2. Условия приема упругих волн

Динамический диапазон – это отношение амплитуд самого сильного и самого слабого сигналов, которые нужно принять и зарегистрировать при данных исследованиях. Снизу динамический диапазон ограничивается уровнем шумовых колебаний почвы – микросейсм, амплитуда которых обычно не менее 10^-9-10^-10м (10^-5-10^-7 В на выходе сейсмоприемников типа СB). Колебания максимальной амплитуды воспринимаются приемниками вблизи пункта взрыва и могут доходить до 10^-4 м (0,1 В на выходе сейсмоприемника). Таким образом, динамический диапазон при сейсмических исследованиях может доходить до 120 дб и выше, хотя при некоторых видах работ не превышает 20-40 дб.

Частотный состав колебаний, в зависимости от глубинности исследований и методов сейсморазведки, меняется от первых герц до десятков килогерц. Например: при глубинных сейсмических зондированиях (ГСЗ) используются колебания в диапазоне от первых герц до 10-20 Гц, а при акустическом каротаже скважин (АК) и акустическом профилировании на акваториях (АП) – до десятков килогерц.

Направление подхода волн определяется типом волн. Например: поверхностная волна распространяется вдоль поверхности и подходит к приемникам сбоку, отраженная волна подходит практически вертикально снизу.

Приемно-регистрирующая сейсмическая аппаратура должна обеспе­чивать практически неискаженную запись колебаний с синхронизацией начала записи от момента возбуждения. Для этого динамический и частотный диапазоны ап­паратуры должны быть шире диапазона принимаемых колебаний. Однако для избавления от некоторых особо интенсивных помех еще до регистрации сигналов в сейсмических усилителях применяют фильтры низких (ФНЧ) и фильтры высоких (ФВЧ) частот.

Для синхронизации начала записи с моментом возбуждения в состав аппаратуры входит специальный канал синхронизации.

Должны быть предусмотрены также средства для контроля и тестирования отдельных узлов аппаратуры до начала и в процессе регистрации.

Важную роль в аппаратуре играют и такие факторы, как удобство обслуживания, экономичность, портативность и т. п.

Сейсмоприемник (СП) служит для преобразования механических колебаний почвы ( ) в электрические колебания ( – э.д.с. на выходе СП). Сейсмоприемники с наименьшими искажениями преобразуют колебания, превосходящие их собственную частоту, и ослабляют относительно низкие частотные гармоники. Это обстоятельство учитывают при выборе подходящих приборов для полевых работ.

Группирование сейсмоприемников является важным методическим арсеналом, особенно широко применяемым в методе отраженных волн (МОВ), где на один канал работают до 20-30 приборов. В группе сейсмоприемники соединяют последовательно или последовательно-параллельно.

Наблюдения поперечных волн осуществляют горизонтальными сейсмоприемниками. Выбирая их собственную частоту, следует учитывать, что поперечные волны имеют более низкочастотные спектры колебаний, чем продольные.

Важную роль играют условия установки сейсмоприемника: корпус прибора и окружающий грунт образуют дополнительную колебатель­ную систему, собственная частота которой зависит от упругих свойств грунта, массы прибора, его размеров и характера контакта с почвой.

На практике используют линейные (продольные или поперечные) и площадные группы приемников, обычно – с приборами одинаковой чувствительности (однородные группы). Группирование приемников создает полезные эффекты – направленности, статистический, осреднения условий установки. [2]