RU2388023C1 - Method for marine seismic survey and device for realising said method - Google Patents

Method for marine seismic survey and device for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2388023C1
RU2388023C1 RU2008132533/28A RU2008132533A RU2388023C1 RU 2388023 C1 RU2388023 C1 RU 2388023C1 RU 2008132533/28 A RU2008132533/28 A RU 2008132533/28A RU 2008132533 A RU2008132533 A RU 2008132533A RU 2388023 C1 RU2388023 C1 RU 2388023C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
marine seismic
earth
excitation
seismic exploration
electric field
Prior art date
Application number
RU2008132533/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008132533A (en
Inventor
Олег Юрьевич Ганжа (RU)
Олег Юрьевич Ганжа
Александр Александрович Парамонов (RU)
Александр Александрович Парамонов
Юрий Николаевич Жуков (RU)
Юрий Николаевич Жуков
Владимир Васильевич Чернявец (RU)
Владимир Васильевич Чернявец
Original Assignee
Олег Юрьевич Ганжа
Александр Александрович Парамонов
Юрий Николаевич Жуков
Владимир Васильевич Чернявец
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Юрьевич Ганжа, Александр Александрович Парамонов, Юрий Николаевич Жуков, Владимир Васильевич Чернявец filed Critical Олег Юрьевич Ганжа
Priority to RU2008132533/28A priority Critical patent/RU2388023C1/en
Publication of RU2008132533A publication Critical patent/RU2008132533A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2388023C1 publication Critical patent/RU2388023C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: physics; geophysics.
SUBSTANCE: invention is relates to geophysical exploration and may be used in marine seismic survey. The device for marine seismic survey consists of a power supply, an acoustic signal receiver, a device for processing measured signals and a device for exciting elastic vibrations. The device for exciting elastic vibrations is made from a flat-topped metal frame, in the top part of which there is a spark plug connected to the power supply. Electrodes are mounted on the top components of the flat-topped structure. The device is used to excite elastic vibrations in a semi-closed space bordered by the metal frame on three sides, through the spark plug across which voltage is applied. The acoustic signal is picked up. The measured signal is processed. The device described above is also used to generate an electromagnetic field through current pulses. The potential gradient of the electric field generated electrochemically and the potential gradient of the electric field caused by movement of water in the magnetic field of the Earth are also measured.
EFFECT: increased information content of marine seismic survey.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области геофизических исследований, а более конкретно к способам морской сейсмической разведки.The invention relates to the field of geophysical exploration, and more particularly to methods of marine seismic exploration.

Известный способ морской сейсмической разведки [1] включает возбуждение упругих колебаний, регистрацию многоканальным приемным устройством отраженных волн вдоль профиля, а также разноглубинное накапливание информации при фиксированной средней точке, в котором для достижения технического результата, заключающегося в повышении детальности и информативности сейсмической разведки за счет увеличения разрешенности и помехоустойчивости сейсмических данных, перемещение источника и многоканального приемного устройства производят по профилю прямым и обратным курсом корабля (судна) с последовательным изменением расстояния между источником и приемным устройством при смене курса, при одновременном фиксировании положения первой и последней общих срединных точек на профиле, многоканальный приемник располагают вертикально с переменной базой, выбираемой в зависимости от глубины исследуемого слоя, а накапливание информации производят по обеим срединным точкам и одновременно по вертикальным базам, при этом дополнительно выполняют перемещение источника многоканального приемного устройства по параллельным профилям, расположенным на расстоянии друг от друга, выбираемых из условия накапливания по общей глубинной точке в пространстве.The known method of marine seismic exploration [1] includes the excitation of elastic vibrations, registration of the reflected waves along the profile with a multi-channel receiving device, and also accumulation of information at a fixed midpoint at which, in order to achieve a technical result, which increases the detail and information content of seismic exploration by increasing resolution and noise immunity of seismic data, the movement of the source and the multi-channel receiving device is carried out by I see the direct and reverse course of the ship (vessel) with a successive change in the distance between the source and the receiving device when changing the course, while simultaneously fixing the position of the first and last common midpoints on the profile, the multichannel receiver is positioned vertically with a variable base selected depending on the depth of the layer under study , and the accumulation of information is carried out at both midpoints and at the same time along vertical bases, while additionally moving the multichannel source at many devices in parallel profiles arranged at a distance from each other, selected from the conditions of storing at a common depth point in space.

Известное устройство для морской сейсмической разведки [2] включает линейную группу рабочих пневмоизлучателей сейсмических сигналов, связанных с поплавками, закрепленными на несущем канате посредством гибких элементов, соединенных электро- и газомагистралями с пультом управления сейсмической станции, и средство для размещения пневмоизлучателей и поплавков на борту судна, которое выполнено в виде лебедки, оснащенной барабаном для размещения на нем несущего каната, боковые щечки барабана содержат гнезда для крепления пневмоизлучателей и прорези для размещения в них рукавов электро- и газомагистралей, перед барабаном лебедки закреплен направляющий механизм, ориентирующий пневмоизлучатели и поплавки в направлении гнезд барабана, а излучатели и поплавки соединены с несущим канатом посредством карабинов.The known device for marine seismic exploration [2] includes a linear group of working pneumatic emitters of seismic signals associated with floats fixed to the carrier rope by means of flexible elements connected by electric and gas lines to the control panel of the seismic station, and means for placing pneumatic emitters and floats on board the vessel , which is made in the form of a winch equipped with a drum for placement of a supporting rope on it, the side cheeks of the drum contain sockets for mounting a pneumatic radiator th and slots to accommodate the sleeves of electric and gas pipelines, a guide mechanism is fixed in front of the winch drum, orienting the air emitters and floats in the direction of the drum sockets, and the emitters and floats are connected to the carrier rope via carabiners.

Известный сейсмоакустический обнаружитель [3] содержит акустический микрофон, подключенный к входу усилителя акустического канала, и сейсмоприемник, подключенный к входу усилителя сейсмического канала, источник питания и передатчик, блок логической обработки, блок сопряжения и пульт контроля и управления.The known seismic-acoustic detector [3] contains an acoustic microphone connected to the input of the amplifier of the acoustic channel, and a seismic receiver connected to the input of the amplifier of the seismic channel, a power source and a transmitter, a logical processing unit, an interface unit and a control and control panel.

Известный способ геоэлектроразведки [4] включает возбуждение в геологической среде электромагнитного поля импульсами тока, в паузах между которыми осуществляют прием сигнала переходного процесса, фильтрацию посредством n фильтров, усиление и регистрацию в цифровой форме, по результатам которой судят о строении исследуемой среды, в котором для достижения технического результата, заключающегося в повышении помехоустойчивости, принятый в паузах между импульсами возбуждения сигнал переходного процесса фильтруют, дискретно уменьшая верхнюю граничную частоту пропускания фильтров с равномерным шагом дискретизации, величину n устанавливают не менее числа определяемых параметров, а в полученном после каждой фильтрации сигнале переходного процесса регистрируют в цифровой форме максимальные значения, по которым судят о параметрах исследуемой среды.The known method of geoelectrical exploration [4] includes the excitation of the electromagnetic field in the geological environment by current pulses, in the pauses between which the transient signal is received, filtering by n filters, amplification and registration in digital form, based on which the structure of the medium under study is judged, in which the achievement of the technical result, which consists in increasing the noise immunity, adopted in the pauses between the excitation pulses of the transient signal is filtered, discretely reducing the top the cutoff frequency of the filters passing with a uniform sampling step, the value of n is set not less than the number of determined parameters, and the maximum values are recorded in digital form in the transient signal obtained after each filtering, which are used to judge the parameters of the medium under study.

В известном способе геоэлектроразведки и устройстве для его осуществления [5] возбуждают с помощью регулируемого источника электромагнитное поле в исследуемой среде последовательно на двух заданных частотах, осуществляют в точках измерения прием на этих частотах и измерение первой и второй геометрических разностей потенциалов электрического поля, по которым рассчитывают картируемый параметр, в котором для достижения технического результата, заключающегося в повышении чувствительности и избирательности выявления предвестников землетрясений, осуществляют в точках измерений прием синфазной с ЭДС источника составляющей сигнала, а расстояние от точек измерений до источника задают не меньше 20 км, а устройство для осуществления способа содержит горизонтальный дипольный двухчастотный источник переменного тока, приемник, в состав которого входят датчики первой и второй разностей электрических потенциалов, регистратор, в котором приемник содержит делитель, синхронный детектор, накопитель и блок управления.In the known method of geoelectrical exploration and a device for its implementation [5], an electromagnetic field is excited in a test medium sequentially at two predetermined frequencies using an adjustable source, receive at these frequencies at the measurement points and measure the first and second geometric potential differences of the electric field, according to which mapped parameter, in which to achieve a technical result, which consists in increasing the sensitivity and selectivity of identifying precursors of the earth of shocks, the signal component in phase with the EMF of the source is received at the measurement points, and the distance from the measurement points to the source is set at least 20 km, and the device for implementing the method comprises a horizontal dipole two-frequency alternating current source, a receiver, which includes sensors of the first and second differences of electric potentials, a recorder in which the receiver contains a divider, a synchronous detector, a drive and a control unit.

Известные способы и устройства [1-5] для выполнения морской сейсмической разведки включают искусственное возбуждение сейсмической волны с последующей регистрацией акустического или электромагнитного сигнала посредством гидрофонов, как правило, установленных на тральной косе, буксируемой судном или приемником электромагнитных колебаний. Измеренные гидрофоном акустические сигналы или приемником электромагнитные колебания сигналы подвергаются дальнейшей обработки (усилению, фильтрации и т.д.) с выделением полезного сигнала, несущего информацию о возможном распространении сейсмических волн.Known methods and devices [1-5] for performing marine seismic exploration include the artificial excitation of a seismic wave with subsequent registration of an acoustic or electromagnetic signal by means of hydrophones, usually mounted on a trawl, towed by a vessel or receiver of electromagnetic waves. The acoustic signals measured by the hydrophone or the receiver, electromagnetic waves, the signals are further processed (amplification, filtering, etc.) with the selection of a useful signal that carries information about the possible propagation of seismic waves.

Основным недостатком известных способов и устройств для их осуществления является то, что они обладают не высокой информативностью, так как выполняют измерение параметров только акустического или только электромагнитного полей.The main disadvantage of the known methods and devices for their implementation is that they do not have high information content, as they measure only acoustic or only electromagnetic fields.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение информативности при осуществлении морской сейсмической разведки.The objective of the proposed technical solution is to expand the information content in the implementation of marine seismic exploration.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе морской сейсмической разведки, включающем возбуждение упругих колебаний с последующей регистрацией акустического сигнала посредством приемника акустических сигналов, обработку измеренных сигналов, возбуждение электромагнитного поля импульсами тока, в котором искусственное возбуждение упругих колебаний осуществляют в полузамкнутом пространстве, ограниченном металлическим каркасом по трем сторонам, посредством свечи зажигания, на которую подается напряжение, при этом дополнительно регистрируют градиент потенциала электрического поля электрохимического происхождения и градиент потенциала электрического поля, обусловленного движением воды в магнитном поле Земли, при этом возбуждение упругих колебаний осуществляют на интервале времени нарастания, кульминации и спада лунного прилива земной коры, градиент потенциала электрического поля, обусловленного движением воды в магнитном поле Земли, регистрируют в инфранизкочастотном диапазоне волновода морская вода - грунт, обработку измеренных сигналов осуществляют путем построения биномного дерева Штерна - Броко, а в устройстве для его осуществления, состоящем из устройства возбуждения упругих колебаний, приемника акустических сигналов, источника питания, устройства обработки измеренных сигналов, - устройство возбуждения упругих колебаний выполнено из металлического каркаса в виде П-образной конструкции, в верхней части которой установлена свеча зажигания, соединенная с источником питания, а в вертикальных составляющих П-образной конструкции установлены электроды.The problem is solved due to the fact that in the method of marine seismic exploration, which includes the excitation of elastic waves with subsequent registration of the acoustic signal through the receiver of acoustic signals, processing the measured signals, excitation of the electromagnetic field by current pulses, in which the artificial excitation of elastic oscillations is carried out in a semi-closed space, limited metal frame on three sides, by means of a spark plug, to which voltage is supplied, while The potential gradient of the electric field of electrochemical origin and the gradient of the potential of the electric field caused by the movement of water in the Earth’s magnetic field are recorded accurately, while the excitation of elastic vibrations is carried out over the interval of rise, culmination and decline of the lunar tide of the earth’s crust, the gradient of the potential of the electric field due to the movement of water in Earth's magnetic field, register in the infra-low-frequency range of the waveguide seawater - soil, processing of the measured signals they are constructed by constructing the Stern – Brocko binomial tree, and in the device for its implementation, consisting of an elastic oscillation excitation device, an acoustic signal receiver, a power source, a measured signal processing device, the elastic oscillation excitation device is made of a metal frame in the form of a U-shaped structure , in the upper part of which there is a spark plug connected to a power source, and electrodes are installed in the vertical components of the U-shaped design.

Новыми отличительными признаками заявляемого технического решения являются: искусственное возбуждение упругих колебаний осуществляют в полузамкнутом пространстве, ограниченном металлическим каркасом по трем сторонам, посредством свечи зажигания, на которую подается напряжение, при этом дополнительно регистрируют градиент потенциала электрического поля электрохимического происхождения и градиент потенциала электрического поля, обусловленного движением воды в магнитном поле Земли, при этом возбуждение упругих колебаний осуществляют на интервале времени нарастания, кульминации и спада лунного прилива земной коры, градиент потенциала электрического поля, обусловленного движением воды в магнитном поле Земли, регистрируют в инфранизкочастотном диапазоне волновода морская вода - грунт, обработку измеренных сигналов осуществляют путем построения биномного дерева Штерна - Броко, а в устройстве для его осуществления, состоящем из устройства возбуждения упругих колебаний, приемника акустического сигнала, источника питания, устройства обработки измеренных сигналов, - устройство возбуждения упругих колебаний выполнено из металлического каркаса в виде П-образной конструкции, в верхней части которой установлена свеча зажигания, соединенная с источником питания, а в вертикальных составляющих П-образной конструкции установлены электроды.New distinctive features of the claimed technical solution are: artificial excitation of elastic vibrations is carried out in a semi-enclosed space bounded by a metal frame on three sides, by means of a spark plug, which is supplied with voltage, while the gradient of the electric field potential of electrochemical origin and the gradient of the electric field potential due to the movement of water in the Earth's magnetic field, while the excitation of elastic vibrations is carried out the gradient of the electric field caused by the movement of water in the Earth’s magnetic field is recorded in the infra-low-frequency range of the waveguide sea water-soil, the processing of the measured signals is carried out by constructing the Stern-Broco binomial tree, and in a device for its implementation, consisting of a device for exciting elastic vibrations, an acoustic signal receiver, a power source, a device for processing measured signals, - the device for the excitation of elastic vibrations is made of a metal frame in the form of a U-shaped structure, in the upper part of which there is an spark plug connected to a power source, and electrodes are installed in the vertical components of the U-shaped structure.

Из известного уровня техники совокупность новых признаков не выявлена, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения условию патентоспособности "изобретательский уровень".From the prior art, a combination of new features has not been identified, which allows us to conclude that the proposed technical solution meets the patentability condition "inventive step".

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Фиг 1. Устройство возбуждения акустического и электромагнитного полей. Устройство состоит из металлического корпуса П-образной формы 1, в верхней части которого установлена свеча зажигания 2 с катушкой возбуждения 3, на которую подается напряжение 30 В от источника питания 4. В вертикальных составляющих П-образной конструкции 1 установлены электроды 5.Fig 1. The device excitation of acoustic and electromagnetic fields. The device consists of a metal body of a U-shaped shape 1, in the upper part of which a spark plug 2 with an excitation coil 3 is mounted, to which a voltage of 30 V is supplied from a power source 4. Electrodes 5 are installed in the vertical components of the U-shaped structure 1.

Фиг.2. Блок-схема устройства состоит из устройства возбуждения акустического и электромагнитного полей 6, многоканальных приемников 7, логического устройства 8, измерительно-вычислительного модуля 9, гидроакустического канала связи 10, блок датчиков линейных и угловых перемещений 11.Figure 2. The block diagram of the device consists of an acoustic and electromagnetic field excitation device 6, multi-channel receivers 7, a logic device 8, a measurement and computing module 9, a hydroacoustic communication channel 10, a block of linear and angular displacement sensors 11.

Устройство (фиг.2) может быть установлено как на автономных донных станциях (патенты RU №2276388, №2294000), так и на подводных обсерваториях и аппаратах или использоваться самостоятельно.The device (figure 2) can be installed both on autonomous bottom stations (patents RU No. 2276388, No. 2294000), and underwater observatories and apparatuses or used independently.

При подаче питания на свечу зажигания 2 через катушку возбуждения в полузамкнутом пространстве, образованном корпусом П-образной формы 1, заполненном морской водой, создается электромагнитное поле и возбуждаются упругие колебания, обусловленные электрохимической реакцией между ионами кислорода и водорода. Электромагнитные сигналы в виде импульсов тока принимаются электродами 5 и транслируются на измерительно-вычислительный модуль 9. Одновременно акустические сигналы, созданные упругими колебаниями, принимаются многоканальными приемниками акустических сигналов 7.When power is supplied to the spark plug 2 through an excitation coil in a semi-enclosed space formed by a U-shaped housing 1 filled with sea water, an electromagnetic field is created and elastic vibrations are excited due to the electrochemical reaction between oxygen and hydrogen ions. Electromagnetic signals in the form of current pulses are received by the electrodes 5 and transmitted to the measuring and computing module 9. At the same time, acoustic signals created by elastic vibrations are received by multichannel receivers of acoustic signals 7.

При этом образуются также электрические поля электрохимического происхождения, обусловленные электродными потенциалами между металлическим корпусом 1 и электролитом (морская вода), контактно-жидкостными потенциалами, образованными замкнутой цепью металл (корпус), морская вода, грунт (см., например: 1. Богоров В.Г., Деменицын Р.М., Городницкий A.M. // О характере и причинах изменения естественного поля водной толщи по вертикали // Океанология, 1969, т.9, №5, с.767-772; 2. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. М., 1975-274 с.), движением воды в магнитном поле Земли. Сигналы, характеризующие электрические поля электрохимического происхождения поступают на измерительно-вычислительный модуль, где по значениям градиента потенциала выполняется анализ сигналов. Электрические поля электрохимического происхождения имеют градиент потенциала 300 мкВ/см. При этом посредством логического устройства 8 выполняется выделение сигналов электрического поля, обусловленного движением воды в магнитном поле (градиент потенциала 0,5 мкВ/см). По нарастанию градиента потенциала, составляющего 6-10 мкВ/см, который регистрируется в инфранизкочастотном диапазоне на 1-й резонансной частоте волновода морская вода - грунт, устанавливают вероятность возникновения штормовых волн (цунами).In this case, electric fields of electrochemical origin are also formed, due to the electrode potentials between the metal casing 1 and the electrolyte (sea water), contact-liquid potentials formed by a closed circuit metal (body), sea water, soil (see, for example: 1. Bogorov V .G., Demenitsyn R.M., Gorodnitsky AM // On the nature and causes of changes in the natural field of the water column vertically // Oceanology, 1969, vol. 9, No. 5, p. 767-772; 2. Antropov L.I. Theoretical electrochemistry. M., 1975-274 p.), The movement of water in a magnetic field Earth. The signals characterizing the electric fields of electrochemical origin are fed to the measuring and computing module, where the signal analysis is performed according to the values of the potential gradient. Electric fields of electrochemical origin have a potential gradient of 300 μV / cm. In this case, by means of the logic device 8, the electric field signals are extracted due to the movement of water in the magnetic field (potential gradient 0.5 μV / cm). By increasing the potential gradient of 6-10 μV / cm, which is recorded in the infra-low frequency range at the 1st resonant frequency of the sea water-ground waveguide, the probability of the occurrence of storm waves (tsunamis) is established.

Посредством блока датчиков линейных и угловых перемещений регистрируют сигналы, характеризующие приливные колебания коры Земли (грунта). Твердая кора Земли также испытывает приливные колебания, как и водные массы океанов. Приливные колебания коры Земли также носят гармонический характер, т.е. фаза колебаний представляет собой гладкую функцию. Однако вследствие того, что кора - более жесткая среда, то с течением времени в смежных областях коры с разными упругими характеристиками накапливаются фазовые сдвиги, которые не снимаются путем образования амфидромических точек, а снимаются путем образования землетрясений. Анализ пространственно-временного распределения фаз приливных колебаний в коре Земли выполняется в измерительно-вычислительном модуле 9 в следующей последовательности.Using a block of linear and angular displacement sensors, signals are recorded that characterize the tidal oscillations of the Earth's crust (soil). The solid crust of the Earth also experiences tidal fluctuations, as well as the water masses of the oceans. The tidal oscillations of the Earth's crust are also harmonic, i.e. the oscillation phase is a smooth function. However, due to the fact that the crust is a more rigid medium, phase shifts accumulate in adjacent areas of the crust with different elastic characteristics, which are not removed by the formation of amphidromic points, but are removed by the formation of earthquakes. The analysis of the spatiotemporal distribution of the phases of tidal oscillations in the Earth's crust is performed in the measuring and computing module 9 in the following sequence.

Измерение колебаний грунта моря выполняют в различных точках акватории моря в различные моменты времени таким образом, чтобы получаемые измерения в каждой точке измерения имели различные значения интервалов времени относительно ближайшего к моменту измерения последнего момента верхней кульминации Луны на фиксированном географическом меридиане. При этом измеренные значения уровня грунта в точках акватории моря, расположенных по возрастанию величины интервала времени между ближайшим предшествующим моментом времени верхней кульминации Луны на фиксированном меридиане и моментом измерения позволяют установить временной ход уровня под действием приливных сил коры Земли, что обусловлено тем, что приливные колебания в некоторой точке акватории моря имеют практически постоянный фазовый сдвиг относительно времени верхней кульминации Луны на фиксированном географическом меридиане. Так как сочетания фаз движения Луны вокруг Земли и фаз колебания уровня грунта моря в некоторой точке повторяются с периодом движения Луны вокруг Земли, то измеренные значения уровня грунта моря в некоторой точке акватории моря, расположенные по возрастанию величины интервала времени между ближайшим предшествующим моментом времени верхней кульминации Луны на фиксированном географическом меридиане и моментом измерения, представляют собой изменение фазы прилива, а следовательно, и временной ход уровня в точке измерения под действием приливных сил.Measurement of sea ground vibrations is performed at various points in the sea at different points in time so that the measurements obtained at each measurement point have different values of time intervals relative to the last moment of the upper culmination of the moon at the fixed geographical meridian closest to the moment of measurement. At the same time, the measured values of the ground level at the points of the sea water area, which are arranged in increasing time interval between the nearest previous moment of time of the upper culmination of the moon on a fixed meridian and the moment of measurement, allow us to establish the time course of the level under the influence of the tidal forces of the Earth’s crust, due to the fact that tidal fluctuations at some point in the sea, they have a practically constant phase shift relative to the time of the upper climax of the moon on a fixed geographic meridian e. Since the combinations of the phases of the Moon’s movement around the Earth and the phases of the fluctuation of the sea ground level at some point are repeated with the period of the Moon’s movement around the Earth, the measured values of the sea ground level at a certain point in the sea’s area are arranged according to the increase in the time interval between the nearest previous time point of the upper climax The moons on a fixed geographical meridian and the moment of measurement, represent a change in the phase of the tide, and therefore the temporal course of the level at the measurement point under the action of ilivnyh forces.

По измеренным приборным значениям колебания уровня грунта моря формируют ряды наблюдений.According to the measured instrumental values, sea level fluctuations form observation series.

Определяют значения высоты прилива конкретной гармонической составляющей волны h(t), которая задается амплитудой А, углом положения g (А и g - гармонические постоянные) и периодом Т, в соответствии с зависимостью h(t)=Acos(qt-g), где q - угловая скорость гармонической волны за один час среднего времени, t - фиксированный момент времени.The tide height values of the specific harmonic component of the wave h (t) are determined, which is determined by the amplitude A, the angle of position g (A and g are harmonic constants) and the period T, in accordance with the dependence h (t) = Acos (qt-g), where q is the angular velocity of the harmonic wave in one hour of average time, t is a fixed point in time.

Определяют амплитуды гармонической составляющей высоты прилива коры Земли.The amplitudes of the harmonic component of the tidal height of the Earth's crust are determined.

Для анализа гармонических колебаний ось времени разбивается на равные отрезки, которые в последствии совмещаются друг с другом. В полученном таким образом циклическом времени моменты измерения описывают изменения функции на одном периоде, что обеспечивает связь между временем континентальным (солнечным) и океаническим (приливным) в соответствии с зависимостью х=у-ym, где х - приливное время (число приливных суток от начала приливного года), у - дата солнечного времени (число суток от начала года), уm - число суток между солнечным и приливным временем (число суток от начала года). Вследствие того, что периоды системы времени измерения и периоды гармоник колебательного процесса могут быть несоизмеримы, то осуществляют преобразование циклического времени в линейное в соответствии с зависимостью r(t)=ωτt, где r(t) - циклическое время, t - линейное время, ωτ - частота циклической системы времени.To analyze harmonic oscillations, the time axis is divided into equal segments, which are subsequently combined with each other. In the cyclic time thus obtained, the measurement moments describe the changes in the function over one period, which provides a connection between the continental (solar) and oceanic (tidal) time in accordance with the dependence x = y-y m , where x is the tidal time (the number of tidal days the beginning of the tidal year), y is the date of solar time (the number of days from the beginning of the year), m is the number of days between solar and tidal time (the number of days from the beginning of the year). Due to the fact that the periods of the measurement time system and the periods of harmonics of the oscillatory process can be incommensurable, the cyclic time is converted to linear in accordance with the dependence r (t) = ω τ t, where r (t) is cyclic time, t is linear time , ω τ is the frequency of the cyclic time system.

Далее выполняют дальнейшую обработку с учетом преобразованного времени. При этом колебательный процесс q в каждый фиксированный момент времени является функцией двух частот q(t)=q(ω0t,ωτt), а в каждый момент времени t значение колебательного процесса q(t) будет являться функцией двух независимых переменных: фазы φ0(t)=ω0t и фазы φτ(t)=ωτt, представляющих собой координаты фазового пространства.Next, further processing is performed taking into account the converted time. In this case, the oscillatory process q at each fixed moment of time is a function of two frequencies q (t) = q (ω 0 t, ω τ t), and at each moment of time t, the value of the oscillatory process q (t) will be a function of two independent variables: phases φ 0 (t) = ω 0 t and phases φ τ (t) = ω τ t, which are the coordinates of the phase space.

Определяют значения высоты прилива коры Земли h=h(x,у) для последовательного набора дискретных значений времени h=h(x,у,t), например методом сеток (см., например, Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Методы теории функций переменного. М.-Л. ГИТТЛ, 1958).The values of the tidal height of the Earth's crust h = h (x, y) are determined for a sequential set of discrete time values h = h (x, y, t), for example, by the grid method (see, for example, Lavrentiev M.A., Shabat B.V. Methods of the theory of functions of a variable. M.-L. GITTL, 1958).

По полученным значениям высоты прилива для последовательного набора дискретных значений времени определяют амплитуды колебаний гармонической составляющей, например в узлах сетки.According to the obtained values of the tide height for a sequential set of discrete values of time, the oscillation amplitudes of the harmonic component are determined, for example, at the grid nodes.

По полученным значениям h=h(x,у,t) определяют время наступления максимального уровня.From the obtained values h = h (x, y, t), the time of the onset of the maximum level is determined.

При анализе периодической составляющей колебательного процесса используется множество действительных чисел, что позволяет определить реальную изменчивость колебательного процесса.In the analysis of the periodic component of the oscillatory process, many real numbers are used, which allows us to determine the real variability of the oscillatory process.

Определение интервала времени между ближайшим предшествующим моментом времени верхней кульминации Луны и моментом верхней кульминации Луны позволяет определить временной ход приливных колебаний уровня земной коры в различных точках акватории моря и получить пространственный ход приливных колебаний на данной акватории на любой астрономический момент времени. Измеренные значения уровня коры Земли в некоторых точках акватории моря, расположенных по возрастанию величины интервала времени, позволяют по изменению фазы прилива определить и временной ход уровня в точке измерения под действием приливных сил.The determination of the time interval between the closest previous moment of time of the upper culmination of the Moon and the moment of the upper culmination of the Moon allows us to determine the temporal course of tidal fluctuations of the Earth's crust at various points in the sea and to obtain the spatial course of tidal fluctuations in this area for any astronomical time. The measured values of the Earth’s crust level at some points of the sea area, arranged by increasing the time interval, allow us to determine the time course of the level at the measurement point under the influence of tidal forces by changing the tidal phase.

Ввиду того, что колебательный процесс q уровня коры Земли в каждый фиксированный момент времени будет являться функцией двух частот q(t)=q(ω0t,ωτt), а в каждый момент времени t значение колебательного процесса q(t) будет являться функцией двух независимых переменных: фазы φ0(t)=ω0t и фазы φτ(t)=ωτt, представляющих собой координаты фазового пространства, то повышается вероятность достоверного выделения периодической составляющей колебательного процесса. При этом гармонические постоянные определяются на основании множества действительных чисел, что позволяет определить реальную изменчивость колебательного процесса уровня коры Земли. При выполнении операций аппроксимации полученных результатов числовые величины измерений записываются в символьной системе Штерна - Броко (1. Грэхем Р., Кнут Д., Паташник О. Конкретная математика. - М.: Мир; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 703 с. 2. Айгнер М., Циглер Г. Доказательства из Книги. - М.: Мир, 2006. - 256 с.). Иерархическая графовая структура системы Штерна - Броко дает возможность осуществления быстрого поиска близких чисел, представленных с различной погрешностью, обусловленной первичными датчиками измерений, так как этому соответствует различное число символов в представлении Штерна - Броко. Меньшее количество символов в представлении является признаком большой погрешности. Это свойство системы Штерна - Броко позволяет простым способом представить число, заданное или измеренное с некоторой погрешностью, числом с большей погрешностью путем простого сокращения отбрасывания последних символов. В десятичном представлении, что имеет место в известных способах, осуществить нельзя. Запись числа в символьной системе Штерна - Броко содержит информацию не только об измеренном значении, но и содержит информацию о погрешности представления числа, так как последовательность символов в представлении числа определяют все соответствующие узлы в дереве Штерна - Броко. Для наинизшего узла можно найти его соседей, как по вертикали, так и по горизонтали, что позволяет оценить точность представления числа и перейти к представлению с другой точностью. Алгоритмы нахождения ближайших и последующих чисел известны и очень эффективны с вычислительной точки зрения. Представление символьной записи числа в системе Штерна - Броко в бинарном виде требует меньшей памяти, чем при интервальном представлении чисел, что имеет место в известных способах морской сейсмической разведки.Due to the fact that the oscillatory process q of the Earth’s crust level at each fixed moment of time will be a function of two frequencies q (t) = q (ω 0 t, ω τ t), and at each moment of time t the value of the oscillatory process q (t) will be being a function of two independent variables: phases φ 0 (t) = ω 0 t and phases φ τ (t) = ω τ t, which are the coordinates of the phase space, then the probability of reliable separation of the periodic component of the oscillatory process increases. In this case, harmonic constants are determined on the basis of a set of real numbers, which allows us to determine the real variability of the oscillatory process of the Earth's crust level. When performing operations to approximate the obtained results, numerical measurements are recorded in the Stern – Broco symbol system (1. Graham R., Knut D., Patashnik O. Concrete mathematics. - M.: Mir; BINOM. Laboratory of knowledge, 2006. - 703 p. 2. Aigner M., Ziegler G. Evidence from the Book. - M.: Mir, 2006. - 256 p.). The hierarchical graph structure of the Stern-Broco system makes it possible to quickly search for close numbers represented with different errors due to primary measurement sensors, since this corresponds to a different number of characters in the Stern-Broco representation. Fewer characters in the view are a sign of a large margin of error. This property of the Stern-Brokaw system allows us to present in a simple way the number given or measured with some error, a number with a larger error by simply reducing the rejection of the last characters. In decimal notation, what takes place in known methods cannot be carried out. Recording a number in the Stern – Broco symbol system contains information not only about the measured value, but also contains information about the error in representing the number, since the sequence of characters in the representation of the number is determined by all the corresponding nodes in the Stern – Broco tree. For the lowest node, you can find its neighbors, both vertically and horizontally, which allows you to evaluate the accuracy of the representation of the number and go to the representation with a different accuracy. The algorithms for finding the nearest and next numbers are known and very efficient from a computational point of view. Representation of a symbolic record of a number in the Stern-Broco system in binary form requires less memory than with the interval representation of numbers, which takes place in the known methods of marine seismic exploration.

Предлагаемый способ реализуется на устройствах, имеющих промышленное применение, что обуславливает отсутствие технических рисков при его применении.The proposed method is implemented on devices having industrial applications, which leads to the absence of technical risks in its application.

Гидроакустический канал связи 10 предназначен для передачи измеренной информации на диспетчерские станции и приема командных сигналов.The hydro-acoustic communication channel 10 is intended for transmitting measured information to dispatching stations and receiving command signals.

В отличие от известных способов морской сейсмической разведки предлагаемый способ позволяет получить более широкий спектр сигналов о состоянии геофизических полей, что повышает достоверность прогноза землетрясений, а также возникновения цунами.In contrast to the known methods of marine seismic exploration, the proposed method allows to obtain a wider range of signals about the state of geophysical fields, which increases the reliability of the forecast of earthquakes, as well as the occurrence of tsunamis.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство SU №1766180.1. Copyright certificate SU No. 1766180.

2. Патент RU №2032190.2. Patent RU No. 2032190.

3. Патент RU №2032222.3. Patent RU No. 2032222.

4. Авторское свидетельство SU №1770776.4. Copyright certificate SU No. 1770776.

5. Авторское свидетельство SU №1770774.5. Copyright certificate SU No. 1770774.

Claims (5)

1. Способ морской сейсмической разведки, включающий возбуждение упругих колебаний с последующей регистрацией акустического сигнала, обработку измеренных сигналов, возбуждение электромагнитного поля импульсами тока, отличающийся тем, что искусственное возбуждение упругих колебаний осуществляют в полузамкнутом пространстве, ограниченном металлическим каркасом по трем сторонам, посредством свечи зажигания, на которую подается напряжение, при этом дополнительно регистрируют градиент потенциала электрического поля электрохимического происхождения и градиент потенциала электрического поля, обусловленного движением воды в магнитном поле Земли.1. The method of marine seismic exploration, including the excitation of elastic vibrations followed by registration of the acoustic signal, processing the measured signals, the excitation of the electromagnetic field by current pulses, characterized in that the artificial excitation of elastic vibrations is carried out in a semi-enclosed space bounded by a metal frame on three sides, using a spark plug which is supplied with voltage, while additionally registering the gradient of the potential of the electric field of the electrochemical origin and the potential gradient of the electric field caused by the movement of water in the earth's magnetic field. 2. Способ морской сейсмической разведки по п.1, отличающийся тем, что возбуждение упругих колебаний осуществляют на интервале времени нарастания, кульминации и спада лунного прилива земной коры.2. The method of marine seismic exploration according to claim 1, characterized in that the excitation of elastic vibrations is carried out on a time interval of rise, culmination and decline of the lunar tide of the earth's crust. 3. Способ морской сейсмической разведки по п.1, отличающийся тем, что градиент потенциала электрического поля, обусловленного движением воды в магнитном поле Земли, регистрируют в инфранизкочастотном диапазоне волновода морская вода - грунт.3. The method of marine seismic exploration according to claim 1, characterized in that the gradient of the electric field potential due to the movement of water in the Earth's magnetic field is recorded in the infra-low-frequency range of the waveguide, sea water - soil. 4. Способ морской сейсмической разведки по п.1, отличающийся тем, что обработку измеренных сигналов осуществляют путем построения биномного дерева Штерна - Броко.4. The method of marine seismic exploration according to claim 1, characterized in that the processing of the measured signals is carried out by constructing a Stern-Broco binomial tree. 5. Устройство морской сейсмической разведки, состоящее из устройства возбуждения упругих колебаний, приемника акустических сигналов, источника питания, устройства обработки измеренных сигналов, отличающееся тем, что устройство возбуждения упругих колебаний выполнено из металлического каркаса в виде П-образной конструкции, в верхней части которой установлена свеча зажигания, соединенная с источником питания, а в вертикальных составляющих П-образной конструкции установлены электроды. 5. The device for marine seismic exploration, consisting of a device for exciting elastic waves, an acoustic signal receiver, a power source, a device for processing measured signals, characterized in that the device for generating elastic waves is made of a metal frame in the form of a U-shaped structure, in the upper part of which is installed a spark plug connected to a power source, and electrodes are installed in the vertical components of the U-shaped design.
RU2008132533/28A 2008-08-06 2008-08-06 Method for marine seismic survey and device for realising said method RU2388023C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008132533/28A RU2388023C1 (en) 2008-08-06 2008-08-06 Method for marine seismic survey and device for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008132533/28A RU2388023C1 (en) 2008-08-06 2008-08-06 Method for marine seismic survey and device for realising said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008132533A RU2008132533A (en) 2010-02-20
RU2388023C1 true RU2388023C1 (en) 2010-04-27

Family

ID=42126582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008132533/28A RU2388023C1 (en) 2008-08-06 2008-08-06 Method for marine seismic survey and device for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2388023C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112859153A (en) * 2019-11-12 2021-05-28 中国石油天然气集团有限公司 Electric spark seismic source trigger device and control method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008132533A (en) 2010-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2431868C1 (en) Method for seismic exploration when searching for hydrocarbons and seismic system for realising said method
EP2541283B1 (en) Method and device for estimating an underwater acoustic sound velocity in a network of acoustic nodes
RU2433425C2 (en) Method for seismic prospecting hydrocarbons and method of determining attitude of producing formations on hydrocarbons and seismic station for realising said method
RU2536836C1 (en) System for parametric reception of hydrophysical and geophysical waves in marine environment
Monna et al. Underwater geophysical monitoring for European Multidisciplinary Seafloor and water column Observatories
RU2434250C1 (en) Method of detecting seismic signals on sea area when searching for underwater deposits of hydrocarbons
US10429538B1 (en) Underwater electromagnetic field measurement that factors in ocean dynamics
CN116520431A (en) Method, device and medium for constructing broadband layered sound velocity structure of shallow seabed sediment
RU2388023C1 (en) Method for marine seismic survey and device for realising said method
US20170052271A1 (en) Method for marine electric survey of oil-gas deposits and apparatus for carrying out thereof
RU2304794C2 (en) Mode of hydrometeorologoacouctic observation over an area of water
RU2498357C1 (en) System for microseismic probing earth's crust and seismic monitoring
RU2356070C2 (en) Method of 3d-sea electrical exploration of oil and gas deposits
RU2646528C1 (en) Method of searching for mineral resources on the shelf of seas coated by ice
RU2346300C1 (en) Method for prediction of catastrophic phenomena
Hornbostel et al. Waveform design for electroseismic exploration
RU2545463C1 (en) Multifrequency-phase sounding (mfp sounding) for searches and detail exploration of oil and gas deposits and prospecting and exploration system to this end
Rutenko et al. A method for estimating the characteristics of acoustic pulses recorded on the sakhalin shelf for multivariate analysis of their effect on the behavior of gray whales
RU2468395C1 (en) Underwater observatory
CN102323612A (en) A kind of method and apparatus that detects natural gas pool based on seismic signal
RU2457514C1 (en) Method of determining tsunami precursor
CN111505736B (en) Calibration method of underwater measuring device and underwater detection system
RU2546784C2 (en) Underwater observatory
RU2536837C1 (en) Method for parametric reception of hydrophysical and geophysical waves in marine environment
RU2451310C1 (en) Method for determining probability of catastrophic phenomena