Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ
СПОСОБ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

СПОСОБ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к вибросейсмической разведке и может быть использовано для ослабления резонансных явлений в конструкциях зданий и сооружений и повышения их безопасности при проведении вибросейсмических работ. Сущность способа вибросейсмической разведки заключается в применении разнополярной последовательности коротких идентичных между собой частотно-модулированных сигналов, функция кода которой обеспечивает исключение из интервалов полезной записи на коррелограммах аномальных разрастаний корреляционного фона, возникающих в связи с периодичностью следования разверток.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2102776
Класс(ы) патента: G01V1/00
Номер заявки: 95110284/25
Дата подачи заявки: 19.06.1995
Дата публикации: 20.01.1998
Заявитель(и): Кострыгин Юрий Петрович; Сидоренко Дмитрий Валерьевич
Автор(ы): Кострыгин Юрий Петрович; Сидоренко Дмитрий Валерьевич
Патентообладатель(и): Кострыгин Юрий Петрович; Сидоренко Дмитрий Валерьевич
Описание изобретения: Изобретение относится к вибросейсмической разведке и может быть использовано для повышения безопасности зданий и сооружений при проведении вибросейсмических наблюдений путем применения разнополярной последовательности коротких и идентичных между собой частотно-модулированных сигналов, функция кода которой обеспечивает исключение из интервалов полезной записи на коррелограммах аномальных разрастаний корреляционного фона, возникающих в связи с периодичностью следования разверток, составляющих последовательность.
Известны способ и устройство, включающие возбуждение и регистрацию псевдослучайных колебаний, обеспечивающих ослабление резонансных явлений в конструкциях зданий и сооружений и позволяющих в связи с этим снизить опасность их разрушения при вибросейсмических наблюдениях [1]
Недостатками указанного способа и устройства являются сложность технической реализации фазовой коррекции псевдослучайных сигналов, высокая интенсивность корреляционного фона, а также более низкий средний уровень энергии псевдослучайных сигналов, на 6 дБ уступающий среднему уровню энергии ЛЧМ-сигналов при одной и той же амплитуде управляющего сигнала.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ вибросейсмической разведки, позволяющий уменьшить влияние резонансных явлений в конструкции зданий и сооружений, возникающих при вибросейсмических наблюдениях, за счет значительного увеличения скорости изменения частоты в развертке, заключающийся в возбуждении и регистрации на каждом пикете возбуждения по две последовательности коротких вибросейсмических сигналов, полярности которых изменяются в соответствии с кодами дополнительных последовательностей, корреляцию каждой последовательности и суммирование полученных коррелограмм [2]
Недостатками указанного способа являются необходимость получения на каждом пункте возбуждения двух виброграмм, увеличение в два раза объемов корреляционной обработки и необходимость суммирования коррелограмм, соответствующих дополнительным кодам.
Цель изобретения технологичное ослабление резонансных явлений в конструкциях зданий и сооружений, возникающих при вибросейсмических работах, и в связи с этим повышение их безопасности за счет увеличения скорости изменения частоты в развертке посредством использования одной разнополярной последовательности коротких вибросейсмических сигналов и выбора такой функции кода последовательности, при которой из интервала полезной записи на коррелограммах исключаются аномальные разрастания корреляционного фона, возникающие в связи с периодичностью повторения вибросейсмических разверток в последовательности.
Указанная цель достигается тем, что на каждом пункте возбуждения формируется всего лишь одна разнополярная последовательность нечетного количества n укороченных идентичных между собой частотно-модулированных разверток различной полярности, следующих без временных промежутков или с равными промежутками, а период τo следования импульсов функции кода последовательности задается предельно малым в соответствии с выражением
τo> (tmax-tвст)/2, (1)
где tmax максимальное время регистрации целевых волн на коррелограммах;
tвст время первых вступлений регулярных волн на коррелограммах; при этом отрицательные единицы функции кода последовательности разделяются произвольным количеством единиц с положительным знаком, причем при условии, если (n 1)/4 L где L натуральное число, количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным L, при этом первый и последний дискрет функции кода задаются положительными единицами, при условии же, если (n 1)/4 L + 1/2, количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным (L + 1), а первая и последняя единицы имеют различную полярность.
Положительный эффект от использования предлагаемого способа обусловлен следующими теоретическими предпосылками.
Функцию взаимной корреляции регистрируемой последовательности идентичных вибросейсмических сигналов можно определить из выражения:
Ψ(τ) = M(t)·F(t)·K(t)·F(-t)·K(-t), (2)
где M(t) совокупная импульсная реакция геологической среды, системы "вибратор грунт" и регистрирующей аппаратуры;
F(t) управляющий вибросейсмический сигнал, использованный для формирования последовательности;
K(t) функция кода последовательности.
Учитывая, что функция автокорреляции U( τ ) управляющего сигнала F(t) и функция автокорреляции кода последовательности Uо( t ) определяются соответственно выражениями
U(τ) = F(t)·F(-t) (3)
и
Uo(τ) = K(t)·K(-t), (4)
коррелограмму последовательности идентичных вибросейсмических сигналов можно представить в виде
Ψ(τ) = M(t)·U(τ)·Uo(τ). (5)
Очевидно, что периодической функции кода K(t), состоящей из последовательности единичных импульсов одинакового знака, следующих друг за другом через равные временные промежутки, соответствует также периодическая функция автокорреляция Uо( τ ), а значит, и коррелограмма j(τ) состоящая в соответствии с равенством (5) из сейсмических записей M(t)·U( τ ), повторяющихся через интервал to
Последнее делает невозможным применение последовательности коротких вибросейсмических сигналов, если
τo< tmax-tвст. (6)
При использовании предлагаемого способа первая повторная сейсмическая запись на коррелограмме будет начинаться не на времени τo от первых вступлений, а на времени 2 τo что позволяет в соответствии с неравенством (1) в два раза сократить длительность разверток, входящих в последовательность.
Пример. Временной интервал между первыми вступлениями на коррелограмме и наиболее глубокими целевыми отражениями составляет 4 с. Вибросейсмический сигнал состоит из последовательности непрерывно следующих друг за другом идентичных между собой частотно-модулированных разверток.
Для того чтобы исключить наложение на полезную запись на коррелограмме аномальных разрастаний корреляционного фона, возникающих в связи с периодичностью следования частотно-модулированных разверток, период следования импульсов функции кода последовательности разверток в общем случае должен быть равен не менее 4-х секунд.
В соответствии с предлагаемым способом вибросейсмической разведки в качестве управляющего сигнала может быть использована последовательность разверток, функция кода которой определяется, например, следующей последовательностью единиц: 1 1 1 -1 1 1 -1. Функция автокорреляции Uо( τ ) такой последовательности характеризуется значениями:
-1 0 1 2 -1 0 7 0 -1 2 1 0 -1.
Максимум Uо( t ) в данном случае равен 7, а первый значимый боковой дискрет удален от главного максимума на время 2 to Это означает, что первое повторение сейсмической записи на коррелограмме будет начинаться не на времени τo а на времени 2 τo от первых вступлений, причем относительный уровень повторной записи составляет всего лишь 1/7 амплитуды полезной сейсмограммы.
Таким образом, в конкретном примере предлагаемый способ вибросейсмической разведки позволяет сократить период следования импульсов функции кода последовательности разверток до 2-х секунд.
Положительный эффект от применения способа заключается в снижении опасности разрушения зданий и сооружений при проведении вибросейсмических работ за счет применения укороченных частотно-модулированных разверток, характеризующихся повышенными значениями параметра V Δf /T, где Δf - ширина частотного диапазона развертки. T длительность разверток, входящих в последовательность.
Формула изобретения: Способ вибросейсмической разведки, включающий возбуждение и регистрацию разнополярной последовательности нечетного количества n идентичных между собой частотно-модулированных вибросейсмических разверток, следующих одна за другой без временных промежутков или с равными временными промежутками, и ее корреляцию с управляющей последовательностью вибросейсмических разверток, отличающийся тем, что период τo следования импульсов функции кода в управляющей последовательности вибросейсмических разверток задают предельно малым в соответствии с выражением

где tmax максимальное время регистрации целевых волн на коррелограмме;
tвст время первых вструплений регулярных волн на коррелограмме,
при этом отрицательные единицы функции кода разделяются произвольным количеством единиц с положительным знаком, причем при условии, если

где L натуральное число,
количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным L, при этом первый и последний дискреты функции кода задаются положительными единицами, при условии же, когда

количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным L + 1, а первая и последняя единицы имеют различные полярности.