SU802883A1

SU802883A1 - System for control of vibration source of seismic signals

Info

Publication number: SU802883A1
Application number: SU782644443A
Authority: SU
Inventors: Альберт Семенович Шагинян; Алексей Георгиевич Асан-Джалалов; Валерий Алексеевич Пантелеев; Евгений Александрович Храбров
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюросейсмической Техники
Priority date: 1978-07-12
Filing date: 1978-07-12
Publication date: 1981-02-07

Description

1one

Изобретение относитс к сейсморазведочной технике, а именно к устройствам дл управлени источником сейсмических сигналов вибргщиониого действи .The invention relates to seismic survey technology, namely, devices for controlling the source of seismic signals of vibrating activity.

Известна система управлени вибрационными источниками сейсмических, сигналов, содержаща эадеаап К генератор , блок управлени и бгаэк фазовой коррекции, обеспечивающие соответствие фаз выходного сигнала вибраTOfia и контрольного сигнала 13 Сигнал обратной св зи в системе беретс с сейсмоприемиика, установленного около опорной плнты вибратора. Недостатком данной системы вл | (гс то, что при разных грунтах наблюдаетс несоответствие по фазе между сигигшом сейсмоприемника и движением опорной плиты вибратора. Кроме того, сейсмоприемник на частоте ,близкой к собственной, вноси большие фазовые искажени .A known control system for vibration seismic sources, signals, comprising an oscillator, a generator, a control unit, and phase correction baxa to match the phases of the output signal of the vibrator and control signal. 13 The feedback signal in the system is taken from a seismic receiver installed near the vibrator support plate. The disadvantage of this system is | (The fact that under different soils there is a discrepancy in phase between the signal receiver of the seismic receiver and the movement of the vibrator base plate. In addition, the geophone at a frequency close to its own, introduces large phase distortions.

Известна система управлени , в которой сигнал обратной св зи по перемещению опорной плиты, подаваемой на блок фазовой коррекции, снимаетс с датчика ускорени ,например пьезоэлектрического типа, установлеиого на опорной плите вибратора 2A control system is known in which a feedback signal for moving a base plate supplied to a phase correction unit is removed from an acceleration sensor, for example a piezoelectric type, mounted on a vibrator 2 base plate

в диапазоне средних и высоких частот более 15-20 Гц величина и форма сигнала, снимаемого с датчика ускорени , обеспечивает нормальную работу блока фазовой коррекции. При частотах ниже 15 Гц величина выходного йигнала основной гармоники датчика ускорени становитс меньше уровн высокочастотных составл ющих, in the range of medium and high frequencies over 15-20 Hz, the size and shape of the signal taken from the acceleration sensor ensures the normal operation of the phase correction unit. At frequencies below 15 Hz, the magnitude of the output signal of the fundamental harmonic of the acceleration sensor becomes less than the level of the high frequency components,

0 на фоне КОТО1ЯЛХ основной сигнал практически неразличим, причем его невозможно вбщелить без фазовых искажений . Поэтому блок фазовой коррекции, испольузпщийс в качестве обратной0 against the background of the main lasers, the main signal is almost indistinguishable, and it cannot be inserted without phase distortion. Therefore, a phase correction unit used as the reverse

5 св зи по фазе сигнала датчика ускорени , работает неудовлетворительно в области ниаких частот менее 15 Гц. ,5 of the phase of the signal of the acceleration sensor, works poorly in the range of frequencies less than 15 Hz. ,

Нсшболее близкой по техническим свойствам к предлагаемому изобрете0 нию вл етс система управлени вибрационным источником сейсмических сигналов , содержаща згщающий генератор , бдок управлени , блок фазовой коррекции, установленные на массе The closest in technical properties of the present invention is a control system for a vibratory source of seismic signals, comprising a generator, a control signal, a phase correction unit mounted on the ground

5 статической подгрузкИ|И датчик ускорени , смонтированный на опорной плите , выход которого св зан с входом блока фазовой коррекции -3.5 static load | And an acceleration sensor mounted on a base plate, the output of which is connected to the input of the phase correction unit -3.

Недостатком известной системы в0 л етс то, что на низких частотах обратна св зь осуществл етс по сигналу перемещени реактивной массы относительно опорной плиты, который не совпадает с перемещением опорной плиты. Причем эта разность фаз зависит от свойств грунта и на частотах 10-15 Гц на м гких грунтах может составить 60-70®.A disadvantage of the known system is that at low frequencies feedback is effected by the signal of the movement of the reactive mass relative to the base plate, which does not coincide with the movement of the base plate. Moreover, this phase difference depends on the properties of the soil and at frequencies of 10–15 Hz on soft soils can reach 60–70®.

Таким образом, данна система на низких частотах не обеспечивает точного состо ни фазы движени опорной плиты вибратора фазе контрольного сигнала.Thus, this system at low frequencies does not provide an exact phase of the movement of the base plate of the vibrator to the phase of the control signal.

Цель изобретени - повышение точности воспроизведени контрольного сигнала вибратора в области низких частот.The purpose of the invention is to improve the accuracy of reproduction of the control signal of the vibrator in the low-frequency region.

Поставленна цель достигаетс тем что между массой статической подгрузки и опорной плитой установлен датчик перемещени , выход которого соединен с выходом датчика ускорени .The goal is achieved by the fact that a displacement sensor is installed between the static load mass and the base plate, the output of which is connected to the output of the acceleration sensor.

На чертеже изображена функциональна схема предлагаемой системы.The drawing shows a functional diagram of the proposed system.

Задакнций генератор 1 соединен с блоком управлени 2. Выход блока 2 управлени св зан с гидроусилителем 3, который закреплен на реактивной массе 4 возбудител вибрации и св за с цилиндром 5, выполненным в реактивной массе 4. В цилиндре 5 расположен плунжер б, жестко св занный с опорной плитой 7, на которой установлена масса 8 статической подгрузки посредством упругих св зей 9 (например, пневмоопора:) .На опорной плите 7 смонтирован датчик ускорени 10,соединенный с входом блок 11 фазовой корреции .Между массой 8 статической подгрузки и опорной плитой 7 установлен датчик 12 перемещени силы скорости, выход которого соединен с выходом дачика ускорени .The generator 1 is connected to the control unit 2. The output of the control unit 2 is connected to the hydraulic booster 3, which is fixed to the reactive mass 4 of the vibration exciter and connected to the cylinder 5 made in the reactive mass 4. In the cylinder 5 there is a plunger b, rigidly connected with the base plate 7, on which the mass 8 of the static load is installed by means of elastic connections 9 (for example, a pneumatic support :). An acceleration sensor 10 is mounted on the base plate 7 connected to the input of the phase correction unit 11. Between the static load weight 8 and the base plate And 7, a speed force transducer 12 is installed, the output of which is connected to the output of the accelerator.

Система управлени работает следущим образом.The control system works as follows.

Задающий генератор 1 вырабатывает контрольный и рабочий сигналы. Рабочий сигнал поступает на блок управлени 2, который управл ет работой гидроусилител 3 и обеспечивает движение опорной плиты 7 в соответствии с рабочим сигналом. Из-за динамических свойств системы вибратор-землд движение опорной плиты 7 не совпадает по фазе с рабочим сигналом, отстава от него на определенный угол, завис щий от свойств системы управлени и грунта. Дл приведени в соответствие фазы движени опорной плиты контрольному сигналу блок 11. фазовой коррекции сравнивает фазу движени опорной плиты 7 с фазой контрольного сигнала и в соответствии с этим измен ет фазу рабочего сигнала так, чтобы движение опорной плиты полностью соответствовало по фазе контрольному сигналу.The master oscillator 1 generates the control and operating signals. The operating signal is supplied to the control unit 2, which controls the operation of the hydraulic booster 3 and provides movement of the support plate 7 in accordance with the operating signal. Due to the dynamic properties of the vibrator-ground system, the movement of the base plate 7 does not coincide in phase with the working signal, lagging behind it at a certain angle, depending on the properties of the control system and the ground. To adjust the phase of movement of the base plate to the reference signal, phase correction unit 11 compares the phase of movement of the base plate 7 with the phase of the reference signal and accordingly changes the phase of the working signal so that the movement of the base plate fully corresponds to the phase of the reference signal.

Сигнал обратной св зи движени опорной плиты снимаетс с датчика ускорени .The feedback signal of the movement of the base plate is removed from the acceleration sensor.

На низких частотах (4-15 Гц) этот сигнал настолько мал, что невозможно выделить основную гармонику из шумов и высших гармоник. Собственна резонансна частота системы, завис ща о массы 8 статической подгрузки и упругих св зей 9, выбираетс меньше нижней границы диапазона рабочих частот вибратора, поэтому в рабочем диапазоне tacTOT колебани опорной плиты 7 не передаютс на массу 8 и она практически неподвижна. Благодар этому датчик 12 перемещени выр1абатывает сигнал, пропорциональный перемещению опорной глиСы 7. Так как на других частотах перемещение опорной плиты значительное (на частотах 15-20 Гц до 5 мм), то на выходе датчика 12 имеетс сигнал, значительно превышающий сигнал с датчика ускорени 10 и достаточный дл работы блока 11 фазовой коррекции. Этот сигнал суммируетс с сигналом датчика ускорени , и во всем диапазоне частот обеспечиваетс нормальна работа блока 11 фазовой коррекции. При этом повышаетс точность воспроизведени по фазе контрольного сигнала, особенно в области низких частот. Если конструкци вибратора при установке источника в рабочее положение приводит к значительному изменению рассто ни между массой статической на грузки и опорной плитой 7 и к статическому смещению датчика 12 относительно среднего .положени , то выход датчика 12 перемещени необходимо соединить с выходом датчика ускорени через блок вьвделени динамической составл ющей (не показан).At low frequencies (4-15 Hz), this signal is so small that it is impossible to isolate the main harmonic from noises and higher harmonics. The self-resonant frequency of the system, depending on the mass 8 of the static load and the elastic connections 9, is selected below the lower limit of the operating frequency range of the vibrator, therefore, in the working tacTOT range, the vibrations of the base plate 7 are not transmitted to mass 8 and it is practically stationary. Due to this, the displacement sensor 12 rotates the signal proportional to the displacement of the reference glyS 7. Since at other frequencies the displacement of the support plate is significant (at frequencies of 15-20 Hz up to 5 mm), the output of the sensor 12 has a signal significantly exceeding the signal from the acceleration sensor 10 and sufficient for the operation of the block 11 phase correction. This signal is summed with the acceleration sensor signal, and normal operation of the phase correction unit 11 is ensured throughout the entire frequency range. This increases the reproduction accuracy of the pilot signal phase, especially in the low frequency region. If the design of the vibrator when installing the source in the working position leads to a significant change in the distance between the static load mass and the base plate 7 and to a static displacement of the sensor 12 relative to the average position, then the output of the displacement sensor 12 must be connected to the output of the acceleration sensor through a dynamic input unit component (not shown).

Вместо датчика перемещени может быть установлен датчик скорости, вырабатывающий сигнал, пропорциональный скорости движени плиты 7. Сигнал подаетс на интегрирующее устройство (не показано) и после него на .выход датчика ускорени 10.Instead of a displacement transducer, a speed sensor can be installed that generates a signal proportional to the speed of movement of the plate 7. The signal is fed to an integrator (not shown) and then to the output of the acceleration sensor 10.

Повышение точности воспроизведени контрольного сигнала по фазе на низких частотах дает возможность проводить сейсморазведочные работы в районах с глубоким залеганием определ ющих горизонтов и сложными геологическими услови ми, т.е. там, где требуетс работа в низкочастотном диапазоне .Improving the accuracy of the reproduction of the reference signal in phase at low frequencies makes it possible to carry out seismic exploration in areas with deep occurrence of defining horizons and complex geological conditions, i.e. where low frequency operation is required.

Claims

1. US patent 3208545, cl. 181-5, pub. 1965.

2. US patent, cl. 181-5, pub. 1974.

3. US patent 3854118,

cl. 340-17, opuvlik. 1974 (prototype)

t