Центральная (а) и фланговая (б) системы сейсмических наблюдений

(цифры соответствуют числу перестановок сейсмоприемников)

Длина базы приема L — это участок профиля, где производят регистрацию записей колебаний сейсмических волн из одного источника — пункта взрыва (ПВ). Длина базы кратна длине расстановки приемников, определяемой числом п регистрирующих каналов сейсмической станции и расстояниями х между соседни­ми сейсмоприемниками.

Расстояние между соседними взрывными пунктами называют взрывным интервалом. Величину взрывного интервала обычно принимают постоянной или кратной длине базы приема. Отноше­ние длины базы приема к удвоенной величине взрывного интерва­ла N = называют кратностью сейсмических наблюдений. При регистрации отраженных волн применяют многократные сис­темы наблюдений. При регистрации преломленных волн использу­ют однократные или двукратные системы наблюдений. При много­кратных системах наблюдений длина базы приема, а следователь­но, и длина получаемого сейсмического годографа во много раз превышает величину интервала.

При выполнении сейсмических наблюдений пункт взрыва и базу приема L последовательно перемещают по профилю каждый раз на величину взрывного интервала х. После перемещения часть базы приема оказывается в пределах прежнего ее положения. Пере­крытие тем больше, чем больше отношение .Производится не­сколько перестановок до того, как расстановка сейсмоприемников окажется за пределами своего первоначального положения. При 12- кратной системе делают 24 перестановки, при однократной — только две. Кратность системы наблюдений зависит от метода сейсморазведки. При центральной системе пункты взрыва всегда расположены в центре базы приема (рис. а), при фланговой - по концам базы приема или вынесены за ее пределы (рис. б). При сейсмических наблюдениях иногда производят их увязку по взаимным точкам. Взаимные точки — это точки регистрации колебаний, у которых поменяли местами пункты взрыва и приема, например первая запись относится к первой точке приема н пункту взрыва О₂, а взаимная запись — к точке приема О₂ и пункту взрыва О₁. В соответствии с принципом взаимности в сейсморазведке обычно считается, что при регистрации однотипных волн во взаимных точках время их прихода и форма колебаний не изменяются. Практически же времена прихода волн равны, а фор­ма колебаний обычно изменяется.

При регистрации и изучении преломленных волн обычно при­меняют фланговые системы с выносными пунктами взрыва.

Сейсмические колебания регистрируются сейсморегистрирующим каналом, представляющим собой сейсмоприемник, сейсмический усилитель и записывающее устройство. Воспроизведение магнитной ленты сейсмических колебаний и изображение их видимой форме на бумажной ленте или фотобумаге осуществляются сейсмовоспроизводящим каналом, который состоит из считывающего устройства (магнитная головка), усилителя воспроизведения колебаний и устройства для наглядного представления записей сейсмических колебаний. Записи в видимой форме на бумаге по­ставляют собой сейсмоленту.

Сейсмоприемники могут регистрировать вертикальные движения сферы (вертикальные сейсмоприемники) или горизонтальные движения (горизонтальные сейсмоприемники). Вертикальные сейсмоприемники применяют при регистрации продольных сейсмических волн, а горизонтальные — поперечных волн.

Схематично устройство сейсмоприемников показано на рисунке.

Корпус сейсмоприемника устанавливают на поверхности земли. К корпусу на пружине N подвешен груз (инертная масса) М. Для успокоения колебаний этой массы применяют различные способы, например помещают в вязкую жидкость. Электромеханический преобразователи ЭП присоединен таким образом, что перемещения корпуса КРП и инертной массы М н а Хм создают на его электрических полюсах ш которую электродвижущую силу Е.

Разнообразные типы электромеханических преобразователей определяются применением разных физических явлений: электро­магнитной индукции, электростатической индукции, магнитострикции, пьезоэлектрического эффекта и т. п. Индукционные электромеханические преобразователи устроены таким образом, что при перемещении инертной массы относительно корпуса изменяется величина магнитного потока, проходящего через витки катушки, являющейся частью преобразователя.

Рис. Схема устройства (а) и действия (б) сейсмоприемника.

Магнитное поле создается постоянными магнитами, соединенными с корпусом прибора с его инертной массой. Электродинамический преобразователь представляет собой катушку, которая может перемещаться в постоянном магнитном поле. При перемещении катушки в ее витках, движущихся в магнитном поле, появляется электродвижущая сила

К электрическим полюсам преобразователя присоединено некоторое электрическое сопротивление Z.

Необходимо учитывать, что, если корпус сейсмоприемника сместился, например, на величину , то масса М в силу инерции отстает от движения корпуса и смещается на величину х_м, а пружина растягивается на величину х = х_м — ξ.

Сейсмоприемники характеризуются собственной частотой коле­ни коэффициентом затухания, частотной и фазовой характеристиками. Сейсмоприемники должны обладать достаточно высокой разрешающей способностью, большой чувствительностью, постоян­ными фильтрующими свойствами, обеспечивающими пропускание основных частот полезных сигналов, и ослаблять низкочастотные колебания, которые связаны в основном с поверхностными волнами. Необходимо, чтобы при регистрации слабых колебаний почвы был получен достаточно большой электрический сигнал.

Один из типов электродинамических сейсмоприемников показан на рисунке.

Рис. Сейсмоприемник СПЭД-5

Постоянный магнит с полюсным наконечником 4, дно 6и корпус 5 прибора образуют магнитную цепь. Магнит укре­плен в корпусе. В кольцевом зазоре перемещается катушка с обмоткой 1, подвешенной на двух пружинах 3. Рабочая длина пружин меняется перемещением регулирующих шайб 2, что позволяет менять частоту собственных колебаний на несколько герц. С внешней стороны к дну прибора крепится шток 7 в виде полого конуса. Такого рода сейсмоприемники (СПЭД-5, СПЭД-56, «Светлячок») имеют небольшие размеры (диаметр 35...46 мм, высота 66...70 мм) и массу (0,25...0,6 кг) и удобны при группировании.

Широко применяют следующие типы приборов: СП-16М, СПЭН-1, НС-3, СВМ, ВНИМИ-1, ВНИМИ-2, ВЭГИК, ВИБ-А,
ВБП – 3. Выбор типа прибора зависит от целей и условий его применения.

Электрические колебания, соответствующие сейсмическим, поступают)Т с сейсмоприемника на электрические усилители, которые в десятки, а иногда в сотни и в тысячи раз усиливают поступающие слабые электрические напряжения. Усилители выполняют также и функцию частотной фильтрации сейсмических колебаний, когда необходимо погасить интенсивные низкочастотные волны, например волны-помехи, поверхностные волны. Иногда помехами могут оказаться микросеймы, высокочастотные сейсмические колебании вызываемые ветром, морским прибоем, реверберацией и т. п.

Магнитную запись сейсмических колебаний осуществляют с помощью магнитного регистратора, запись колебаний на бумаге с помощью шлейфовых или электростатических осциллографов. Могут применяться электротермический, электрохимический и другие способы записи колебаний.

Широкое применение находят полевые сейсмические станции «Поиск-1-24-МОВ-ОВ», «Поиск- 1-48-МОВ-ОВ», «Поиск-1-24-КПМВ», которые имеют 24 или 48 сейсморегистрирующих каналов, осуществляющих одновременную запись на магнитную ленту сейсмиче­ских колебаний, зарегистрированных сейсмоприемниками в 24 или 48 точках профиля наблюдений. Сейсмостанции работают с взрыв­ной машинкой СВМ, обеспечивающей регистрацию на одной из дорожек магнитной ленты импульса и момента взрыва, необходи­мою для отсчета времени прихода волн. Большое значение придается обработке полевых лент. Современные электронные регистраторы позволяют сохранить весь про­цесс в цифровом виде для последующего анализа на ЭВМ.