RU2071094C1

RU2071094C1 - Seismic prospecting complex

Info

Publication number: RU2071094C1
Application number: RU93043837A
Authority: RU
Inventors: А.В. Михальцев; А.В. Рыжов; С.А. Федотов
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт геофизических методов разведки
Priority date: 1993-09-06
Filing date: 1993-09-06
Publication date: 1996-12-27

Abstract

FIELD: seismic prospecting; used for field geophysical operations for search for oil and gas. SUBSTANCE: complex comprises channel commutator, analog-to-code converter, computer with program of analysis of spectrum of seismic signal. Each channel includes geophone, transformer, amplifier, filters, resonator and capacitor connected in series and placed between geophone and transformer. Resistor and electron key with control circuit are connected in parallel to resistor, capacitor and electron key with control circuit connected in series are placed in parallel to capacitor. Control circuits of keys are connected to decoder and the latter, to computer. EFFECT: enhanced functional reliability and stability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к техническим средствам, обеспечивающим проведение полевых работ по поиску и разведке нефти и газа. The invention relates to technical means, providing field work for the search and exploration of oil and gas.

Известен сейсморазведочный комплекс (1), содержащий в каждом канале сейсмоприемник, трансформатор, усилитель, фильтры, преобразователь аналог-код, вычислительное устройство. Комплекс позволяет уменьшить шумы путем обработки поступающего сигнала и подачи этого сигнала по обратной связи на вход усилителя соответствующей амплитуды и фазы. Known seismic complex (1), containing in each channel a seismic receiver, transformer, amplifier, filters, analog-to-code converter, computing device. The complex allows you to reduce noise by processing the incoming signal and applying this signal feedback to the input of the amplifier of the corresponding amplitude and phase.

Недостаток комплекса заключается в том, что его амплитудная частотная характеристика (далее в тексте АЧХ), ограниченная в низкочастотной части сейсмоприемниками и фильтрами, не позволяет сохранить низкочастотные составляющие сейсмических сигналов. Эти низкочастотные составляющие, уходя под уровень микросейсмических или аппаратурных шумов, не могут быть восстановлены последующей обработкой. Спектр сейсмического сигнала не может быть расширен и поэтому не может быть получена высокая разрешающая способность сейсморазведки. The disadvantage of the complex is that its amplitude frequency response (hereinafter referred to as the frequency response), limited in the low-frequency part by seismic receivers and filters, does not allow preserving the low-frequency components of seismic signals. These low-frequency components, going under the level of microseismic or instrumental noise, cannot be restored by subsequent processing. The spectrum of the seismic signal cannot be expanded, and therefore high resolution seismic acquisition cannot be obtained.

Известна также многоканальная система связи, содержащая N каналов, каждый из которых содержит сейсмоприемник, трансформатор, усилитель. Also known is a multi-channel communication system containing N channels, each of which contains a geophone, transformer, amplifier.

Система позволяет уменьшить взаимные влияния между каналами. Недостаток системы тот же, что и в (1). The system allows to reduce mutual influences between channels. The disadvantage of the system is the same as in (1).

Прототипом предлагаемого технического решения является сейсморазведочная станция (2), содержащая коммутатор каналов, преобразователь аналог-код, вычислительное устройство с программой анализа спектра сейсмического сигнала и в каждом канале сейсмоприемник, трансформатор, усилитель и фильтры. The prototype of the proposed technical solution is a seismic survey station (2), which contains a channel switcher, an analog-code converter, a computing device with a program for analyzing the spectrum of a seismic signal, and in each channel a seismic receiver, transformer, amplifier, and filters.

Недостаток сейсморазведочного комплекса заключается в том, что его АЧХ, настраиваемая программой анализа спектра вычислительным устройством на снижение помех, возникающих в исследуемой среде, переключением полосы пропускания фильтров увеличивает крутизну среза низкочастотной части АЧХ комплекса и не позволяет, так же как и в [1] сохранить низкочастотные составляющие сейсмических сигналов. The disadvantage of the seismic exploration complex is that its frequency response, tuned by a spectrum analysis program by a computing device to reduce interference in the medium under study, by switching the filter bandwidth increases the slope of the low-frequency part of the frequency response of the complex and does not allow, as in [1], to save low-frequency components of seismic signals.

В предлагаемом сейсморазведочном комплексе, содержащем коммутатор каналов, преобразователь аналог-код, вычислительное устройство с программой анализа спектра сейсмического сигнала и в каждом канале сейсмоприемник, трансформатор, усилитель, фильтры, установлены резистор и конденсатор, последовательно соединенные между собой и включенные между сейсмоприемником и трансформатором, а параллельно резистору установлены цепи, состоящие из последовательно соединенных резистора и электронного ключа со схемой управления, и параллельно конденсатору цепи, состоящие из последовательно соединенных конденсатора и электронного ключа со схемой управления, причем схемы управления ключами соединены с дешифратором, а дешифратор с вычислительным устройством. In the proposed seismic complex containing a channel switcher, an analog-to-code converter, a computing device with a spectrum analysis program for the seismic signal, and in each channel a seismic receiver, transformer, amplifier, filters, a resistor and a capacitor are installed, connected in series between each other and connected between the seismic receiver and the transformer, and parallel to the resistor are circuits consisting of a series-connected resistor and an electronic key with a control circuit, and in parallel nsatoru circuit consisting of series-connected capacitor and the electronic key to the control circuit, wherein the key management circuit connected to the decoder, and the decoder with a computing device.

На фиг. 1 изображена функциональная схема сейсморазведочного комплекса; на фиг.2 изображены АЧХ входных частей сейсморазведочных комплексов с электродинамическими сейсмоприемниками скорости, с пьезоакселерометрами, с электродинамическими сейсмоприемниками ускорений и предлагаемого комплекса. In FIG. 1 shows a functional diagram of a seismic survey complex; figure 2 shows the frequency response of the input parts of seismic systems with electrodynamic velocity seismometers, with piezoelectric accelerometers, with electrodynamic acceleration geophones and the proposed complex.

Сейсморазведочный комплекс состоит из N каналов, коммутатора каналов 1, преобразователя аналог-код 2, вычислительного устройства 3 с программой анализа спектра сейсмических сигналов и дешифратора 5. Каждый канал содержит электродинамический сейсмоприемник ускорений 5, конденсатор 6 с емкостью С, конденсатор 7 с емкостью 2С, конденсатор 8 с емкостью j C, резистор 9 с сопротивлением R, резистор 10 с сопротивлением R/2, резистор 11 с сопротивлением R/К, трансформатор 12, усилитель 13, фильтры 14 и электронные ключи 15 18 со схемами управления 19 22. The seismic survey complex consists of N channels, a channel switch 1, an analog-to-code converter 2, a computing device 3 with a program for analyzing the spectrum of seismic signals and a decoder 5. Each channel contains an acceleration electrodynamic seismic receiver 5, a capacitor 6 with a capacity C, a capacitor 7 with a capacity 2C, capacitor 8 with capacity j C, resistor 9 with resistance R, resistor 10 with resistance R / 2, resistor 11 with resistance R / K, transformer 12, amplifier 13, filters 14 and electronic keys 15 18 with control circuits 19 22.

На фиг. 2 изображены АЧХ входных частей: cейсморазведочного комплекса с электродинамическим сейсмоприемниками скорости 23, комплекса с пьезоакселерометрами 24, комплекса с сейсмоприемниками ускорений 25, предлагаемого комплекса 26 28. In FIG. 2 shows the frequency response of the input parts: a seismic exploration complex with electrodynamic velocity geophones 23, a complex with piezoelectric accelerometers 24, a complex with acceleration geophones 25, the proposed complex 26 28.

Сейсморазведочный комплекс работает следующим образом. Seismic complex works as follows.

Сейсмический сигнал, прошедший исследуемую геологическую среду, вызывает колебания поверхности земли, преобразуемые каждым сейсмоприемником 5 в электрический сигнал (напряжение), пропорциональный ускорению перемещения его корпуса. Напряжение, вырабатываемое сейсмоприемником, вызывает переменный ток в последовательной цепи: cейсмоприемник 5 емкость конденсатора 6 - сопротивление R резистора 9 индуктивность L₁ первичной обмотки трансформатора. Ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора, преобразуется вторичной обмоткой в выходное напряжение, увеличенное пропорционально отношению числа витков вторичной к числу витков первичной обмотки трансформатора.A seismic signal that has passed the studied geological environment causes oscillations of the earth's surface, converted by each seismic receiver 5 into an electric signal (voltage), proportional to the acceleration of movement of its body. The voltage generated by the seismic receiver causes an alternating current in the serial circuit: the seismic receiver 5 capacitor 6 - resistance R of the resistor 9 inductance L _{1 of the} primary winding of the transformer. The current flowing through the primary winding of the transformer is converted by the secondary winding into an output voltage increased in proportion to the ratio of the number of turns of the secondary to the number of turns of the primary winding of the transformer.

Трансформатор с сейсморазведочном комплексе обеспечивает усиление сигналов и увеличение отношения сигнала к шуму. Для передачи без потерь низкочастотных сигналов от 2,5 Гц сейсмического частотного диапазона индуктивность первичной обмотки трансформатора должна иметь значение в несколько сотен генри. В сейсморазведочном комплексе используется это основное свойство трансформатора. Кроме того, большое значение индуктивности первичной обмотки позволяет создать вместе с емкостью С конденсатора резонанс напряжений, обеспечивающий подъем низкочастотных сигналов на частотах, близких к частоте, равной отношению единицы к 2

В зависимости от условий прохождения полезного сигнала и помех в исследуемых геологических средах АЧХ сейсморазведочного комплекса может быть оптимально адаптирована к этим условиям после вычисления разности между спектром сигнала первого контрольного взрыва (или возбуждения) и эталонным спектром. По результатам вычислений машина выдаст команду дешифратору, а тот установит ключа в положения, обеспечивающие необходимые подключения емкостей и сопротивлений, с тем чтобы была установлена соответствующая частота и добротность напряжений контура L₁.A transformer with a seismic complex provides signal amplification and an increase in signal-to-noise ratio. To transmit lossless low-frequency signals from 2.5 Hz of the seismic frequency range, the inductance of the transformer primary winding should have a value of several hundred henry. The seismic complex uses this basic property of a transformer. In addition, the large value of the inductance of the primary winding allows you to create a voltage resonance together with the capacitor C of the capacitor, which ensures the rise of low-frequency signals at frequencies close to a frequency equal to the ratio of unity to 2

Depending on the conditions of passage of the useful signal and interference in the studied geological environments, the frequency response of the seismic complex can be optimally adapted to these conditions after calculating the difference between the signal spectrum of the first control explosion (or excitation) and the reference spectrum. According to the results of the calculations, the machine will issue a command to the decoder, and that will set the key in the positions that provide the necessary connections of capacities and resistances so that the corresponding frequency and quality factor of the voltage of the circuit L _{1 is set} .

Таким образом, АЧХ сейсморазведочного комплекса может иметь форму, любую из промежуточного значения кривых от 26, 27 до 28. Thus, the frequency response of the seismic survey complex can take the form of any of the intermediate values of the curves from 26, 27 to 28.

Предлагаемый сейсморазведочный комплекс позволит повысить разрешающую способность сейсморазведки, оптимально адаптируясь к исследуемой геологической среде. The proposed seismic exploration system will increase the resolution of seismic exploration, optimally adapting to the studied geological environment.

Claims

A seismic complex containing a series-connected channel switch, an analog code converter and a computing device with a program for analyzing the spectrum of a seismic signal, each channel containing a seismic receiver and series-connected filters, an amplifier and a transformer, characterized in that each channel additionally contains a series-connected resistor with a resistance R, the input of which is connected to the output of the transformer, and a capacitor with a capacitance C connected to the input of the geophone, p In this case, j circuits are connected in parallel to the capacitor, each of which includes a capacitor j • C in series and an electronic key with a control circuit, and K circuits are connected in parallel to the resistor, each of which includes a R / K resistor and an electronic key with a circuit in series control, while the outputs of each control circuit are connected to a decoder connected to a computing device.