.! Ililllhlм КОЛ ПЧС«ТВОМ lilli СрВ2:(ов h(32!tTOB<7I ПЯ д,7H 1(1;фро(3010 фи Ib) po 12), генератор «б)рос.и 25 образует вь();одной! с: гнал ((мну "ь«н(дгoговки), ч-ооы Возвратить и ис::одно." r:0«1(3ihot,tie цифровой фильтр 12, преобразователь код — аналог 14, с(ему образованиЯ П135(!О«i ОЛВ!ihlk, ПМП3.7ЬСО(3 15 It ана ЛОГОВуК: Гп тегрнруЮ<цуЮ «К«Му 16. Устройст!30 13 лючаст г, себя также «тойку -) IC1 ТРОН Н К и !! !3I(:3, . !!.! I hill Ifll 7!Il(2 TOP l!2 0< IIÎ13с ста(iда рт! 01 О тс Icв!(зоp 2 с пу, (h) () 3 i! p
)(сl!!151, ;3(. pаз.
ii 01 i! IССК(!Я «!!С СМ2, ООЕCП("1!IB<1!Ои(ая Р 100— ту узлов устрой«7ва. Все электр )Ill!hi .(".,(и бЛОкОВ ВЫIIO.!!! 5110ТСЯ 1! ПСЧ ВT!! Ы. ; 11 2 Т<1. ( и!ирокнм примеl!Pl!i!Cll и Тс(-р(!.7ь!!(
Iи. ПЛ27 2 М ОС< Н(ССТВ.75(СТСЯ IC PPÇ 7(3CPt(У ii;! iC.— рсднсй панели блоки. 11а этой пан:.ли ра;. сгцаются контрольные ct!OToi)bfc таб (о. По результатам анализа регистрирую(цнм < СТРОЙСТВОМ:<(0>1 .Ст фИКСИРОВат ..". Кан Ч)230вая, так и групповая скорость ра про«-ран ния cctf«3!II«ccl колебаний. 5 Регистрация функции сей«3!и (с«ко!(скорости осугцествляется в графическом и цифро130 .и(BHPII211T2X. 3 ГИ фМНКЦИИ МО;! !!О а! .ЖС I! à()Ë1O,(2TÜ На тСРМИНаЛЬ)IОМ ИРОЛ!О. и:ОВОМ TСCтРО(йиСт!3<; ЗЦВ.Ч 13 ВИДЕ РВ ЗЛИ IlihIX (РСД1 0 С Т < (3 Л «! I l! t 3 а Б И «! и 31 0 «T! I ((Il p O C T p 2 l l C T 13 0 — — 13 p L .;! Я вЂ” - (. .:Oj!(!, l h)i ll I! p«O()17<720B )Т IIX дл>7 TOI O, 3! ПГр а и! !1!. (.i! 1) CHC,1(.!! i 1 5! j) 2 3.1 ПЧПЫ." #<7 p2IiTCp lf 15 i I;t 110;!BC)t!;"= . (1(Л (CTOB. ФОРМУЛ;: tfÇOÎPPT«ttttH 4 (. Ройст 0 "5t 0,12ти<1< скОГО oil Pc \с,!с!!" H ChOj)!)C.".,:) -„"и< ИрО":p2!ICII(IH СейС3(И<(ССК! X "! ",).l11, «0(ДЕР51:t! i!73С" !;t 1 1((К 1.(ГН(! IОВ «С!(С((и (CК(1!и !. НФОРМ;(цl!!l l! ПН;1 Illа;1ТОР СПСКТРВ, О т. 1!1 1 IO П013Ь!Н!С1:li51 ТО i!!0«l lt (иltр,, Л ttflH (Коро«ТН, 13 и«ГО 13 ()С, (Oil! (Ь!!)К Э! П ".<1<И Hhito 0 (И". <, I Я Гора И - З Э.1С! ;и P!i !С<. . 1 li (!. iо.(!(ОДП СК01 ° ОС i(I. .I(P(! ЭТОМ "11 2.7 1 2;i Ti) p C11C1 . р (13 H 3 2 н (. Э, 1(. кT 1) II 1(. (. 1 1! м ()11ОКО (t 1 ) I (1(
1 1 ст О !! I! .к .! t !! .! (1) О р м;! I l I l!, :) .) и р 1 ..: 51 T ht c 3 () 1 3!! 1: м l3 i I и с Il !) и э к с и с j) т l! 3 с 1..%13ТОp(. ко« СBI!. (С .":,1BСТВ() СССР М 30123, кл. G 01% 1 00, 1960. 2. Л!)Тор«кос свидетельство СССР ЛЪ 392716. С 013, (23 10-,1 600495 Р ." Р Составитсль О. Мащенко Тсхрсд И, Михайлова Корректор Л. Орлова Редактор 3. Старикова Подписное Типография пр. Сапунова, 2 Заказ 420/14 Изд, . и 370 Тираж 708 1-1ПО Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобрстений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
