[其他]窄頻短震地震勘測方法及其設備

無效

• 申請號: 86104003
• 申請日: 1986-06-17
• 公開（公告）號: CN86104003B
• 公開（公告）日: 1988-04-20
• 發明（設計）人: 孟昭武
• 申請（專利權）人: 水利電力部北京勘測設計院
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明所屬技術領域為一種新的地球物理地震勘測方法及其設備。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振動序列，達到進行有效的初至和續至波勘測。即進行準確的淺層反射勘測、巖體動力參數測試和提高深層地震勘測精度。

現行地震勘測的主要方法，如最佳反射窗口法、相關法、信號增強法、共反射點法、褶積和反褶積地震數據處理法等，皆屬寬頻帶發射～寬頻帶接收系統。這種系統的主要問題產生于震波傳播過程中出現的振幅、頻譜、波形的演化，至使在各種地震波持續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，使地震勘測方法的效能受到限制。

本發明是在名稱為“寬頻帶發射～窄頻帶接收地震勘測和處理方法”專利申請（申請號為85100288）基礎上進一步發展而成的新的地震勘測系統。原有的寬頻帶發射～窄頻帶接收系統在多數情況下可獲得正確的地震續至波入射時刻。由于不同時刻入射的窄頻帶地震信號的疊加不僅產生震波幅值變化，而且會引起震波相位改變。因此僅從窄頻帶地震信號外包絡線畸變很難辨認續至地震波首波入射極性、幅值。當窄頻帶地震信號外包絡線變化不明顯時，辨認續至波入射時刻也存在著困難。

本發明在寬頻帶發射～窄頻帶接收地震勘測理論的基礎上，將地震信號接收系統所獲取的窄頻帶地震信號（1）和該信號相移180°后所得信號（2）相疊加，以獲取初至和各續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，可使先后不同時刻接收的各類地震信號脫離或減少互相干擾，以正確顯示各類地震波首波入射時刻（3）a～c，極性和幅值（h）。

本地震勘測方法的實質是對下述地震勘測模式的仿真。這個地震勘測模式的要點是在地震測試震源點上先后發射兩次完全相同的窄頻震動，并使兩次震動間隔時間為某特定頻率地震波的半周期，在這個模式里這兩次震動的地震波在地層傳播過程中，除初至和各續至首波外，各地震入射波余震全部或大部分互相抵消。由此在地震信號接收系統中便能排除各類地震波持續振蕩所造成的互相干擾，獲取短序列地震波信號。由于在地震勘測實際工作中，很難在同一震源點先后發射兩個完全相同的震頻震動，因此這個地震勘測模式在實測中是難于實現的。然而對上述地震勘測模式進行仿真在技術上卻是可行的，即將原擬在巖體中發生的物理過程納入儀器內進行仿真。即前文所述窄頻帶相移疊加短序列地震波提取技術，或簡稱雙炮仿真法。實測中雙炮仿真法只需一次震源激發?！暗诙巍闭鹪醇ぐl所產生的震動效應實際上是從第一次震源激發所產生的震動效應經過某特定頻率的半周期延遲而獲得的。因此，這種仿真的最大優點是使“兩次”震源發射所產生的各種效應，除發射時間外，達到完全一致。這種地震信息處理技術是寬頻帶地震信息處理系統很難實現的。其主要原因在于地震信號的特定相移參數對不同頻率信號產生完全不同的相移結果。

本地震信息處理系統的地震信號頻帶寬度之下限值受下列Q～f曲線方程約束，

Q＝Kfo當0＜fo＜300Hz

Q＝30當fo≥300Hz

其中：fo為地震信號頻帶諧振頻率

K＝0.105Hz^-1

Q為所提取之窄頻帶地震信號頻率特性的品質因素。該值按下述公式計算：

其中△f為截止頻率對諧振頻率之偏移量。

其倍頻程大于｜12db｜。

實現窄頻短窄地震勘測方法的最好方式如下：

當震源（8）通過瞬時激發，沖擊地面（4）。產生寬頻帶地震信號（9），并進入被測巖體。被測巖體中各種介面（5）～（7）先后產生回波，如反射波（10），并為地震檢波器（11）所接收。該信號經放大器（12）預放后，進入窄頻帶濾波器（13），使寬頻帶地震信號轉化為窄頻帶地震信號（1）。之后或經由硬件相移器（14）和加法器（15）組成的信息處理系統，或進入計算機，由機內軟件所設相移和加法程序完成信息處理。其目的是使地震信號（1）經相移后轉化為信號（2），經加法器使信號（1）和（2）相加，取得窄頻短震地震波形（3）。該波形經放大器（16）后存入記錄器（17）。從波形（3）中可明顯辨認各入射波到達時刻、極性和幅值。

附圖說明：

圖1：

U為地震信號幅值。

t為時間。

（1）為地震信號接收系統所獲取的窄頻帶地震信號

（2）為（1）相移180°之后所得地震信號。