《可控震源技术》PPT课件

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1、可控震源技术●可控震源工作原理简述●可控震源系统结构●可控震源施工参数●噪声编辑与变权叠加●可控震源一致性检验●可控震源新技术概念介绍●可控震源记录特点可控震源工作原理简述一、前言●震源功能：在地表或地表层释放能量，形成向地下传播的弹性波。●震源类型：重锤、枪击、气枪、电火花、陆地最常用的炸药和可控震源。●炸药：高能量瞬间释放，含的频率成分从低频到高频非常丰富，很接近脉冲震源。●可控震源：低振幅、长时间作用积累高能量，频率成分可控。二、连续函数的表示法●从数学上讲，任一周期函数或非周期连续函数都有时间域和频率域两种表示法。

2、●时域表示法：振动幅度随时间t变化的函数关系。●频域表示法：振动幅度随频率f变化的函数关系。●两种表示法从不同侧面描述同一个事物，可以互为转换，转换的数学手段即傅立叶变换与反傅立叶变换。三、脉冲震源与变频扫描信号1.脉冲震源●特点：能量瞬间释放，在极短时间振幅达到最大（时域）；具有无限带宽，频率从0～∞Hz，频带内振幅相等（频域）。●图示：2.变频扫描信号●任一非周期振动可以分解为若干不同频率的简谐振动或者由若干不同频率的简谐振动合成：3.变频扫描信号的特点●低振幅，通过延续时间积累能量（总激发能量是激发时间的积累）。●扫

3、描信号频谱越宽，相关子波越窄（延续时间短），分辨率越高。●相关子波为零相位子波，t0点对应振幅极值点，在子波的对称中心。四、相关●相关物理意义：把延续时间很长的扫描信号压缩成延续时间很短的有限带宽脉冲信号。●相关过程：参考（导航）扫描信号沿时间轴滑动，逐次与地震道信号进行相关运算。时移值为采样率、整个时移长度为监听时间（即传统的记录长度）。●相关数学运算：多项式乘加运算（时域）；复数乘法运算（频域）。●相关子波只含有扫描信号的频域，相关有很强的滤波作用。可控震源系统结构一、前言●可控震源系统包括：机械、电子两大部分。●可控

4、震源电子部分包括：编码扫描发生器、电控箱体、相关器。二、编码扫描发生器（DPG）主要功能：●产生用于相关的参考扫描信号；●遥控DSD参数装载；●控制震源振动并与仪器数据采集同步；●接收DSD振动过程质量状态数据。三、电控箱体（DSD）主要功能：●产生与参考扫描信号完全一致的本机扫描信号；●控制振动器振动；●对震源输出实施实时QC数据分析，产生状态信息。四、相关器主要功能：●相关运算：包括时域到频域的傅立叶变换；复数乘法运算；频域到时域的反傅立叶变换。五、VE432系统的特点●可以同时产生四种扫描信号，控制四组震源生产；●可

5、以设定存储32种基本扫描信号；●扫描信号类型包括：线性、非线性（对数、指数、脉冲）、伪随机、用户自定义；●可以实现所有先进的可控震源应用技术：伪随机码扫描、多组震源交替扫描或滑动扫描、分段扫描、编码扫描；●全数字自适应伺服系统，通过最优控制技术达到减小相位误差、降低输出信号畸变、控制最大基值力输出的效果；●具备自动检测功能，生成的QC数据体可以实时或事后分析：相位、畸变、基值力输出。六、VE432启动时序仪器发出FO后，DPG延迟100ms，其间电台完成收/发转换，然后发200ms全1，再发T0信息，延迟一段时间（由DPG

6、测量的DPG与DSD之间传递信息的无线电延迟）产生TB信号和参考扫描，同时电台进行发/收转换；DSD收到DPG同步码后产生本机扫描，扫描结束，电台转换为发射状态，发送状态。可控震源施工参数一、扫描信号类型1.线性：扫描信号频率变化的速率在扫描期间恒定不变。●最常用的类型，一般用升频。●在振动过程中对系统的约束要求少。●激发能量在整个频带内均匀分布。2.非线性：扫描信号频率变化的速率是时间的函数。●激发能量在整个频带内分布不均匀，一般是将低频端能量向高频端转移，能量强化的频段扫描信号变化速率小。●非线性扫描主要用于对大地吸收

7、振幅衰减的补偿。3.伪随机：随机方式生成，存储在存储器中反复使用的信号。●伪噪声、非严格单调信号，其频率在激发频带内是随机的。●同样激发幅度、扫描长度产生的能量比传统扫描信号小（小6dB）。●不存在谐振频率，对建筑物破坏小。二、频带宽度●决定了分辨率，终了频率/起始频率应大于2个倍频程，一般取3个。●扩展频带宽度时，低频端比高频端效果大。三、起始频率●避开面波。●受机械响应限制，下限一般为6Hz，超过下限工作时，要采取振幅限制措施。四、终了频率●主要根据勘探频率上限确定。●震源标称250Hz，实际生产达不到，一般不超过16

8、0Hz。五、扫描长度●决定了激发能量，与炸药震源的炸药量相当。●受施工效率和存储器容量限制。六、斜坡●相关会产生振幅谱振铃的吉布斯效应，使相关子波的旁瓣加大，理论研究表明对扫描信号的起始和终了振幅进行约束，可以降低吉布斯效应。●斜坡振幅约束函数有线性、正弦、余弦等，余弦函数最好（新型系统推荐使用布莱克曼