RU2014637C1

RU2014637C1 - Gear for code-pulse prospecting

Info

Publication number: RU2014637C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Петрович Кострыгин
Original assignee: Юрий Петрович Кострыгин
Priority date: 1991-02-13
Filing date: 1991-02-13
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: seismic prospecting. SUBSTANCE: skeleton diagram of gear for code-pulse prospecting has correlator 5, three spectrum analyzers 6, 1, 3, multiplier 4, divider 7 and band-pass filter 8 and synthesizer 9 connected in series to suppress correlation background over the whole length of correlogram. EFFECT: expanded operational capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано для повышения эффективности кодоимпульсного накапливания сейсмических колебаний путем подавления помех корреляционного преобразования. The invention relates to seismic exploration and can be used to increase the efficiency of pulse-code accumulation of seismic oscillations by suppressing interference of the correlation transformation.

Известно устройство, обеспечивающее корреляцию зарегистрированных кодоимпульсных сигналов с функцией кода. A device is known that provides a correlation of registered code-pulse signals with a code function.

Недостаток указанного устройства состоит в том, что при использовании однополярных кодоимпульсных сигналов сейсмограммы, получаемые в результате корреляции кодоимпульсных записей с функцией кода, характеризуются высоким уровнем помех корреляционного преобразования, превышающим 1-3% от пиковой амплитуды главных максимумов корреляционных импульсов, что снижает эффективность сейсмической разведки. The disadvantage of this device is that when using unipolar code-pulse signals, seismograms obtained as a result of correlation of code-pulse recordings with a code function are characterized by a high level of interference of the correlation transformation, exceeding 1-3% of the peak amplitude of the main maxima of the correlation pulses, which reduces the efficiency of seismic exploration .

Цель изобретения - повышение эффективности кодоимпульсного накапливания однополярных импульсных последовательностей за счет подавления помех корреляционного преобразования. The purpose of the invention is to increase the efficiency of code-pulse accumulation of unipolar pulse sequences by suppressing interference of the correlation transformation.

Указанная цель достигается тем, что к выходу коррелятора, выполняющего операцию корреляционной свертки зарегистрированных кодоимпульсных сигналов с функцией кода, последовательно подключается фильтр, комплексные характеристики которого определяются выражением
Ф(f) =

, (1) где К(t) - функция кода;
А(t) - закон изменения амплитуд возбуждаемых импульсов, входящих в развертку;
f - частота колебаний, Гц;
Т - длительность развертки;
Т_кор - длительность коррелограммы; а также последовательно подключается полосовой фильтр с полосой пропускания, приблизительно определяемой диапазоном частот 10-70 Гц.This goal is achieved by the fact that the filter, the complex characteristics of which are determined by the expression, is connected to the output of the correlator that performs the correlation convolution operation of registered code-pulse signals with a code function
F (f) =

, (1) where K (t) is the code function;
A (t) - the law of variation of the amplitudes of the excited pulses included in the scan;
f is the oscillation frequency, Hz;
T is the duration of the sweep;
T _core - the duration of the correlogram; and a bandpass filter with a passband approximately determined by the frequency range of 10-70 Hz is connected in series.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства. The drawing shows a diagram of the proposed device.

На I-й вход устройства поступает сигнал К(t), соответствующий функции кода; во втором анализаторе 1 осуществляется расчет комплексно-сопряженного спектра функции кода S_о ^*(j ω).The I-th input of the device receives a signal K (t) corresponding to the code function; in the second analyzer 1, the complex conjugate spectrum of the code function S _о ^* (j ω) is calculated.

На II-й вход устройства подаются значения зависимости А(t), определяющей амплитудную неидентичность импульсов в кодоимпульсной развертке, которые перемножаются с соответствующими значениями функции кода К(t) в первом перемножителе 2; в третьем анализаторе 3 вычисляется комплексный спектр S_в(jω ) сигнала [K(t)˙A(t)], формируемого на выходе перемножителя 2.The II-nd input of the device receives the values of the dependence A (t), which determines the amplitude non-identity of the pulses in the code-pulse scan, which are multiplied with the corresponding values of the code function K (t) in the first multiplier 2; in the third analyzer 3, the complex spectrum S _in (jω) of the signal [K (t) ˙A (t)] calculated at the output of the multiplier 2 is calculated.

Далее во втором перемножителе 4 осуществляется перемножение комплексных спектров S_o ^*(j ω ) и S_в(j ω ); результат перемножения S_o ^*(jω)˙S_в(jω) можно рассматривать в качестве функции, обратной комплексной частотной характеристике фильтра, позволяющего подавить корреляционный фон на коррелограммах, полученных путем корреляционной свертки зарегистрированного кодоимпульсного сигнала Y(t) с функцией кода К(t).Then, in the second multiplier 4, the complex spectra S _o ^* (j ω) and S are multiplied _in (j ω); the result of multiplying S _o ^* (jω) ˙ S _in (jω) can be considered as a function inverse to the complex frequency response of the filter, which allows suppressing the correlation background on the correlograms obtained by correlation convolution of the registered code-pulse signal Y (t) with the code function K (t )

На III-й вход устройства поступает зарегистрированный кодоимпульсный сигнал, который в корреляторе 5 сворачивается с функцией К(-t); коррелограмма R(τ ), формируемая на выходе коррелятора 5, преобразуется в анализаторе 6 в соответствующий ей комплексный спектр S_к(j ω ).The III-nd input of the device receives a registered code-pulse signal, which in the correlator 5 is minimized with the function K (-t); the correlogram R (τ), formed at the output of the correlator 5, is converted in the analyzer 6 into the corresponding complex spectrum S _k (j ω).

В преобразователе (делителе) 7 комплексный спектр S_к(jω ), соответствующий исходной коррелограмме делится на комплексную функцию S_в(jω )˙S_o ^*(j ω ); полученная таким образом информация пропускается через полосовой фильтр 8 с полосой пропускания, равной приблизительно 10-70 Гц, и далее преобразуется в синтезаторе 9 во временную функцию R( τ)_б.п., отличающуюся от исходной коррелограммы R( τ) лишь отсутствием помех корреляционного преобразования.In the transducer (divider) 7, the complex spectrum S _to (jω) corresponding to the initial correlogram is divided by the complex function S _in (jω) ˙S _o ^* (j ω); The information thus obtained is passed through a band-pass filter 8 with a bandwidth of approximately 10-70 Hz, and then converted in the synthesizer 9 into a time function R (τ) _bp , which differs from the original correlogram R (τ) only by the absence of correlation interference transformations.

Эффективность предлагаемого устройства определяется правильным выбором задаваемой зависимости А(t), которую несложно определить путем возбуждения кодоимпульсных сигналов и их регистрации с использованием датчиков, установленных на излучающей плите сейсмического источника, либо под плитой, в грунте, на глубине 10-30 см. Зависимость А(t) может задаваться либо автоматически, либо вручную, по точкам. The effectiveness of the proposed device is determined by the correct choice of the specified dependence A (t), which is easy to determine by exciting the code-pulse signals and registering them using sensors installed on the radiating plate of the seismic source, or under the plate, in the ground, at a depth of 10-30 cm. Dependence A (t) can be set either automatically or manually, by points.

При исследованиях по прогнозированию геологического разреза, или других исследованиях, связанных с динамическим анализом записи, ошибки задания закона амплитудной неидентичности А(t) не должны превышать 25%. In studies on the prediction of the geological section, or other studies related to the dynamic analysis of the record, the errors of setting the law of amplitude non-identity A (t) should not exceed 25%.

Положительный эффект от использования предлагаемого устройства обусловлен следующими теоретическими предпосылками. The positive effect of using the proposed device is due to the following theoretical prerequisites.

Функцию взаимной корреляции регистрируемых кодоимпульсных сигналов можно определить из выражения
R(τ ) = a(t) * S_eд(t) *[K(t)˙A(t)] * K(-t) (2) где а(t) - импульсная реакция геологической среды;
S_ед(t) - одиночный возбуждаемый сейсмический импульс.The cross-correlation function of the recorded code-pulse signals can be determined from the expression
R (τ) = a (t) * S _ed (t) * [K (t) ˙A (t)] * K (-t) (2) where a (t) is the impulse response of the geological environment;
S _u (t) is a single excited seismic pulse.

Сейсмограмму без корреляционного фона можно записать следующим образом
R( τ)_б.п. = а(t) * S_ед(t) (3)
Исходя из выражений (2) и (3), передаточную функцию фильтра для подавления корреляционного фона при кодоимпульсном накапливании представим в виде комплексной функции (1).A seismogram without a correlation background can be written as follows
R (τ) _bp = a (t) * S _u (t) (3)
Based on expressions (2) and (3), the transfer function of the filter to suppress the correlation background during code-pulse accumulation is represented as a complex function (1).

При оценке эффективности фильтра необходимо учитывать влияние передаточной функции (1) на преобразование микросейсм. When evaluating the filter efficiency, it is necessary to take into account the influence of the transfer function (1) on the conversion of microseisms.

В результате работы фильтра на коррелограмме, переведенной в частотную область, микросейсмические колебания проявляются в виде слагаемого, определяемого выражением
S_{микр.кор}=

, (4) где S_микр(f) - комплексный спектр микросейсм на виброграмме.As a result of the filter working on the correlogram transferred to the frequency domain, microseismic oscillations appear as a term defined by the expression
S _micr. =

, (4) where S _mic (f) is the complex spectrum of microseisms on the vibrogram.

Если А(t) = const, выражение (4) можно представить в виде
S_{микр.кор} ≈ S_микр(f)/S_o(f) (5)
Т. е. при использовании фильтра (1) следует ожидать усиления мешающего влияния микросейсм на тех частотах, где спектр функции кода имеет аномально низкие значения.If A (t) = const, expression (4) can be represented as
S _micrcor ≈ S _mic (f) / S _o (f) (5)
That is, when using filter (1), one should expect an increase in the interfering effect of microseisms at those frequencies where the spectrum of the code function has abnormally low values.

Расчеты показывают, что достаточно глубокое подавление микросейсм происходит в полосе частот 10-70 Гц, если применяется код с линейным изменением частоты (код ЛИЧ) с f_min ≥ 10 Гц и f_max/S_min = 2. В этом случае значения функции mod S_o(f) составляют более (0,2 - 0,4)[mod S_o)f)]_макс. Гармоники же, выходящие за пределы диапазона 10-70 Гц, необходимо обнулять в связи с чем в устройстве дополнительно предусмотрен полосовой фильтр с соответствующей полосой пропускания.Calculations show that a sufficiently deep suppression of microseisms occurs in the frequency band of 10-70 Hz, if a code with a linear change in frequency (LICH code) is used with f _min ≥ 10 Hz and f _max / S _min = 2. In this case, the values of the function mod S _o (f) are more than (0.2 - 0.4) [mod S _o ) f)] _max . Harmonics that fall outside the range of 10-70 Hz must be reset to zero, and therefore a bandpass filter with an appropriate passband is additionally provided in the device.

Claims

DEVICE FOR CODE-PULSE EXPLORATION, containing a seismic station, including a registrar, a correlator, a bandpass filter, a synthesizer, a reference signal generator, and a return filter containing three spectrum analyzers, two multipliers and a divider, while the recorder inputs are connected to the geophones and the outputs to the first input correlator, characterized in that, in order to increase the efficiency of the code-pulse accumulation of unipolar pulse sequences by suppressing interference of the correlation transformation, One correlator is connected to the input of the first spectrum analyzer, the output of which is connected to the first input of the divider connected to the series-connected bandpass filter and synthesizer, the output of the reference signal generator is connected to the second input of the correlator, the input of the second spectrum analyzer, and the first input of the first multiplier, the second input of which is connected with the input of the recorder, and the output with the input of the third spectrum analyzer, the output of which is connected to the first input of the second multiplier, the second input of which is connected to Odom second spectrum analyzer, and an output - to a second input of the divider.