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《浅层地震可控震源系统的设计_陈祖斌》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、DOI:10.13382/j.jemi.2002.01.009第16卷第1期电子测量与仪器学报Vol.16No.1JOURNALOFELECTRONIC2002年3月MEASUREMENTANDINSTRUMENT·43·浅层地震可控震源系统的设计陈祖斌林君于生宝(吉林大学电子科学与工程学院,长春130026)【摘要】轻便浅层地震可控震源是一种用于探测和浅层地震勘探的激震设备,其主要作用是根据参数输出严格控制的Chirp信号。本文系统地阐述了轻便浅层地震可控震源的工作原理、系统构成及技术特点等,并针对野外浅层地震勘探的特点和要求,进一步探讨了基于直接数字合成(DDS)的任意波形发生器
2、(AWG)的设计、扫描信号相位实时控制等问题。关键词:可控震源地震勘探直接数字合成实时控制TheDevelopmentofShallowSeismicVibratorSystemChenZubinLinJunYuShengbao(DepartmentofElectronicScienceandEngineering,JilinUniversity,Changchun130026)Abstract:TheShallowSeismicVibratorSystem(SSVS)isakindofvibrationsourceforengineeringdetectionandshallows
3、eismicsurvey.MainfunctionofSSVSistogenerateaChirpsignalwithstrictlycontrolledparameters.Theworkingprinciple,constitutionandtechnicalfeaturesofSSVSarestudiedsystematically.Accordingtothecharacteristicanddemandofthefieldshallow-layerseismicexploration,furthermorethedesignofarbitrarywaveformgenera
4、tor(AWG)based-ondirectdigitalsynthesis(DDS)andthereal-timecontrolofsweepsignalarediscussed.Keyword:Vibrator,seismicexploration,directDigitalSynthesis(DDS),real-timecontrol.1引言震源是地震勘查技术的重要组成部分,是产生地震信号的源头。震源的信号质量直接影响地震勘查效果。爆炸震源是油气勘查中常用的一种震源,具有能量大,产生的脉冲尖锐,并且可以通过控制打井的深度来控制空气波和表面波的形成。但是爆炸震荡源所具有的破坏性以
5、及信号的不可重复性,使人们早在50年代以前就开始研究非炸药震源。可控震源系统(Vibroseis)就[6]是一种比较成功的非炸药震源,其设计思想来源于Chirp雷达技术,由BillDoty和JohnCrawford于1952年提出的。并于1960年底液压驱动的可控震源开始用于野外油气勘查实际。从1960年至今,可控震源理论和技术有了很大的发展。用于油气勘查的大吨位可控震源由液压驱动,其扫描频带宽度在6～180Hz,最大输出力为几十KN。前苏联科学院西伯利亚分院曾设计出最大输出力为200KN的垂直激振器,其频率范围为1.5～15Hz,可清楚地记录400km距离上的扫描信号,用以研究深部
6、地质构造。但由于其驱动方式导致的系统扫描频率低以及野外工作笨重等原因,越来越难以适用于浅层高分辨率地震勘查的要求。本文针对上述存在的问题,设计完成了支持任意波形扫描的高频可控震源系统。提出了基本课题受国家“九五”攻关项目(969140401)的资助。本文于2001年6月收到。陈祖斌:讲师,博士研究生;林君:教授,博导;于生宝:副教授。·44·电子测量与仪器学报第16卷于DDS扫描技术和高频电磁驱动的震动系统,并探讨了系统在扫描过程中信号相位实时控制器技术,以满足复杂地表条件下可控震源激励与地表响应的相位同步要求。2可控震源地震勘探原理可控震源地震勘探来源于Chirp雷达技术,扫描信号
7、经过功率放大通过电磁驱动的激震器送入地下,该信号经过地下介质反射后由置于地表的地震仪记录,在理想状态下,记录信号x(t)[5]可以用一个卷积过程来描述:x(t)=s(t)＊r(t)(1)这里s(t)是扫描信号,r(t)是大地反射及传输特性,＊代表卷积。在反射时间内,x(t)通常以扫描信号s(t)经过延伸和延时以后的形式出现。在可控震源的信号处理中,对记录信号x(t)和扫描信号s(t)进行互相关处理,得到地震剖面上的记录y(t),从数学角度考虑,该过程可以表
