31217

Группирование сейсмоприемников и источников

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

При кажущейся скорости поверхностной волны Vпов разность времен прихода этой волны на кый элемент группы по сравнению с первым элементом будет составлять к1 x Vпов. Для этих волн временной сдвиг между кым и первым элементом группы будет равен к1x Vотр. Учитывая то что элементы интерференционной группы одинаковы и выбирая начало отсчета в центре базы группы амплитудночастотную характеристику группы можно записать в виде: . Для изучения свойств амплитудночастотной характеристики линейной группы строится и анализируется график...

Русский

2013-08-25

43 KB

34 чел.

Группирование сейсмоприемников и источников

Краткая теория

Группирование сейсмоприемников и источников относится интерференционным системам (ИС), которые реализуют физически в полевых условиях на стадии регистрации сейсмических колебаний. Такое группирование используется в сейсморазведке достаточно широко для подавления поверхностных волн, характеризующихся низкие значения кажущихся скоростей и частот. Оно позволяет существенно повысить соотношение сигнал/помеха и, тем самым, улучшить прослеживание полезных колебаний.

Наиболее простыми являются расчеты ИС, когда суммирование и регистрация сейсмических волн выполняется на малых базах наблюдений. В этом случае криволинейностью наблюдаемых годографов можно пренебречь, сейсмические волны считать плоскими, а их кажущиеся скорости в пределах базы суммирования – постоянными.

Постановка задачи

Пусть к прямолинейному профилю наблюдений одновременно приходят две волны: отраженная и поверхностная. При этом отраженная, полезная волна, приходит вертикально снизу и должна быть зарегистрирована с минимальными искажениями. Поверхностная волна-помеха распространяется вдоль профиля по горизонтали и ее необходимо максимально подавить.

Рассмотрим группу, состоящую из n приемников, расположенных на одной линии вдоль профиля с равным шагом x на поверхности земли. Пусть эта линейная продольная группа соединена с одним регистрирующим каналом, так что в него поступает суммарный сигнал.

При кажущейся скорости поверхностной волны Vпов разность времен прихода этой волны на к-ый элемент группы по сравнению с первым элементом будет составлять (к-1) x/ Vпов.

Наклон линии суммирования отраженных волн характеризуется кажущейся скоростью Vотр. Для этих волн временной сдвиг между к-ым и первым элементом группы будет равен (к-1)x/Vотр.

Отклонение годографа поверхностной волны от линии суммирования отраженных волн будет характеризоваться временной задержкой

.

Поскольку в рассматриваемой задаче отраженные волны имеют бесконечную кажущуюся скорость суммирования из-за вертикальности лучей подхода к приемникам, то эту формулу можно записать:

/(2f),

где Кпов=2f/Vпов – волновое число, характеризующее помехи.

Учитывая то, что элементы интерференционной группы одинаковы, и выбирая начало отсчета в центре базы группы, амплитудно-частотную характеристику группы можно записать в виде:

.

Далее вычисляя сумму ряда, как сумму геометрической прогрессии, получим расчетную формулу:

. (1)

Функция Н(К) зависит от двух параметров n и x, имеет период T=2x и при К=0 достигает максимума Нmax(0)=n.

Для изучения свойств амплитудно-частотной характеристики линейной группы строится и анализируется график относительной функции:

Н(Кx)/Н(0)= Н(Кx) /n.  (1а)

Если в качестве аргумента этой функции взять произведение Кx, являющееся безразмерной величиной, то период функции будет равен 2, а ее максимальное значение 1. Для примера на рис.1 показана относительная характеристика ИС, состоящей из 12 элементов. На характеристике ИС можно выделить две области – область пропускания и область подавления сигнала.

Областью пропускания условно считают интервал волновых чисел от главного максимума (К=0) до первого нулевого значения характеристики. Если волна попадает в главный максимум характеристики, то она усиливается в n раз.

К области подавления относят интервал волновых чисел, который расположен между главными максимумами. Левой границей интервала подавления является первое нулевое значение характеристики. Оно соответствует волновому числу

Кгр1=2 (n x). (2)

Правой границей интервала подавления является волновое число

Кгр2=2 (n-1)(n x).  (3)

Волна, которая по своим характеристикам попадает в область подавления, будет ослаблена ИС. Уровень подавления помех в децибелах определяется по формуле:

Кп = 20lgHx)/H(0). (4)

Чем больше элементов содержится в группе, тем существеннее ослабляются поверхностные волны.

Помимо эффекта направленности линейные группы обладают статистическим эффектом суммирования, равным . Имеет место также такой положительный эффект как усреднение условий приема колебаний.

Расчет параметров группы

Важной задачей выбора методики полевых работ является расчет параметров группы сейсмоприемников (их числа и расстояния между ними).

Для такого расчета необходимо знать возможные диапазоны частот fminfmax и кажущихся скоростей Vmin - Vmax поверхностных волн-помех. По этим данным определяются пространственные частоты помех – волновые числа К, которые будут заключены в интервале от Кmin до Кmax:

Кmin= 2 fmin/ Vmax ;    Кmax= 2 f max/ Vmin              (5)

Искомая линейная группа сейсмоприемников подавит волны-помехи, если диапазон их волновых чисел окажется в области подавления характеристики направленности. Приравнивая Кгр1 к Кmin , а Кгр2 к Кmax, получим формулы для расчета числа сейсмоприемников в группе n и расстояния между ними x:

n = (Кmax/ Кmin)+1;   x = 2π/(Кmax+ Кmin).  (6)

Линейные группы сейсмоприемников обычно содержат от 5 до 30 элементов. Расстояние между приемниками находится в интервале от 2 до 10 метров, что обеспечивает отсутствие корреляции нерегулярных (случайных) помех. База группы – расстояние от 1-го до n-го элемента определяется по формуле

L=(n-1)x. (7)

При расчетах следует проверять, не превышает ли величина базы группы L расстояние между соседними группами RI, то есть группа должна удовлетворять условию:

RI > Lгр.

Выполнение этого условия обеспечивает отсутствие нежелательного эффекта - перекрытия групп сейсмоприемников (смешения сигналов приходящих к соседним каналам).

Если помехи имеют широкий диапазон кажущихся скоростей, то указанное условие может не выполняться. В таком случае в дополнение к группе приемников применяют группирование источников. Для расчета групп диапазон волн-помех делят на два диапазона. Группу источников рассчитывают на базе интервала помех с наиболее высокими скоростями и высокими частотами. Оставшаяся часть диапазона помех подавляется группой сейсмоприемников. При совместном группировании источников и приемников результирующая характеристика направленности равна произведению соответствующих функций характеристик направленности обеих интерференционных систем.

Группы источников, как правило, имеют не более 6 элементов. Ограничение на длину базы группы источников связано только с линейностью годографа отраженных волн в пределах базы группы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71342. Понятие МЧП 204 KB
  МЧП -– система правовых норм регулирующая отношения вытекающие из гражданского оборота носящие интернациональный характер в которой одной из сторон является лицо попадающее под действие частного права. МЧП –- комплексная правовая система объединяющая нормы национального...
71343. Восточные славяне в древности 1 MB
  В СССР речь шла о возобновлении индустриализации начавшейся еще в царской России. Каковы были цели индустриализации 1 Преодоление технико-экономической отсталости СССР; 2 Ликвидация отсталости аграрного сектора экономики; 3 Превращение страны из аграрной в индустриальную...
71344. Восток — Запад — Россия. Зарождение и развитие мировой экономики 211 KB
  Отличительной чертой такого подхода стала углубленная характеристика не только экономических, но и социальных отношений в обществе в разные исторические периоды. Историко-хронологический и технологический подходы дают возможность обобщить социально-экономический опыт человеческой цивилизации...
71346. Периферийные устройства ЭВМ 1.1 MB
  Учебное пособие «Администрирование локальных вычислительных сетей» по дисциплине ЭВМ и телекоммуникации» предназначено для студентов Псковского государственного политехнического института специальности 220100 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети очно-заочной форм обучения.
71348. Глобализация - отличительная черта современного мирового сообщества 600 KB
  К глобальным проблемам человечества следует отнести, прежде всего, такие, как предотвращение третьей мировой войны, охрана окружающей среды и борьба с техногенными катастрофами, энергетическая, сырьевая, продовольственная, а также освоение космоса и Мирового океана...
71349. Восстановление деталей обработкой под ремонтный размер 678.5 KB
  Ремонтные размеры делятся на регламентированные – размеры и допуски устанавливает изготовитель, детали с регламентными размерами выпускает промышленность (поршни, поршневые кольца и т.д.); ремонтные предприятия обрабатывают под эти размеры сопряженные детали...
71350. Понятие о военной и экстремальной медицине 421 KB
  Военная медицина стала оформляться в самостоятельную область знаний с появлением постоянных армий. В России это конец XVIIначало XVIII веков когда возникла необходимость иметь в составе регулярной армии военно-медицинскую службу ВМС предназначенную для медицинского обеспечения войск.