Сейсмические исследования ОАО "Оренбургская геофизическая экспедиция": изучение принципа вибрационной сейсморазведки; условия применения невзрывных источников возбуждения сейсмических сигналов для данной территории. Технология вибрационных возбуждений.
Аннотация к работе
Мой отчет по преддипломной практике выполнен на основе сейсмических исследований, проводимых ОАО «Оренбургская геофизическая экспедиция», в которых я принимал непосредственное участие в качестве инженера механика по техническому обслуживанию и ремонту установок возбуждения сейсмических сигналов 2 категории. Основными задачами исследований данного отчета являются: Рассмотрение принципа вибрационной сейсморазведки; Условия применения невзрывных источников возбуждения сейсмических сигналов для данной территории; Технология и методика вибрационных возбуждений; Подбор оптимальных параметров работы, установок возбуждения сейсмических сигналов; Контроль качества работы источников; Детальное изучение геологического строения в пределах площади исследований Умиркинского лицензионного участка по основным отражающим горизонтам Кн, Кн2, У, Т, Дфр, Дп, Даф, Дкв; Методика проведения полевых исследований в значительной степени влияет на качество получаемых сейсмических материалов и предопределяет возможность решения поставленных конечных геологических задач. Целью моей работы является выбор и обоснование параметров возбуждения сейсмических колебаний, определяемых на этапе опытных исследований, а также контроль над качеством работы источников возбуждения сейсмических сигналов. 1. Теория вибрационной сейсморазведки 1.1 Взаимодействие невзрывного источника с грунтовым полупространством Излучающим элементом наземного невзрывного источника является жесткая металлическая плита, которая под действием активных или реактивных сил совершает вертикальные, горизон¬тальные или наклонные движения, создавая динамические нагрузки на поверхность земли. Если считать среду в области действия излучателя однородной, то задача возбуждения волн наземным невзрывным источником сводится к действию силы на поверхности упругого полупространства. В связи с тем, что линейные размеры излучающих плит существенно меньше, чем преобладающие длины возбуждаемых волн, реальные источники и генерируемые ими силы могут считаться точечными. Для упругого полупространства действие вертикальной силы приводит к возбуждению в нем продольной (Р), поперечной (S), поверхностной (R) и конической (PS) волн [1]. Продольная волна распространяется со скоростью ?_p и имеет наибольшую интенсивность по вертикали в направлении действия силы. Представив грунт моделью, состоящей из параллельно соединенных механических элементов, рассмотрим силы, действующие в системе плита вибратора - грунт. Будем считать, что на грунт действует сила F=F(t) sin??(t), где F(t) и ?(t) -соответственно ее амплитуда и частота, являющиеся в общем случае функциями времени. Колебания, возбуждаемые плитой, имеющей массу М_гр, передаются присоединенному объему грунта с массой mн. Решением уравнения (1.1.1) является выражение (1.1.3): l=Аsin??(?(t)t ?)? (1.1.3) где А и ? - амплитуда колебаний и сдвиг фаз между силой и смещением. Значения А и ? определяются соотношениями: А= F0/(Mv(?(n^2-?^2 (t))?2 4h2 ?2 )), tg=2h?/(n2-?2) (1.1.4) Решение уравнения (1.1.1)с учетом (1.1.4): l=F_0/(Mv(?(n^2-?^2 (t))?^2 4h^2 ?^2 )) sin?[?(t)t tan^(- 1)??2h?/(n^2-?^2 )? ] (1.1.5) Из (1.1.5) следует, что под действием квазипериодических сил система плита - грунт совершает квазигармонические колебания, частота и амплитуда которых определяются параметрами внешней нагрузки и свойствами грунта. При переменных по частоте нагрузках в системе могут наблюдаться резонансные явления, которые наступают при ?p = n. Опыт работ с вибрационными источниками показывает, что практически повсеместно наблюдается резонанс в области частот 25-30 Гц. Предложена также модификация вибрационного метода, основанная на применении чисто гармонических сигналов, в которой сжатие информации достигается суммированием выборок сигналов в пределах периода колебаний [6]. Сигналы, описывающие нагрузки в вибрационной сейсморазведке, называют в отечественной литературе управляющими или опорными сигналами, а в американской - свип или свип-сигналами. Корреляционный способ основан на вычислении функции взаимной корреляции (ФВК) управляющего и зарегистрированных сигналов. Действительно, сигнал a(t) при отсутствии помех описывается интегралом свертки: a(t)=?_0^? h(?)S(t-?)d? (1.2.3) где h(?) - оператор фильтра земли, распределение коэффициентов отражения по разрезу. Активная составляющая сейсмической мощности Р, развиваемой возбудителем вибраций, определяется соотношением P= ZFcos??/2 (2.1.2) где Z - скорость перемещения плиты; F - толкающее усилие; ?? - фазовый сдвиг между Z и F. Анализ работы системы вибратор-грунт возможен на основе метода электромеханических аналогий, который позволяет получить достаточно простые и наглядные решения, объясняющие характер протекающих в системе процессов, оценить влияние каждого элемента системы на ее выходные характеристики, в том числе и на относительный уровень возбуждаемых волн в различных частях сейсмического диапазона частот. 2.2 Аппаратура фирмы «Pelton» для контроля над работой вибрационных источников Зарубежные фирмы уделяют большо