基于伪随机编码技术的冲击夯震源控制方法研究

Vibrator is used broadly in seismic exploration,but in some complex area or special area we couldn't use detonator and big vibrator equipment, so researching a vibrator for complex geological environment is in the face. Battering rammer has characteristic such as light mass、high output power、gas drived and so on, but as a result of single vibration frequency , the result of seismic wavelet is bad, how can we control the sweep process of the vibrator is the point . This item aim at exact improving for battering rammer, arrving at exactitude control by circuit system, we put forward an pseudorandom coding technique used for battering rammer, and getting an exactitude vibration control, by many pseudorandom code, we build vibration databank, this databank aim at different ground , we can get pseudorandom code and parameter from databank quickly .Object is solving the bad result of seismic wavelet caused by single vibration frequency , the battering rammer can transmit power to underground by expectant require, finally realizing the field application of battering ram vibrator. This item reserch on vibration characteristics of battering rammer and pseudorandom code theory , offering new theory for battering ram vibrator application.

在山区复杂地表条件下，已有的可控震源设备由于自身结构、移动等特性，无法满足地震勘探的要求。冲击夯具有质量轻便于携带、能量转换效率高等优点，应用于复杂地表条件的地震勘探具有巨大潜力，控制冲击夯震源实现最佳的地震子波是其实际应用的瓶颈与难点。 本项目首先针对冲击夯进行深入研究，采用电路系统精密控制冲击夯的震动，然后提出采用伪随机编码方法实现冲击夯的精密振动控制，最终依据不同泊松比的地表条件，通过多种伪随机编码建立冲击夯震动数据库，实现伪随机编码控制的冲击夯震源。通过本课题的研究解决冲击夯单一震动频率对地震子波的相关干扰影响，保证冲击夯震源的能量按预期要求向地下传播，实现冲击夯震源的野外应用。 本项目将通过研究冲击夯自身震动特性及伪随机编码方法，为冲击夯震源的应用提供保障。

震源是地震勘查技术的重要组成部分，是产生地震信号的源头，震源的信号质量直接影响地震勘查效果。随着勘探的不断深入，目前越来越多的勘探地区向山区等复杂地表条件地区挺进，由于山区复杂地形条件限制，多种已有的震源无法满足山区复杂地形的勘探要求，冲击夯具备内燃机动力、具有较高的输出力、质量较小便于携带等特点，在山区复杂地表下具有应用价值，但是由于其自身单一震动频率会导致在地震剖面中形成“假层”。. 针对冲击夯在地震勘探中存在的问题，本项目主要开展了以下工作：1.冲击夯震动的伪随机编码控制研究。通过对冲击夯开展了电子、机械的精密仿真，设计并实现了冲击夯可控震源的伪随机编码控制器以及冲击夯可控震源的油门精密控制系统，通过整体集成，实现了可以根据编码控制的冲击夯可控震源系统，在实际应用中可以根据编码实现冲击能量的输出控制，达到预期的效果；2.采用伪随机编码控制的冲击夯可控震源应用研究。通过伪随机编码控制，解决了冲击夯单一振动频率对地震子波的相关干扰问题，对伪随机编码控制参数建立数据库，可以有效快速的开展冲击夯可控震源的野外实际测试，已经在多地开展了相应的测试。..通过实际测试，得到了冲击夯可控震源在多地测试的结果，伪随机编码控制方法所得到的地震子波主旁瓣比值达到了40.1dB，伪随机编码方法得到的主瓣和相关干扰的比值达到了68.1dB，通过对比分析，结果表明伪随机控制方法有效的减小了冲击夯工作时的单一振动频率对于地震子波的干扰影响，与常规随机振动控制方法对比减少了相关干扰接近40dB。. 通过三年的努力工作，项目组研制成功了两套基于伪随机编码的冲击夯可控震源系统，具有质量轻、携带方便等优点，便于野外施工，为地震勘探提供了一种新型的可控震源系统。. 目前已经对冲击夯可控震源系统开展了多次野外实验，结果表明，冲击夯可控震源系统已经可以满足中浅层的地震勘探需求，特别是对于地震工程勘探等领域具有广泛的应用前景。