專利名稱：使用同步發(fā)射的基于偽隨機序列的地震信號進行地震勘測的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法以及一種設(shè)備，用于通過被幾個振動器或者多組振動器發(fā)射的地震信號在地下同步發(fā)射進行陸地地震勘測，這些信號通過利用偽隨機序列對信號進行編碼獲得，尤其是被這樣的序列進行過相位調(diào)制的周期信號。
背景技術(shù)：
眾所周知的是陸地地震勘測方法包括使其頻率在一個頻率帶寬內(nèi)連續(xù)變化的周期信號在地下傳輸幾秒鐘，接收被地下反射器反射的信號，并且記錄接收到的信號。作為發(fā)射時間的結(jié)果，獲得的信號是被設(shè)置在不同深度的反射器反射的信號的組合。只有對獲得的信號進行處理才能夠恢復(fù)下層土中不同反射器的圖像，包括與已發(fā)射信號的關(guān)聯(lián)。該處理結(jié)果與通過旋轉(zhuǎn)由不同反射器的反射系數(shù)所發(fā)射的信號的自相關(guān)函數(shù)獲得的結(jié)果完全相同。該獲得的地震軌跡是在發(fā)射點和接收點之間不同的地理地層中間層之間的界面圖像。這種方法如專利US2688124中所描述的一樣。
但是本方法有些缺陷。在這種情況下獲得的自相關(guān)函數(shù)在主峰值的兩側(cè)都出現(xiàn)次峰值，它們的振幅相當(dāng)明顯。而且，至少等于發(fā)射到被探測區(qū)域最深處的反射器的波的往復(fù)運動時間的時間間隔，被稱為“監(jiān)聽間隔”，必須在兩個連續(xù)的發(fā)射序列之間提供，以便在相應(yīng)記錄序列的開始時獲取的強信號不會蓋住在前面記錄序列的結(jié)束時獲得的來自更遠(yuǎn)反射器的弱信號。在相對較長的監(jiān)聽時間間隔內(nèi)，該必須的發(fā)射中斷具有限制傳輸?shù)哪芰康男Ч?br> 還有一種眾所周知的方法，其中不同的振動器發(fā)射具有相同頻率掃描的同步信號，在它們的發(fā)射之間的延遲至少等于監(jiān)聽時間。
偽隨機二進制序列其他已知的地震勘測方法使用在通信和雷達領(lǐng)域內(nèi)公知的技術(shù)。它們包括使用周期源，該周期源發(fā)射利用二進制信號或者由只能取兩個邏輯值0或1的基本序列構(gòu)成的偽隨機碼對周期性載波信號進行相位調(diào)制而獲得的信號。如

圖1所示，選擇這些值的連續(xù)序列以使其具有隨機特性。
對于這些代碼，當(dāng)n個連續(xù)位(n位整數(shù))的任何序列僅能夠在(2n-1)位的序列之后被同樣重復(fù)的時候，該序列被稱為“最大長度的二進制序列”(BSML)。通過根據(jù)其是否為“1”或者“0”來對符號進行保持或者取反向，能夠?qū)⑦@些偽隨機二進制序列用于周期信號的相位調(diào)制，也就是與信號周期相關(guān)的序列元素。術(shù)語“基本序列”表明被長度為(2n-1)Tc的(2n-1)項二進制序列調(diào)制的周期信號的一部分，其中Tc是載波信號的周期。
利用基本序列，信號的相關(guān)包括這一被基本序列(圖2b)調(diào)制的基本序列的接收，給出了峰值之間被序列長度Ts隔開(在時間上)的峰值和極小值電平(甚至是零)，更確切地說，超過序列的長度減去載波的周期Tc(圖2c)。相關(guān)峰值與相關(guān)噪聲的比率等于序列項的數(shù)目。
這種方法在如專利US3234504；3264606；4034333；4069470中所描述。
專利US3234504描述了一種地震勘測方法，其中被調(diào)制的信號沒有尖點，它的振幅頻譜以零頻率為中心，該信號用于一個振動器。
由申請人申請的專利FR2589587(USP No.4780856)描述了一種海事地震勘測方法，其中該發(fā)射裝置包括至少一個振動器，由船只拖著，沿著將被研究的地震縱剖面圖連續(xù)進行處理，發(fā)射不中斷系列的序列，該序列包括由最大長度的偽隨機二進制編碼信號進行相位調(diào)制的各個周期性載波信號。被媒介中的不連續(xù)點反射的信號與所發(fā)射的被編碼的信號相關(guān)，以便在短于或至多等于連續(xù)發(fā)射序列的接收周期的時間間隔中獲得相關(guān)峰值。該周期源可以是一個單獨源，在接收的信號之間進行關(guān)聯(lián)，可選地，所發(fā)射信號的兩個序列通過短于序列接收周期的時延遲隔相互推斷。例如，可選時間延遲等于所發(fā)射信號序列接收的半周期。
也可能使用至少兩個周期源同時發(fā)射相同信號的序列，但是序列之間有時間延遲，并且在所接收的信號之間建立關(guān)聯(lián)，該信號相應(yīng)于由源所同步發(fā)射的信號以及至少一個編碼信號序列，以便可選地獲得對應(yīng)于每一個周期源的相關(guān)峰值。
在陸地地震勘測中，同步發(fā)射或者使用時間上不完全分離的振動器具有一些與不同因素有關(guān)的缺點自相關(guān)噪聲，諧波和慢波。
自相關(guān)噪聲通過對由控制振動器的信號記錄的信號進行相關(guān)(或者對振動器的平滑和最大加速信號的進行組合)來對振動地震信號進行壓縮。因此，反射系數(shù)系列的相關(guān)可以由所發(fā)射信號的自相關(guān)獲得。該發(fā)射的信號通常是線性掃描頻率，其振幅頻譜或者具有鈍鋸齒形，或者最好是鐘形曲線，以減小振幅的反彈。
由所有振動地震記錄引發(fā)了自相關(guān)噪聲的問題。作為函數(shù)1/t該反彈隨著時間慢慢減小。對于一個獨立的記錄，當(dāng)在軌跡終點處再次出現(xiàn)最弱反射的時候，在軌跡開始處具有極大值的該自相關(guān)反彈被充分削弱。在頻率滑動掃描的情況下，記錄是半連續(xù)的并且在前面或者后面找到了極大值的反彈，并且如果滑動時間不充分，它們能夠與在先發(fā)射的深反射低值進行交互。
諧波對于一個獨立的振動地震記錄，諧波失真增加了相關(guān)信號的振蕩。如果從低頻到高頻進行掃描，由于控制信號的諧波相關(guān)而導(dǎo)致的振蕩是一個前驅(qū)波。因此，除了包括表面噪聲的最近軌跡，由于諧波相關(guān)導(dǎo)致的噪聲與一個早期波混合，該早期波原則上是較強的信號。對于連續(xù)滑動掃描類型的記錄，由于早期到達發(fā)射的諧波所導(dǎo)致的噪聲能夠被重疊在后面的并且因此是在先發(fā)射的較弱到達的諧波上。
慢波如果在兩個連續(xù)發(fā)射開始之間的時間間隔減小，則存在發(fā)射最慢波、空氣波和表面波，將在下一個發(fā)射時被發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險。從一個發(fā)射到下一個發(fā)射，掃描是相同的，空氣波和表面噪聲將在兩個發(fā)射上被類似地壓縮。
最小相關(guān)序列對于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說所公知的是，對于最大長度二進制序列的每一個大小，其中間峰值與最大次峰值的比率為(2n-1)/(1+2wholepart(n+2)/2)的最小相關(guān)對，也就是n＝11時大約為30dB，相應(yīng)于211-1＝2047個載波信號周期(對于60Hz載波為34秒)。存在相互連接的序列，它們的相關(guān)為最小2×2。每一組序列的數(shù)目取決于序列的大小。對于一個有2047個元素的序列，該數(shù)目為4。
申請人申請的專利FR-2818753，描述了一種方法允許在地下方式通過彈性波執(zhí)行勘測或者監(jiān)測操作。包括在地下發(fā)射基本序列，該基本序列由偽隨機序列信號編碼形成，接收并記錄與所發(fā)射的信號相對應(yīng)的由下層土不連續(xù)點反射的信號，以及通過與由所發(fā)射信號形成的信號相關(guān)來對已記錄的信號進行處理。
信號由幾個地震源同步發(fā)射，地震源的每一個都被基本序列所構(gòu)成的信號控制，該序列的長度至少等于監(jiān)聽時間與同步振動的地震源數(shù)目的乘積，通過在左和在右(在前和在后)擴展長度至少等于該監(jiān)聽時間的部分，循環(huán)排列，從所述基本序列構(gòu)成的循環(huán)信號部分與該接收到并被記錄的信號相關(guān)，從而不同地震源的各自作用是獨立的，該基本序列占據(jù)該循環(huán)信號部分的中心。
該信號也可以被幾個地震源發(fā)射，每一個地震源都由根據(jù)循環(huán)排列獲得的、在前和在后擴展至少等于監(jiān)聽時間的部分的基本序列構(gòu)成的信號控制，該基本序列占據(jù)該循環(huán)信號部分的中心，通過將由所述基本序列構(gòu)成的信號所接收和記錄的信號進行相關(guān)，從而不同地震源的各自作用是獨立的。
這種方法使用由偽隨機二進制序列對載波信號的相位進行調(diào)制而獲得的周期信號，并且同時記錄多個地震源，允許最小化相關(guān)噪聲以及防止諧波相關(guān)噪聲。比傳統(tǒng)的陸地地震勘測中使用的頻率掃描更好地適用于同步記錄。
但是，已經(jīng)觀察到，由偽隨機代碼的正弦曲線相位調(diào)制導(dǎo)致了代碼符號改變處的尖點。該信號同發(fā)射時相比或多或少都會失真。當(dāng)在兩個類似序列項之間以及兩個不類似項之間通過時，該失真有不同的表現(xiàn)。由于多個項的求和可能不正確，因此會導(dǎo)致該相關(guān)無法達到預(yù)期性能。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的方法，允許在地下通過彈性波進行勘測或者監(jiān)測操作。該方法包括在地下通過多個地震源同時發(fā)射彈性波，各個地震源都由一個信號控制，該信號或者由利用偽隨機序列信號編碼形成的基本序列組成，該基本序列的長度至少等于監(jiān)聽時間與同時振動的地震源數(shù)目的乘積，或者該信號由該基本序列在前或在后被擴展長度至少等于監(jiān)聽時間的部分而分別構(gòu)成，接收和記錄與所發(fā)射的信號對應(yīng)的由下層土不連續(xù)點反射的信號，以及處理被記錄的信號，通過或者由循環(huán)排列獲得的、由所述在前和在后擴展長度至少等于監(jiān)聽時間的部分的基本序列構(gòu)成的信號，或者將分別由所述基本序列獲得的信號與所接收和記錄的信號進行相關(guān)，從而不同的地震源各自的作用是獨立的。其特征在于，在不同的振動器中使用的信號由周期信號形成，該周期信號的振幅和關(guān)于與振幅時間的導(dǎo)數(shù)在每一個周期的開始和結(jié)束處等于零，并且其在一個周期上的積分為零。
在一個周期上的積分為零，這避免了以零頻率為中心的頻譜(實際上導(dǎo)致不能發(fā)射)，并且因此避免了實際信號結(jié)果的失真。
根據(jù)一個實施例，頻率為f，具有2πft(1-cos2πft)形式的信號被用作周期信號。
有了這些應(yīng)用于周期信號的附加條件，由不同地震源的作用所獲得的對于已記錄信號的獨立將更好。
根據(jù)較佳實施例，該基本序列由周期信號的相位調(diào)制形成，并且這些序列用于振動器。
例如，同樣的控制序列也可以用于所有的振動器，具有時間延遲和循環(huán)排列，兩個序列之間的時間延遲至少等于監(jiān)聽時間，并且基本控制序列的長度至少等于該時間延遲與監(jiān)聽時間之和。
根據(jù)另一實施例，振動器由相連的幾個最小互相關(guān)序列組控制，每一個振動器發(fā)射具有其本身序列并與其它振動器無關(guān)的振動。
根據(jù)另一實施例，通過將振動器分成幾組而將前面兩個模式組合，并且每一組被分配一個偽隨機序列，該序列屬于同一組最小互相關(guān)序列，通過具有所述時間延遲的相同基本序列對同一組中不同的振動器進行控制。
根據(jù)本發(fā)明用于以彈性波的形式在地層中來勘測或者監(jiān)測的設(shè)備包括至少一個由m個振動器構(gòu)成的組，適于使用由偽隨機序列的周期信號進行相位調(diào)制的多個振動器基本序列的控制單元，同地層耦合的地震接收器，用于采集和記錄與所發(fā)射的周期信號相對應(yīng)的被下層土的不連續(xù)點反射的地震信號的系統(tǒng)，以及用于通過與所發(fā)射的周期信號的部分相關(guān)處理所記錄的地震信號的系統(tǒng)。該控制單元包括一周期信號產(chǎn)生器，以及調(diào)制組，用于形成被偽隨機序列進行相位調(diào)制的基本序列，以及連接裝置，用于同時應(yīng)用于每一組由調(diào)制組產(chǎn)生的信號的多個振動器。
根據(jù)第一實施例，該調(diào)制組包括用于產(chǎn)生至少一個偽隨機控制序列的裝置，時間延遲裝置，用于形成至少一組m個基本序列，各個序列之間都有時間延遲，用于通過m個基本序列分別由對所述產(chǎn)生器產(chǎn)生的周期信號進行相位調(diào)制的裝置，產(chǎn)生m個被相位調(diào)制的周期信號。
根據(jù)另一個實施例，該調(diào)制組包括用于產(chǎn)生至少一個偽隨機控制序列的裝置，用于通過所述序列對由產(chǎn)生器產(chǎn)生的周期信號進行調(diào)制的調(diào)制裝置，以及時間延遲裝置，用于產(chǎn)生在每一個信號之間具有時間延遲的m個被調(diào)制的周期信號。
該設(shè)備包括例如，p組振動器，以及控制單元，用于產(chǎn)生p個最小互相關(guān)基本序列，并將具有時間延遲的這些序列應(yīng)用到每一組振動器。
根據(jù)該設(shè)備的實施例，這些振動器被固定安裝，用于地下區(qū)域的地震監(jiān)測附圖的簡要描述根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置的其它特征和優(yōu)點將參考附圖，由后面的描述而變得更加清楚圖1a到圖1b示出了由相位位移獲得的信號的實例，圖2表示了在每一個周期的開始和結(jié)束處其時間導(dǎo)數(shù)等于零的周期信號的實例，圖3a到3c示出了通過對時間延遲更改的序列進行相關(guān)而獲得的信號的實例，圖4a到4e示出了對應(yīng)于同時發(fā)射的兩個被相位調(diào)制周期源的多個記錄的信號，圖5圖示了該設(shè)備，以及圖6表示了用于不同振動器的控制單元。
詳細(xì)描述下面我們考慮通過編碼、利用偽隨機序列獲得的控制信號的形式，該周期信號a)在每一個周期的開始和結(jié)束處等于零，b)其關(guān)于時間的導(dǎo)數(shù)也在每一個周期的開始和結(jié)束處等于零，c)因此其對于一個周期的積分為零。
在所有可能的具有這樣特性的信號中間，可以選擇例如2π.f.t(1-cos2π.f.t)形式的信號為例(圖2)。
被時間延遲更改的序列的相關(guān)通過BSML序列對頻率為fc(以及周期T＝1/fc)的正弦曲線信號進行相位調(diào)制(圖1a)。這樣構(gòu)成(圖1b)的序列S的長度是Ts＝(2n-1)Tc，其中n是整數(shù)。序列S被分成兩個子序列S1，由S的2n-1個第一載波周期構(gòu)成，以及S2，由序列的其它部分構(gòu)成，也就是2n-1個載波周期，S＝(S1S2)(圖3a)。令Scyc為來自序列S的信號周期，也就是由循環(huán)(SSS...)組成。由基本序列S對Scyc的相關(guān)(圖3b)給出由序列Ts的長度留出空隙的峰值。如果我們通過應(yīng)用2n-1項時間延遲并由循環(huán)排列完成來構(gòu)成另一個BSML序列，也就是序列S′＝(S2S1)(圖3c)，則通過S′對Scyc的相關(guān)也給出了在時間Ts留出空隙的峰值(圖3d)。這些峰值給出了對應(yīng)于S1的長度的、與Scyc*S相關(guān)的峰值相關(guān)的時間延遲2n-1Tc。
陸地地震勘測-振動時間和監(jiān)聽時間在陸地地震勘測中，該源在固定點處振動，并且它的振動被中斷足夠長的時間以至于足夠允許位移到下一個位置并接地。因此必須要確定基本序列循環(huán)的長度之間的關(guān)系、振動時間和監(jiān)聽時間。“監(jiān)聽時間”所指的是彈性波在源和波接收器之間的最大運動時間，該彈性波將在被勘測的區(qū)域的最深反射器處被反射。
我們考慮在時間t處的(通過反射器將聲波從源移動到接收器所需要的時間)地下反射器。如果源發(fā)射了基本序列S的循環(huán)振動Scyc，這一振動將從時間t處開始記錄。由基本序列S的相關(guān)將給出一個在時間t處的峰值，也就是在t-Tc和t+Tc之間的信號，其中Tc為載波的周期，其它峰值被基本序列Ts的長度的相乘留出空隙，以及峰值之間的最小噪聲，因此在t-Ts+Tc和t+Ts-Tc之間。
對于在時間0處的反射器，我們將得到從0到Tc的狹窄信號，以及一個穩(wěn)定到Ts-T≥Te的最小噪聲。對于在時間處Tc＜t≤Te≤Ts-Tc的反射器，我們將得到在t-Tc和t+Tc之間的狹窄信號，以及一個從0穩(wěn)定到t-Tc以及從t+Tc穩(wěn)定到Te的最小相關(guān)噪聲。通過其基本序列S對Scyc的相關(guān)允許再次找到由全部寬度為2Tc的三個半圓形信號轉(zhuǎn)換的反射系數(shù)系列。
對于通過一個等于監(jiān)聽時間Te的時間的相關(guān)，所發(fā)射的信號能夠被限制到長度為Ts+2Te的循環(huán)信號Scyc的一部分，該長度等于序列長度之和并且等于監(jiān)聽時間的兩倍，該基本序列產(chǎn)生該循環(huán)信號部分的中心。
類似地，可以發(fā)射一個由簡單基本序列構(gòu)成的信號，并且可以對被長度為Ts+2Te的該基本序列循環(huán)接收部分反射的信號的記錄進行相關(guān)，該基本序列產(chǎn)生循環(huán)信號部分的中心。
我們考慮同時記錄兩個源的情況，一個隨著其長度至少等于兩倍監(jiān)聽時間的信號S一塊振動的序列被分成兩個子序列S1和S2，每一個子序列等于或大于該監(jiān)聽時間，帶有被時間延遲更改的序列并由循環(huán)排列完成的其它振動包含兩個子序列S2和S1。這兩個記錄的分離機制由圖4a到4e表示。
考慮到來自兩個同時發(fā)射的源之一的反射，例如，長度大于兩倍監(jiān)聽時間的信號S，可以被分成兩個子序列S1和S2，每一個都長于監(jiān)聽時間(圖4a)。這一反射將是一個類似于所發(fā)射信號的信號，由反射系數(shù)加權(quán)并且在到達時間t處開始。通過將發(fā)射序列S1S2之后的序列S1的一部分和該中心序列之前的序列S2的一部分相加構(gòu)成該相應(yīng)的相關(guān)信號(圖4b)，其中該序列S1在子序列開始時開始并且其長度至少等于監(jiān)聽時間，序列S2的長度至少等于監(jiān)聽時間并且在子序列結(jié)束時結(jié)束。當(dāng)相關(guān)信號的中心序列S1S2與反射相反的時候，通過長度等于監(jiān)聽時間的相關(guān)信號(S2Te)S1S2S1(Te))反射的相關(guān)將導(dǎo)致時間t處(圖4c)的峰值。通過對應(yīng)于由第二源發(fā)射的信號S2S1的相關(guān)信號，來自第一源的反射的相關(guān)被時間延遲更改，由更改長度為S1的第一源的相關(guān)信號構(gòu)成，并且由循環(huán)排列實現(xiàn)(圖4d)，在監(jiān)聽時間其間將僅給出最小相關(guān)噪聲。類似地，由對應(yīng)于第二源的相關(guān)序列的來自第二源的反射的相關(guān)將導(dǎo)致在反射到達的時間處的相關(guān)峰值，而對應(yīng)于第一源的相關(guān)序列的相關(guān)將僅給出在最小電平處獲得的相關(guān)噪聲。
通過監(jiān)聽時間的長度對記錄進行相關(guān)，其中該記錄與通過兩個同步源發(fā)射的反射波相互重疊，作為選擇還可以通過相應(yīng)于各個源的相關(guān)序列來允許從兩個源中分離出發(fā)射。
m個源的歸納前面的結(jié)果將被歸納為m個振動器。考慮時間Tv＝(m-1)Te同步振動的m個振動器。由第一振動器發(fā)射的該信號為基本序列，其長度至少等于監(jiān)聽時間與同時振動的振動器數(shù)量m的乘積，即Ts≥mTe。該序列可以被分成長度S1，S2，...，Sn大于或等于監(jiān)聽時間的m個部分。對被反射信號的記錄的相關(guān)，在時間t處開始到達，通過相關(guān)信號(Sn，S1，S2，...，Sn，S1)給出了時間t處的峰值，以及在0和Te之間任意處非常弱的相關(guān)噪聲。通過來自第一序列的任何一個序列對0和Te之間記錄進行相關(guān)將僅給出最小相關(guān)噪聲，其中該第一序列在一個時間間隔內(nèi)例如多個Te(S2，S3，...，Sn，S1)，(S3，...，Sn，S1，S2)，...，(Sn，S1，S2，...，Sn-1，S1)被循環(huán)排列。
如果第二振動器和第一振動器在同一時間振動，該第一振動器具有經(jīng)時間延遲更改的序列，并且由循環(huán)排列S′＝S2，S3，...，Sn實現(xiàn)，S相關(guān)僅會給出最小相關(guān)噪聲。只有S′相關(guān)才會導(dǎo)致在時間t處的峰值。
因此，由同時對幾個振動器進行記錄獲得的記錄能夠被分成與每一個振動器相連接的組件，每一個振動器連續(xù)相關(guān)，具有被等于監(jiān)聽時間相等的時間延遲更改的序列，在來自循環(huán)排列觀測點的最近子序列在左或者在右實現(xiàn)，或者如果這些子序列大于監(jiān)聽時間，利用長度等于監(jiān)聽時間的部分。
實例我們考慮帶有210-1＝1023項、以60Hz載波調(diào)制、時間延遲遞減、循環(huán)排列的BSML序列的5個同步振動的振動器。因此，序列的長度為1023/60～17秒。該監(jiān)聽時間將相當(dāng)于序列長度的五分之一(對于某些載波周期之內(nèi))，例如17/5～3.4秒。該振動器的(同步)振動的長度將是17秒。該相關(guān)信號將具有如下的長度17+2×3.4＝23.8s。
最小相關(guān)序列如果我們接受一個-30dB的相關(guān)噪聲，則可以使用例如一個發(fā)射設(shè)備，包括4行振動器，每行5個，各個振動器同步振動并且被34s序列控制，監(jiān)聽時間6.8秒。在第一行，振動器同步振動或者不振動，具有被如上所述的合適時間延遲更改的相同序列。下一行振動器被屬于第一序列所屬的最小相關(guān)序列組的序列控制。只要它們在區(qū)域內(nèi)并且振動準(zhǔn)備就緒，每一行的振動器就可以開始振動。因此可以獲得可觀的生產(chǎn)效益。
該執(zhí)行設(shè)備(圖5)包括控制單元1，被用于具有相位調(diào)制周期信號的m個振動器，系統(tǒng)2，用于采集和記錄對應(yīng)于所發(fā)射的周期信號的與該結(jié)構(gòu)耦合的地震接收器R1-Rk獲取的信號，處理系統(tǒng)3，用于通過與發(fā)射的信號相關(guān)來處理被接收器R1到Rk接收的地震信號，例如可編程計算機。
控制單元1包括周期信號產(chǎn)生器4，以及調(diào)制組MA，用于根據(jù)周期信號產(chǎn)生m個相位調(diào)制的周期信號，應(yīng)用到m個振動器V1-Vm。
根據(jù)第一實施例(圖6)，調(diào)制組MA包括裝置5，用于產(chǎn)生至少一個偽隨機控制序列，元件6，用于一個時間延遲，以便根據(jù)所述序列，形成至少一組分別在每一個之間具有時間延遲的m個偽隨機二進制序列。根據(jù)每一組振動器的數(shù)目m，通過控制序列的長度來分配該時間延遲。
相位調(diào)制設(shè)備7與信號產(chǎn)生器4和元件6相連，用于將時間延遲應(yīng)用到周期信號，并且它產(chǎn)生m個被相位調(diào)制的周期信號。設(shè)備7通過連接裝置(L)被連接到每一組中的多個振動器(V1-Vm)上。
根據(jù)第二實施例(圖7)，調(diào)制組MA包括裝置5，用于產(chǎn)生至少一個偽隨機控制序列，調(diào)制設(shè)備7′用于利用所述序列，調(diào)制由產(chǎn)生器4產(chǎn)生的周期信號，裝置6′，用于產(chǎn)生m個被相位調(diào)制的周期信號，該信號包括一個在每一個之間的時間延遲。類似地，設(shè)備7′通過連接裝置L連接到每一組中的多個振動器(V1-Vm)。
可以選擇任何類型的偽隨機序列來對信號進行相位調(diào)制。
權(quán)利要求
1.一種利用彈性波在地下地層中進行信息勘測或監(jiān)測的方法，包括利用幾個地震源(V1到Vm)在地下同步發(fā)射地震波，每一個源或者由利用偽隨機序列進行信號編碼形成的一個基本序列組成的信號控制，該每一個基本序列的長度至少等于監(jiān)聽時間與同步振動的地震源的數(shù)目的乘積，或者由分別由這一基本序列在前和在后擴展長度至少等于監(jiān)聽時間的部分構(gòu)成的信號控制；響應(yīng)于所發(fā)射的信號而接收和記錄被下層土不連續(xù)點反射信號；以及對記錄的信號進行處理，通過將所述基本序列在前和在后擴展長度至少等于監(jiān)聽時間的部分、由循環(huán)排列獲得的信號，或者將分別由所述基本序列獲得的信號，與接收到并被記錄的信號相關(guān)，從而不同地震源的各自作用是獨立的，其特征在于，用于不同振動器的信號是根據(jù)周期信號形成的，信號的振幅和關(guān)于振幅時間的導(dǎo)數(shù)在每一個周期的開始和結(jié)束處等于零，并且其在一個周期上的積分為零。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，具有sin2πft(1-cos2πft)的形式的頻率f的信號，被用作周期信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該基本序列由周期信號的相位調(diào)制形成，并且這些序列被用于振動器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，同樣的控制序列被用于所有的振動器，具有時間延遲和循環(huán)排列，兩個振動器之間的時間延遲至少等于監(jiān)聽時間，以及基本控制序列的長度至少等于時間延遲之和與監(jiān)聽時間之和。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，振動器被幾個最小互相關(guān)序列連接的組控制，每一個振動器發(fā)射具有其本身的序列與其它振動器獨立的振動
6.根據(jù)權(quán)利要求4和5任一項所述的方法，其特征在于，振動器被分成幾組，并且屬于同一組最小互相關(guān)序列的一個偽隨機序列被分配到每一個組中，一組中不同的振動器被具有所述時間延遲的同樣的基本序列控制。
7.一種利用彈性波進行地下地層信息勘測或監(jiān)測的設(shè)備，包括至少一組m個振動器(V1-Vm)，一控制單元(1)，用于通過對周期信號進行相位調(diào)制以控制不同振動器，與地層耦合的地震接收器(R1-Rk)，系統(tǒng)(2)，用于對對應(yīng)于所發(fā)射的周期信號的由下層土不連續(xù)點反射的地震信號進行采集和記錄系統(tǒng)(3)，用于處理被記錄的地震信號，利用與所發(fā)射的周期信號的部分相關(guān)，其特征在于，控制單元(1)包括一個信號產(chǎn)生器(4)，以及調(diào)制組(MA)，用于形成m個由偽隨機序列進行過相位調(diào)制的基本序列，以及連接裝置(L)，用于對每一組不同的振動器(V1-Vm)同步信號，該信號由調(diào)制組產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，該調(diào)制組(MA)包括裝置(5)，用于產(chǎn)生至少一個偽隨機控制序列，時間延遲裝置(6)，用于形成至少一組分別具有每一個之間的時間延遲的m個基本序列，裝置(7)用于由m個基本序列分別對所述產(chǎn)生器(4)產(chǎn)生的周期信號的相位調(diào)制，產(chǎn)生m個被相位調(diào)制的周期信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備其特征在于，調(diào)制組(MA)包括裝置(5)，用于產(chǎn)生至少一個偽隨機控制序列，調(diào)制裝置(7′)，用于由所述序列調(diào)制由產(chǎn)生器(4)產(chǎn)生的該周期信號，時間延遲裝置(6′)，用于產(chǎn)生m個被調(diào)制的每一個之間具有時間延遲的周期信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至8任一項所述的設(shè)備，其特征在于，控制單元(1)適用于在根據(jù)每一個控制序列的長度、和接收的振動信號監(jiān)聽時間的時間期間發(fā)射。
11.根據(jù)權(quán)利要求7到10任一項所述的設(shè)備，其特征在于，包括p組振動器，控制單元(1)適用于產(chǎn)生p個最小互相關(guān)基本序列，以及將這些序列應(yīng)用到具有時間延遲的每一組振動器。
12.根據(jù)權(quán)利要求7到11任一項所述的設(shè)備，其特征在于，振動器最好安裝用于地下區(qū)域的地震監(jiān)測。
全文摘要
利用幾個振動器，利用偽隨機序列，使用通過對周期信號的相位調(diào)制獲得的同步發(fā)射的地震信號的地震勘測方法及設(shè)備，其中該周期信號的振幅和關(guān)于振幅時間的導(dǎo)數(shù)在每一個周期的開始和結(jié)束處等于零。對應(yīng)于所發(fā)射的周期信號的被下層土不連續(xù)點反射的該地震信號被加上了信息的接收器獲取，并且被記錄在采集和記錄系統(tǒng)中。所發(fā)射的地震信號或者是由基本序列形成，該基本序列的長度至少等于地震源的數(shù)目的乘積，這些地震源在監(jiān)聽時間內(nèi)同步振動，或者是由這些在前和在后擴展的基本序列構(gòu)成，這些序列中一部分的長度至少等于該監(jiān)聽時間，對應(yīng)于所發(fā)射的信號的被下層土不連續(xù)點反射的信號的接收和記錄，以及被記錄的信號的處理。通過將或者其長度至少等于該監(jiān)聽時間的部分信號，由循環(huán)排列獲得的所述在前和在后擴展的基本序列構(gòu)成的信號，或者將所述的基本序列獲得的信號與該接收到并被記錄的信號相關(guān)，從而不同地震源的各自作用是獨立的。應(yīng)用例如水庫的地震勘測或者地震監(jiān)測。
文檔編號G01V1/00GK1442706SQ0312179
公開日2003年9月17日 申請日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月1日
發(fā)明者M·貝克 申請人:法國石油研究所