DE1176881B

DE1176881B - Anordnung zur Verbesserung des Amplituden-verhaeltnisses von Nutzsignal zu Stoersignal in der angewandten Seismik

Info

Publication number: DE1176881B
Application number: DES81083A
Authority: DE
Inventors: Theodor Krey
Original assignee: Seismos GmbH
Current assignee: Seismos GmbH
Priority date: 1962-08-24
Filing date: 1962-08-24
Publication date: 1964-08-27

Description

Anordnung zur Verbesserung des Amplitudenverhältnisses von Nutzsignal zu Störsignal in der angewandten Seismik In der angewandten Seismik ist es üblich, die Ausgangssignale mehrerer Geophone einer Spur, d. h. einem Verstärker, zuzuleiten. Die einer Spur zugeordneten Geophone werden in einer bestimmten Anordnung im Gelände verteilt und miteinander verkabelt. Zweck dieser als Geophonbündelung bezeichneten Anordnung ist es, das Verhältnis der Nutz- oder Signalamplitude zu der Störamplitude zu verbessern.
Die günstigste Geophonverteilungsfigur ist bekanntlich abhängig von dem Verhältnis der Wellenlängen der Signale zu den Wellenlängen der Störwellen. So besagt eine Faustregel, daß die Länge der Geophonfigur in Profilrichtung nicht größer sein darf als etwa eine halbe Wellenlänge des Nutzsignals.
Nun bestehen die empfangenen Signale nicht aus einer einzigen Frequenz, sondern aus einem Frequenzgemisch. Für jede derartige Frequenz gibt es aber eine zugehörige minimale Nutzwellenlänge, die noch ungeschwächt durch die Bündelung empfangen werden soll. Diese minimale Nutzwellenlänge ist naturgemäß bei den höheren Frequenzen kleiner als bei den niedrigen Frequenzen. Eine Bündelungsanordnung, die für eine niedrige Frequenz gerade die richtige Länge besitzt, wird daher für eine höhere Frequenz häufig zu lang sein.
Um trotzdem für niedere und hohe Frequenzen gleichzeitig ein und dieselbe Geophonanordnung benutzen zu können, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß durch verschiedenartige Zuordnung von Filtern zu einzelnen Geophonen die wirksame Länge der Geophonaufstellung den einzelnen Frequenzen angepaßt wird, aus denen sich die Signale zusammensetzen. Zweckmäßig werden bevorzugt Tiefpaßfilter benutzt, so daß für die erwähnten höheren Frequenzen die äußeren Geophone nicht wirksam werden. In vorteilhafter Ausgestaltung der Anordnung werden die Tiefpaßfilter in die Geophone eingebaut oder die Anschlußkabel so ausgebildet, daß die Grenzfrequenz um so tiefer liegt, je länger das Anschlußkabel ist. Dies ist z. B. durch eine kapazitive Zusatzbelegung des Kabels zu erreichen.
In Fig. 1 ist schematisch das an sich bekannte Prinzip der Geophonbündelung dargestellt. Mehrere Geophone 1 sind durch Kabel 2 mit dem Eingang des Verstärkers 3 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 3 ist mit einem Lichtschreiber 4 und einem Magnetbandregistriergerät 5 zwecks Herstellung einer reproduzierbaren Registrierung verbunden. Wellenfronten6 eines Nutzsignals treffen von unten auf die Erdoberfläche und ergeben dort die an der Erdoberfläche 8 zu messende Wellenlänge 7. Ferner treten Wellenfronten9 von Störwellen auf, welche an der Erdoberfläche eine Wellenlänge 10 erzeugen.
Die dargestellten Werte entsprechen etwa den in der Praxis auftretenden Fällen, indem die Wellenlänge des Nutzsignals mehr als doppelt so groß wie die Länge der Geophonaufstellung ist, während die Wellenlänge der Störwellen kleiner oder gleich der Geophonaufstellungslänge ist.
In F i g. 2 ist die gleiche Anordnung wie in F i g. 1 gezeigt, jedoch ist die Nutzwellenlänge, da eine höhere Frequenz vorliegt, nur noch halb so groß wie die Geophonaufstellungslänge. Infolgedessen würde für diese Nutzwellenlänge eine ganze oder teilweise Auslöschung des Signals eintreten. Aus diesem Grunde sind die Geophone in eine erste Gruppe 11 und in eine zweite Gruppe 21 unterteilt. Während die Geophone der ersten Gruppe 11 denen der F i g. 1 entsprechen, besitzen diejenigen der zweiten Gruppe 21 ein Tiefpaßfilter, welches diese Geophone für die Frequenz 6 der Fig. 2 unempfindlich macht. Es wirkt also nur noch der innere Teil der Geophone 11.
Für diesen inneren Teil sind wieder die Wellenlängen des Nutzsignals größer als die doppelte wirksame Geophonaufstellung, während die Wellenlänge des Störsignals immer noch kleiner als ein Bruchteil dieser wirksamen Bündelungslänge ist.
Diese Überlegungen sind natürlich nicht auf zwei diskrete Frequenzen beschränkt. Sie können auf eine Vielzahl von Frequenzen ausgedehnt werden, derart, daß jedes Geophon ein Tiefpaßfilter erhält, welches in seiner Frequenzgrenze vom Abstand des Geophons von dem Mittelpunkt der Geophongruppe abhängig ist.
Die Verwirklichung der Geophontiefpässe kann in verschiedener Weise erfolgen. Entweder kann ein derartiges Filter in das Geophon eingebaut sein, oder aber es kann als Vorfilter in der Verkabelung des Geophons eingebaut werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in dem Ausbau der Anschlußschnüre der Geophone als Filter. Hierbei wurde die Filtergrenze um so mehr nach tiefen Frequenzen hin verschoben, je länger das Anschlußkabel des Geophons ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Verbesserung des Amplitudenverhältnisses von Nutzsignal zu Störsignal in der angewandten Seismik durch Bündelung einer Vielzahl von Geophonen für eine Spur, wobei die Länge der Geophonaufstellung in Profilrichtung nicht mehr als etwa eine halbe Wellenlänge des Nutzsignals und mindestens die doppelte Wellenlänge des Störsignals beträgt, d a -durch gekennzeichnet, daß durch verschiedenartige Zuordnung von Filtern zu einzelnen Geophonen die wirksame Länge der Geophonaufstellung den einzelnen Frequenzen angepaßt ist, aus denen sich die Signale zusammensetzen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter Tiefpässe angeordnet sind.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz der Tiefpässe um so niedriger liegt, je weiter die Entfernung des Geophons vom Bündelungsmittelpunkt ist.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter in die Geophone eingebaut sind.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter auf dem Verkabelungsweg zwischen den Geophonen und dem Hauptkabel als Vorfilter zwischengeschaltet sind.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkabel der Geophone als Tiefpaßfilter in der Weise ausgebildet sind, daß die Grenzfrequenz um so tiefer wird, je länger das Bündelungskabel ist.