[其他]窄頻短震地震勘測(cè)方法及其設(shè)備

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86104003
• 申請(qǐng)日: 1986-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN86104003B
• 公開（公告）日: 1988-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟昭武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 水利電力部北京勘測(cè)設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G01V1/00
• 分類號(hào): G01V1/00
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橐环N新的地球物理地震勘測(cè)方法及其設(shè)備。其目的是在各類地震波互相干擾條件下。通過壓縮各入射地震信號(hào)振動(dòng)序列，達(dá)到進(jìn)行有效的初至和續(xù)至波勘測(cè)。即進(jìn)行準(zhǔn)確的淺層反射勘測(cè)、巖體動(dòng)力參數(shù)測(cè)試和提高深層地震勘測(cè)精度。

現(xiàn)行地震勘測(cè)的主要方法，如最佳反射窗口法、相關(guān)法、信號(hào)增強(qiáng)法、共反射點(diǎn)法、褶積和反褶積地震數(shù)據(jù)處理法等，皆屬寬頻帶發(fā)射～寬頻帶接收系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的主要問題產(chǎn)生于震波傳播過程中出現(xiàn)的振幅、頻譜、波形的演化，至使在各種地震波持續(xù)振蕩和互相干擾的條件下。難于正確分辨各種地震波的波速、極性和幅值，使地震勘測(cè)方法的效能受到限制。

本發(fā)明是在名稱為“寬頻帶發(fā)射～窄頻帶接收地震勘測(cè)和處理方法”專利申請(qǐng)（申請(qǐng)?zhí)枮?5100288）基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展而成的新的地震勘測(cè)系統(tǒng)。原有的寬頻帶發(fā)射～窄頻帶接收系統(tǒng)在多數(shù)情況下可獲得正確的地震續(xù)至波入射時(shí)刻。由于不同時(shí)刻入射的窄頻帶地震信號(hào)的疊加不僅產(chǎn)生震波幅值變化，而且會(huì)引起震波相位改變。因此僅從窄頻帶地震信號(hào)外包絡(luò)線畸變很難辨認(rèn)續(xù)至地震波首波入射極性、幅值。當(dāng)窄頻帶地震信號(hào)外包絡(luò)線變化不明顯時(shí)，辨認(rèn)續(xù)至波入射時(shí)刻也存在著困難。

本發(fā)明在寬頻帶發(fā)射～窄頻帶接收地震勘測(cè)理論的基礎(chǔ)上，將地震信號(hào)接收系統(tǒng)所獲取的窄頻帶地震信號(hào)（1）和該信號(hào)相移180°后所得信號(hào)（2）相疊加，以獲取初至和各續(xù)至入射的窄頻帶短序列地震波（3），通過這種窄頻帶地震信息處理，可使先后不同時(shí)刻接收的各類地震信號(hào)脫離或減少互相干擾，以正確顯示各類地震波首波入射時(shí)刻（3）a～c，極性和幅值（h）。

本地震勘測(cè)方法的實(shí)質(zhì)是對(duì)下述地震勘測(cè)模式的仿真。這個(gè)地震勘測(cè)模式的要點(diǎn)是在地震測(cè)試震源點(diǎn)上先后發(fā)射兩次完全相同的窄頻震動(dòng)，并使兩次震動(dòng)間隔時(shí)間為某特定頻率地震波的半周期，在這個(gè)模式里這兩次震動(dòng)的地震波在地層傳播過程中，除初至和各續(xù)至首波外，各地震入射波余震全部或大部分互相抵消。由此在地震信號(hào)接收系統(tǒng)中便能排除各類地震波持續(xù)振蕩所造成的互相干擾，獲取短序列地震波信號(hào)。由于在地震勘測(cè)實(shí)際工作中，很難在同一震源點(diǎn)先后發(fā)射兩個(gè)完全相同的震頻震動(dòng)，因此這個(gè)地震勘測(cè)模式在實(shí)測(cè)中是難于實(shí)現(xiàn)的。然而對(duì)上述地震勘測(cè)模式進(jìn)行仿真在技術(shù)上卻是可行的，即將原擬在巖體中發(fā)生的物理過程納入儀器內(nèi)進(jìn)行仿真。即前文所述窄頻帶相移疊加短序列地震波提取技術(shù)，或簡(jiǎn)稱雙炮仿真法。實(shí)測(cè)中雙炮仿真法只需一次震源激發(fā)?！暗诙巍闭鹪醇ぐl(fā)所產(chǎn)生的震動(dòng)效應(yīng)實(shí)際上是從第一次震源激發(fā)所產(chǎn)生的震動(dòng)效應(yīng)經(jīng)過某特定頻率的半周期延遲而獲得的。因此，這種仿真的最大優(yōu)點(diǎn)是使“兩次”震源發(fā)射所產(chǎn)生的各種效應(yīng)，除發(fā)射時(shí)間外，達(dá)到完全一致。這種地震信息處理技術(shù)是寬頻帶地震信息處理系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)的。其主要原因在于地震信號(hào)的特定相移參數(shù)對(duì)不同頻率信號(hào)產(chǎn)生完全不同的相移結(jié)果。

本地震信息處理系統(tǒng)的地震信號(hào)頻帶寬度之下限值受下列Q～f曲線方程約束，

Q＝Kfo當(dāng)0＜fo＜300Hz

Q＝30當(dāng)fo≥300Hz

其中：fo為地震信號(hào)頻帶諧振頻率

K＝0.105Hz^-1

Q為所提取之窄頻帶地震信號(hào)頻率特性的品質(zhì)因素。該值按下述公式計(jì)算：

其中△f為截止頻率對(duì)諧振頻率之偏移量。

其倍頻程大于｜12db｜。

實(shí)現(xiàn)窄頻短窄地震勘測(cè)方法的最好方式如下：

當(dāng)震源（8）通過瞬時(shí)激發(fā)，沖擊地面（4）。產(chǎn)生寬頻帶地震信號(hào)（9），并進(jìn)入被測(cè)巖體。被測(cè)巖體中各種介面（5）～（7）先后產(chǎn)生回波，如反射波（10），并為地震檢波器（11）所接收。該信號(hào)經(jīng)放大器（12）預(yù)放后，進(jìn)入窄頻帶濾波器（13），使寬頻帶地震信號(hào)轉(zhuǎn)化為窄頻帶地震信號(hào)（1）。之后或經(jīng)由硬件相移器（14）和加法器（15）組成的信息處理系統(tǒng)，或進(jìn)入計(jì)算機(jī)，由機(jī)內(nèi)軟件所設(shè)相移和加法程序完成信息處理。其目的是使地震信號(hào)（1）經(jīng)相移后轉(zhuǎn)化為信號(hào)（2），經(jīng)加法器使信號(hào)（1）和（2）相加，取得窄頻短震地震波形（3）。該波形經(jīng)放大器（16）后存入記錄器（17）。從波形（3）中可明顯辨認(rèn)各入射波到達(dá)時(shí)刻、極性和幅值。

附圖說明：

圖1：

U為地震信號(hào)幅值。

t為時(shí)間。

（1）為地震信號(hào)接收系統(tǒng)所獲取的窄頻帶地震信號(hào)

（2）為（1）相移180°之后所得地震信號(hào)。