倾斜检波器与地表双自由度耦合效应

发布时间：2021-10-01 01:31

　　煤田地震数据采集过程中,存在同一检波点位置重复插拔布设检波器的情况,检波器多次插拔布设存在倾角差异,导致检波器与地表耦合条件变化,影响地震数据采集质量。将检波器倾角参数引入检波器与地表耦合系统。从振动力学的角度推导倾斜检波器"双自由度耦合振动系统",研究检波器倾角、检波器与地表相对阻尼系数、地表介质参数对耦合系统的影响,分析相同检波点位置重复布设检波器对地震数据采集的影响机理。研究结果表明,检波器倾角的增加将衰减检波器与地表耦合系统的幅频响应,提高耦合系统的谐振频率,说明本次倾斜检波器与地表耦合系统模型构建合理,结果可用于指导和规范地震数据采集工作。 

【文章来源】：煤田地质与勘探. 2020,48(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

倾斜检波器与地表耦合模型

当检波器分别倾斜0o、15o、30o、45o时，检波器–地表介质耦合系统的幅频、相频响应分别如图2a和2b所示。图2a中曲线表明：检波器–地表耦合系统的2个谐振频率分别为检波器芯体的谐振频率(10 Hz)和检波器尾椎–地表耦合系统的谐振频率(180 Hz附近)。检波器倾角对检波器芯体振动的谐振频率和振幅响应没有明显影响；随着倾角的增加，检波器尾椎–地表耦合系统的谐振频率提高，并且导致各频段的振幅能量减小。当频率分布在0～10 Hz，检波器–地表耦合系统的振幅谱值小于1，该频段地震信号的振幅能量将被衰减；当频率分布在10～50 Hz，随着检波器倾斜角度的增加，振幅谱能量衰减，导致检波器–地表耦合系统的振幅谱值略小于1，有效地震信号基本分布在该频段，因此，有效信号的振幅能量会有一定的衰减；当频率分布大于50 Hz，检波器–地表耦合系统的振幅谱值不断增加，将对该频段地震信号的振幅产生明显影响，因此，增强了高频地震信号的影响，地震信号的信噪比将降低。从图2b中的曲线可知：检波器–地表双自由度耦合系统具有2个相位跃变点，分别对应检波器芯体的谐振频率(10 Hz)和检波器尾椎–地表耦合系统的谐振频率(200 Hz附近)。检波器–地表耦合系统将引起相位的跃变，对地震信号的接收时间产生一定影响。图3表示地震信号通过倾斜检波器–地表耦合系统的波形差异，由图中可知，地震信号在通过具有不同倾角的检波器–地表耦合系统后波形的振幅能量变化较小。结合图2可知：检波器倾角的增加使得幅频响应减小，检波器接收的地震信号的振幅能量将减小；相频响应变化较小，因此相位变化较小，检波器接收的地震信号的波形与实际地震信号的波形基本没有差别。因此，检波器倾角的变化对地震信号的影响主要表现为振幅能量的差异，波形特征基本没有变化。

图3表示地震信号通过倾斜检波器–地表耦合系统的波形差异，由图中可知，地震信号在通过具有不同倾角的检波器–地表耦合系统后波形的振幅能量变化较小。结合图2可知：检波器倾角的增加使得幅频响应减小，检波器接收的地震信号的振幅能量将减小；相频响应变化较小，因此相位变化较小，检波器接收的地震信号的波形与实际地震信号的波形基本没有差别。因此，检波器倾角的变化对地震信号的影响主要表现为振幅能量的差异，波形特征基本没有变化。2.2 阻尼系数对耦合系统的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]检波器-大地耦合系统特性的振动力学解释、模态参数识别及其对地震资料的影响与消除[J]. 魏继东.  地球物理学进展. 2013(04)
[2]镇巴复杂山地地震采集质量影响因素分析[J]. 丁伟.  石油物探. 2006(04)
[3]地震勘探采集中尾锥因素对检波器耦合系统的影响[J]. 刘志田,吴学兵,王文争,宁靖.  中国石油大学学报(自然科学版). 2006(03)
[4]地震勘探中振动问题分析[J]. 吕公河.  石油物探. 2002(02)
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本文编号：3416987