Delist.ru

Динамика и синтез широкополосных сейсмических приборов (15.09.2007)

Автор: Головин Константин Александрович

Певзнер Александр Абрамович

динамика и синтез

широкополосных сейсмических приборов

01.02.06 – Динамика, прочность машин, приборов

и аппаратуры,

05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка

информации (промышленность, технические системы)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Рыбинск – 2007

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении

высшего профессионального образования «Ярославский государственный педагогический университет имени К.Д. Ушинского»

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Вечфинский Владимир Сигизмундович

доктор технических наук, профессор Савин Леонид Алексеевич

доктор технических наук, профессор Яманин Александр Иванович

Ведущая организация – ГФУП ВНИИГЕОФИЗИКА (Москва)

Защита состоится « 7 » ноября 2007 года на заседании диссертационного совета ДМ 212.210.02 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева по адресу: 152934, г. Рыбинск, Ярославская область, ул. Пушкина, 53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева

Автореферат разослан « __ » __________ 2007 года

Ученый секретарь

диссертационного совета И. В. Надеждин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возможность получить информацию о строении земной коры с минимальными затратами позволяет важнейший метод геофизики – сейсморазведка. Источники сейсмической энергии излучают сигналы в глубь земли, где они отражаются или преломляются к поверхности от зон резкого изменения плотности и скорости распространения, обусловленных вариациями литологии, стратиграфии и структуры горных пород. На поверхности отраженные сигналы регистрируются, обрабатываются с помощью ЭВМ, в результате чего получаются сейсмограммы, геологическая интерпретация которых позволяет определить возможность наличия и потенциальные запасы полезных ископаемых в данной области.

Карстовые, суффозионные образования, погребенные русла, физические свойства горных пород определяются методами инженерной сейсмики.

Специфика сейсмологической характеристики реальных сред и геологических задач, решаемых сейсморазведкой при изучении рудных месторождений и районов, определяется высокими значениями скоростей распространения упругих колебаний в изучаемой части разреза, резким отличием частотного спектра низкоскоростных волн-помех и целевых отраженных волн и использованием информации, в основном заключенной в ближней части сейсмограммы (до 0,5 с). Указанные особенности, с одной стороны, заставляют искать пути повышения разрешающей способности сейсморазведки, что реально за счет увеличения частоты возбуждаемых колебаний, а с другой стороны, требуют увеличения динамического диапазона регистрирующей аппаратуры и исключения из состава возбуждаемого волнового поля наиболее интенсивных волн – низкочастотных помех, связанных с верхней низкоскоростной частью разреза. Исключение низкочастотных помех может быть достигнуто за счет применения источников с управляемым в широком диапазоне частотным спектром. Привлечение сейсморазведки к решению задач классификации аномалий других геофизических методов и к прямым поискам рудных тел может быть эффективно при одновременном использовании волн различной поляризации.

Таким образом, повышение разрешающей способности сейсморазведки может быть достигнуто за счет повышения частоты колебаний (при достаточно большом октавном числе), понижения скорости или за счет использования поперечных волн. Также повышение разрешающей способности сейсморазведки обеспечивает сокращение расстояния до отражающего объекта за счет наблюдений в скважинах, и в этом случае возможности метода будут определяться свойствами приборов в скважинах. Наиболее реальным путем повышения разрешающей способности является расширение частотного диапазона используемых сигналов. При этом, наряду с достижением основной цели, могут быть получены дополнительные преимущества, заключающиеся в увеличении диапазона изучаемых глубин, улучшении соотношения сигнал/помеха и сокращении диапазона волнового поля на входе приемных приборов и в конечном итоге в вовлечении в число объектов прогнозирования непосредственно рудных тел и других структурно-вещественных неоднородностей малого размера. Появляется возможность включить в число изучаемых параметров так называемые «собственные частоты колебаний» геологических неоднородностей.

Повышение точности и селективности сейсмических методов особенно важно при решении задач инженерной сейсмики.

В связи с этим повышение разрешающей способности сейсморазведки является актуальной научной проблемой.

Активное развитие высокочастотных модификаций сейсморазведки сдерживается в первую очередь проблемами возбуждения и регистрации широкополосных сигналов с преобладанием высоких частот.

Так как повышение разрешающей способности сейсморазведки в большой мере зависит от расширения полосы частот при создании и использовании сейсмических приборов, важным является как расширение диапазона частот излучаемых источниками сигналов, так и расширение полосы пропускания приемной аппаратуры. Поэтому исследование динамики и синтез широкополосных сейсмических приборов является важной задачей.

В разработку и совершенствование теории вибрационных машин различного назначения внесли свой вклад многие отечественные и зарубежные ученые. В том числе – А. А. Андронов, П. М. Алабужев, В. Л. Бидерман, Н. Н. Боголюбов, И. И. Блехман, В. В. Болотин, И. И. Быховский, Р. Ф. Ганиев, И. Ф. Гончаревич, Г. Ю. Джанелидзе, Ф. М. Диментберг, М. З. Коловский, К. С. Колесников, В. О. Кононенко, Б. И. Крюков, А. И. Лурье, Л. И. Мандельштам, Ю. А. Митропольский, Р. Ф. Нагаев, Я. Г. Пановко, Г. Я. Пановко, К. В. Фролов, В. Н. Челомей, Д. Ден-Гартог, К. Магнус, Дж. Релей, И. Рокар, Дж. Стокер, С. П. Тимошенко, Ф. Цзе и многие другие.

Цель работы. Разработка научных основ синтеза сложных динамических систем на основе функций сопрягающих частот и динамика широкополосных сейсмических приборов, обеспечивающих повышение разрешающей способности сейсморазведки.

Задачи исследования:

- исследование существующих методов и создание методов синтеза широкополосных сейсмических приборов, обеспечивающих заданные динамические характеристики;

- исследование динамики взаимодействия с геологической средой наземных и скважинных сейсмических приборов в зависимости от их конструктивных параметров;

- исследование динамики электромагнитных процессов в системе статический преобразователь – электрический преобразователь возвратно-поступательного движения;

- анализ существующего аппаратурного обеспечения сейсморазведки и определение путей повышения разрешающей способности;

- разработка математических моделей сейсмических приборов;

загрузка...