Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadzenia wibracyjno-sejsmicznego rozpoznania zwlaszcza warstw na niewielkich glebokosciach.Znane sa metody sejsmiczne, w których w cha¬ rakterze sygnalu lokalizujacego stosowany jest sygnal wibracyjny, którego czas trwania jest na ogól wiekszy od wymaganego maksymalnego badz tez osiaganego maksymalnego czasu przelotu za¬ zwyczaj stosowanego impulsowego sygnalu lokali¬ zujacego.Dla skomprymowania trwajacego czesto kilka sekund sygnalu wibracyjnego w jeden krótki syg¬ nal impulsowy dokonuje sie korelacji akustycznego sygnalu odbitego od niejednorodnosci badanego osrodka i zarejestrowanego w danym miejscu od¬ bioru z sygnalem odniesienia, którym bywa albo sygnal wibracyjny wypromieniowany w miejscu ,nadawnia albo tez sygnal sterujacy stosowany do wysterowywania wibratora.Jakosc kompresji impulsu ocenia sie na podsta¬ wie dwóch parametrów otrzymanego sygnalu ko¬ relacyjnego. Jest to szerokosc impulsu centralnego oraz poziom wystepujacych po obu stronach im¬ pulsu centralnego oscylacja pobocznych.Im wyzszy jest impuls centralny i im nizszy jest poziom oscylacji pobocznych tym wyzsza jest jakosc kompresji impulsu i tym wieksza jest zdol¬ nosc rozdzielacza majaca znaczenie przy wydziela¬ niu blisko sasiadujacych sejsmicznych wtracen odbijajacych. 15 25 30 Jakosc kompresji impulsowej zalezy od rodzaju wewnetrznej struktury stosowanych sylgnalów ste¬ rujacych i od specjalnej charakterystyki przeno¬ szenia wibratora sejsmicznego, badanego osrodka, odbiornika sejsmicznego i sejsmicznej aparatury rejestracyjnej wraz z ich znieksztalcajacym od¬ dzialywaniem na sygnal.O ile wymienione oddzialywania znieksztalcaja¬ ce sygnal moga byc najkorzystniej zwalczane przez stosowanie filtracji sygnalu korelacyjnego pa ich wystapieniu, o tyle zaklócajace oscylacje poboczne spowodowane wewnatrzna struktura sygnalu moz¬ na w zasadzie oslabic juz zawczasu przez stoso¬ wanie sygnalów sterujacych o strukturze we¬ wnetrznej lepiej dostosowanej do zmniejszenia po¬ ziomu oscylacji pobocznych.Jako sygnaly sterujace proponowano juz stoso¬ wanie sygnalów o przebiegu sinusoidalnym skon¬ czonej dlugosci i równomiernie badz nierówno¬ miernie zmienianej czestotliwosci, badz o stalej czestotliwosci ale zmieniajacej sie skokowo w okreslonym przedziale czasu faziie, badz tez otrzy¬ mywane z generatora szumów sygnaly szumowe.W opisie patentowym NRD nr 87 921 proponuje sie uzycie w charakterze sygnalu wibracyjnego jedno- lub dwuczestotliwosciowego sygnalu, o cze¬ stotliwosciach odpowiadajacych czestotliwosci re¬ zonansowej lub czestotliwosciom rezonansowym uzywanego do wypromieniowywania energii sej¬ smicznej wibratora wedlug patentu NRD nr 87 921 109 864109 864 4 i modulowanego fazowo lub czestotliwosciowo zgodnie z pseudoprzypadkowym (auasi-stoohastycz- nym) ciagiem binarnym o maksymalnej dlugosci.Dazy sie przy tym do optymalizacji wypromie- niowywania energii przez wibrator oraz szerokosci impulsu sygnalu korelacyjnego w celu osiagniecia zarówno duzego zakresu glebokosci, jak równiez mozliwie duzej rozdzielczosci.Z drugiej strony znane sa sygnaly, których syg¬ nal korelacyjny (funkcja autokorelacyjna) po obu stronach impulsu korelacyjnego pozbawiona jest pobocznych oscylacji. Takie sygnaly, nazywane sy¬ gnalami auasistochastycznymi, sa okresowe, ale wewnatrz jednego oktesu wykazuja ciag zmian o charakterze stochastycznym pod wzgledem cza¬ sowego nastepstwa zmian pomiedzy dwoma po¬ ziomami sygnalu. Z powodu okresowosci sygnalu, auasistochastycznego okresowy jest równiez odpo¬ wiedni sygnal korelacyjny.Sygnaly auasistochastyczne moga byc w znany sposób odtwarzane jednoznacznie za pomoca re¬ jestru przesuwajacego i ukladu sprzezenia zwrot¬ nego dobranego ze wzgledu na liczbe stopni m1 rejestru przesuwajacego oraz wytwarzane za po¬ moca srodków elektronicznych badz tez obliczane z uzyciem algorytmu analogowego. O ile dlugosc okresu T okreslona jest wybrana liczba stopni m i czestotliwoscia synchronizacji fT: T = (2m — l) fTl to górna czestotliwosc graniczna f0 odpowiedniego sygnalu korelacyjnego zalezy wylacznie od cze¬ stotliwosci synchronizacji fT: f0 = 0,45 fT Po- obu stronacth centralnego impulsu korelacyj¬ nego (trójkatnego) sygnal korelacyjny sygnalu auasistochastycznego ma pewien staly poziom. Sto¬ sunek tego stalego poziomu do maksymalnej war¬ tosci impulsu trójkatnego zalezy od charaktery¬ stycznej dla okreslonego sygnalu auasistochastycz¬ nego liczby stopni m i wynosi 1 [2m—1].W przypadku sygnalu szumowego o skonczonym czasie trwania mozna sposród wielu jego realiza¬ cji wybrac sygnal o optymalnych wartosciach wspomnianych parametrów sygnalu korelacyjne¬ go charakteryzujacych jakosc kompresji impulsu.Praktycznemu stosowaniu otrzymywanego z gene¬ ratora sygnalu, jako sygnalu sterujacego wibrato¬ rem sejsmicznym, stoja na przeszkodzie zlozone sposoby wybierania sygnalu i tylko warunkowo mozliwa odtwarzalnosc wybranego sygnalu poprzez specjalne jego zapisanie.Wszystkie inne sygnaly, proponowane juz jako sygnaly sterujace dla wibratora sejsmicznego, po¬ zwalaja wprawdzie na wygodne manipulowanie szerokoscia impulsu centralnego sygnalu korela¬ cyjnego, jednak z powodu niezbednego ogranicze¬ nia szerokosci pasma i nieoptymalnego ksztaltu widma wykazuja czesto wysoki poziom zaklócaja¬ cych oscylacji pobocznych. Te oscylacje poboczne przeszkadzaja w wydzielaniu blisko siebie polo- zonyeih wtracen odbijajacych rózne energie, a poza tym wplywaja, równiez przy dostatecznie waskim impulsie centralnym, na obnizenie zdolnosci roz¬ dzielczej korelacyjnego sposobu lokalizacji wibra¬ cyjnosejsmicznej.Celem wynalazku jest podwyzszenie zdolnosci rozdzielczej korelacyjnego sposobu 'lokalizacji wi- bracyjnosejsmicznej. Brane sa przy tym pod uwa¬ ge wysokie wymagania pod wzgledem zdolnosci rozdzielczej, zwlaszcza przy prowadzeniu rozooz- nania warstw- na malych glebokosciach.Zadaniem technicznym wynalazku jest znaczne zredukowanie poziomu oscylacji pobocznych sygna¬ lu korelacyjnego przy korelacyjnym sposolbie lo¬ kalizacji wibracyjnosejsmieznej, pTzy czym w celu zapewnienia' optymalnego wypromieniowania ener¬ gii nalezy wykorzystywac zakres czestotliwosci re¬ zonansowych zródla wibracyjnego, przedstawione¬ go w opisie patentowym NRD nr 87 9211 i oznaczo¬ nego jako wibrator typu II.Zadanie to wedlug wynalazku jest rozwiazane w ten sposób, ze jako sygnalu do sterowania wi¬ bratora (wibrator typu II) uzywa sie sygnalów ausiSistochastycznych, których okres T i maksy¬ malny wymagany, badz osiagany, czas przelotu od wtracenia odbijajacego tmax pozostaja w zalezno¬ sci T traax W celu wyeliminowania sygnalów za¬ klócajacych uwarunkowanych okresowoscia sygna¬ lu auasistochastycznego, a sygnal sterujacy roz¬ poczyna sie o czas tmax przed rozpoczeciem reje¬ stracji i ze do korelacji z rejestrowanym^ syn¬ chronicznie z sygnalem wibratora w okreslonych odleglosciach od niego wykorzystuje sie wprost pierwszy rejestrowany pelny okres samego sy¬ gnalu wibratora, zawierajacy przynajmniej [1 + 2 tmax/T] okresów, liczac od momentu rozpoczecia rejestracji. W celu zmniejszenia poziomu oscylacji pobocznych sygnalu korelacyjnego i poprawienia w.ten sposób zdolnosci rozdzielczej wykorzystuje sie sygnal auasistoehastyczny o szczególnie wygod¬ nym kszWcie sygnalu korelacyjnego, charaktery¬ zujacym sie tym, ze w obszarach wystepowania oscylacji poibocznych przy stosowaniu innych sy¬ gnalów korelacyjnych wystepuje staly poziom o bardzo malej wartosci w porównaniu do wyso¬ kosci impulsu centralnego.Przewidziane wynalazkiem wyprzedzenie punktu startowego impulsu sterujacego wzgledem poczat¬ ku rejestracji o okolo tmax sekund i uzycie do ko¬ relacji z sygnalem odbieranym pierwszego reje¬ strowanego pelnego okresu sygnalu wibratora za¬ wierajacego, zgodnie z inna cecha wynalazku, co najmniej [1 + 2 tmax/T] okresów drgan wibratora powoduje, ze w calym przedziale czasowym jest c'0 dyspozycji dla korelacji przynajmniej [1 + tmax/T] okresów uzytego sygnalu auasistochastycz¬ nego i ze kazdy z odbitych sygnalów wrbracyj- nycih lezacych w interesujacym przedziale czaso¬ wym od 0 do tmax sekund wystepuje miedzy cze¬ sciami sygnalu o pelnej dlugosci okresu. Ta ostat¬ nia okolicznosc jest bardzo waznym warunkiem otrzymania stalego poziomu po- obu stronach cen¬ tralnego impulsu korelacyjnego wewnatrz odcin¬ ka czasu od 0 do tmax sekund.Dodatkowa korzysc z wyprzedzenia momentu rozpoczecia sygnalu sterujacego wzgledem poczat- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 109 864 6 ku rejestracji polega na tym, ze rejestruje sie tylko niezbedna do korelacji czesc przebiegu cza¬ sowego odbieranego sygnalu, dzieki czemu moze byc optymalnie wykorzystana pojemnosc urzadze¬ nia do zapisywania sygnalu.Jezeli na staly poziom po obu stronach central¬ nego impulsu korelacyjnego nalozone sa dodatko¬ we oscylacje, to pochodza one tylko od znieksztal¬ cen, powodowanych przez wibrator sejsmiczny, badany osrodek, odbiornik sejsmiczny lub sej¬ smiczna aparature rejestrujaca i moga byc sku¬ tecznie oslabione przez inwersyjne filtrowanie sy¬ gnalu korelacyjnego w znany sposób.Ustalono poza tym, ze minimum poziomu oscy¬ lacji pobocznych i zarazem optimum wypromie¬ niowanej energii wystepuje, kiedy przestrzega sie zasady dostrajania, polegajacej na tym, ze górna czestotliwosc sygnalu auasistochastycznego jest równa górnej czestotliwosci granicznej charakte¬ rystyki rezonansowej wibratora (wibrator typu II wedlug opisu NRD nr 87 9i2il). Techniczna reali¬ zacja poszczególnych etapów sposobu moze prze¬ biegac na przyklad w ten sposób, ze stosuje sie generator wytwarzajacy sygnaly auasistochastycz- ne dostosowane, zgodnie z wyzej wymieniona re¬ gula, do charakterystyki rezonansowej wibrato¬ ra, a jego sygnaly wyjsciowe, po przejsciu przez dolaczony do generatora wzmacniacz i wzmocnie¬ niu w nim, wysterowuja wibrator, przy czym sygnal sterujacy do pobudzania wibratora sej¬ smicznego za pomoca urzadzenia przerzutnikowe- go wlaczany jest o ok. tmax sekund wczesniej niz aparatura rejestrujaca.Wynalazek jest nizej objasniony na podstawie przykladu wykonania. Zalaczony rysunek przed¬ stawia odpowiadajacy liczbie stopni m = 4 sygnal auasistocihastyczny 1 do sterowania wibratora, który w przypadku idealnym wypromieniewywany jest z wibratora bez znieksztalcen, oraz odbity ide¬ alny odbierany sygnal 2 o czasie przelotu tmax oraz odpowiedni sygnal korelacyjny 3.Na rysunku dla uwidocznienia cech charaktery¬ stycznych wynalazku przedstawiono sygnaly ide¬ alne. Znaczy to, ze pominieto niepozadane znie¬ ksztalcenia sygnalu, spowodowane przez wibrator, badany osrodek, odbiornik sejsmiczny i sejsmiczna aparature rejestracyjna.Jak przedstawiono na rysunku sygnal steru¬ jacy 1 wibratora rozpoczyna sie juz na tmax se¬ kund przed rozpoczeciem rejestracji sygnalu 1, w idealnym wypadku wypromieniowanym równiez jako sygnal wibracyjny i przed rozpoczeciem ide¬ alnego sygnalu odbieranego 2. Na rysunku przed¬ stawiono tylko sygnal odbierany. W rzeczywisto¬ sci bedzie rejestrowanych kilka sygnalów odbie¬ ranych w róznych odleglosciach od wibratora.Poza tym przedstawiony sygnal sklada sie tylko z jedrnego odbitego sygnalu o czasie przelotu tmax, w zasadzie moze on sie skladac równiez z kilku sygnalów o czasach przelotu miedzy 0 i tmax se¬ kund.Z racji czasu trwania wibracji V [1 + 2 tmax/T] okresów sygnalu auasistochastycznego i czasu re¬ jestracji R [1 + tmax/T] okresów w interesuja¬ cym przedziale czasowym od 0 do tmax sekund jest do dyspozycji nieco ponad [1 + tmax/T] okre¬ sów sygnalu odbieranego 2 dla korelacji z pier¬ wszym rejestrowanym pelnym okresem T sygnalu odniesienia. Otrzymany sygnal korelacyjny 3 z ty¬ tulu specjalnej struktury wewnetrznej sygnalu auasistochastycznego ma ksztalt impulsu trójkat¬ nego ze stala wartoscia poziomu —1 po obu stro¬ nach centralnego impulsu trójkatnego.Dostrajanie górnej czestotliwosci .granicznej sto¬ sowanego przebiegu auasistocihastycznego do gór¬ nej czestotliwosci granicznej charakterystyki wi¬ bratora odbywa sie na zasadzie zaleznosci: fQ = 0,95 fr Dla wibratora o górnej czestotliwosci granicznej 70 Hz na podstawie tej zaleznosci otrzymuje sie czestotliwosc synchronizacji 155,4 Hz Zastrzezenie patentowe Sposób prowadzenia rozpoznania sejsmicznego na zasadzie wibracyjno-sejsmieznego rozdzielania korelacyjnego, przy stosowaniu w charakterze oscylatora dwumasowegó wibratora bez elastycz¬ nego ogniwa sprzegajacego, przy czym obie drga¬ jace masy ulozone sa na ziemi i tak wzajemnie usytuowane, ze jedna z nich, /w przypadku wibrato¬ ra napedzanego elektrodynamicznie, skladajaca sie z masy systemu magnetycznego i masy podstawy obejmuje w postaci kubka druga mase, do której przymocowana jest cewka drgajaca, a wzbudzanie zmiennej sily dzialajacej miedzy obiema masami wywoluje ich drgania z przeciwnymi fazami w kierunku pionowym, znamienny tym, ze jako sygnalu do sterowania wibratora uzywa sie sy¬ gnalów auasistochastycznych, których okres T jest wiekszy niz, maksymalny wymagany badz osiaga¬ ny czas przelotu tmax, i ze sygnal sterujacy wi¬ bratora rozpoczyna sie o maksymalny czas prze¬ lotu tmax od wtracenia odbijajacego wczesniej niz rejestracja, ze poza tym do korelacji z rejestro¬ wanym synchronicznie z sygnalem wibratora w okreslonych od niego odleglosciach sygnalem od¬ bieranym wykorzystuje sie wprost pierwszy pel¬ ny okres T samego sygnalu wibratora zawiera¬ jacy przynajmniej [1 + 2 tmax/T] okresów sygnalu auasistochastycznego liczac od momentu rozpocze¬ cia rejestracji oraz ze górna czestotliwosc gra¬ niczna sygnalu auasistochastycznego dostrojona jest do górnej czestotliwosci granicznej wibratora. 10 15 20 25 30 35 40 45 50109 864 umax PZGraf. Koszalin D-142 105 egz. A-4 Cena 45 zl PL