Сейсмические методы решения геологических задач
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
»лерии, но оказалось, что для этой цели лучше подходят не сейсмические, а звуковые волны, распространяющиеся по воздуху. Однако определённые успехи были достигнуты. Такими экспериментами занимались Минтроп и американцы Фессенден, Экхардт, Хейсман, Карчер, Мак-Коллум и другие. Эти шесть человек сыграли ключевую роль в применении сейсмических волн после войны.
Последовал ряд патентов в области использования сейсмических волн. Например, в 1926 г. Минтроп получил патент, относящийся к Методу определения геологических структур (по сути - метод преломленных волн). А в 1922 г. Дж. Ивенс и У. Уитни получили патент по Усовершенствованиям в средствах исследования глубоких слоёв земной коры. В их патенте говорилось: Настоящее изобретение… отличается тем, что звуковые волны принимаются одновременно или почти одновременно на множестве приёмных станций, так как даже в простейшем случае, когда известно, что пласты залегают горизонтально, имеются две неизвестных величины: 1)средняя скорость отражённой волны и 2) глубина отражающего пласта, а следовательно два уравнения, и поэтому необходимо иметь данные минимум двух измерений. Несмотря на довольно полное описание метода отражённых волн, этот патент не сыграл заметной роли в последующих разработках, которые были сосредоточены в основном на использовании метода преломлённых волн.
В 1920 г. Хейсман, Экхардт, Карчер и Мак-Коллум основали фирму Геологическая инженерия (Geological engineering), чтобы применить сейсморазведку для поисков нефти. Они превратили осциллограф в трехдорожечный регистратор и создали электродинамические сейсмометры на основе радиотелефонных приемников. И это дало результат: в июне 1921 г. они получили на Белл-Айл (Оклахома-Сити) отчетливое отражение от контакта между слоями глины и известняка. Экспериментальные работы с отражёнными и преломлёнными волнами проводились в течение примерно пяти месяцев. Они использовали весьма изощрённые методы. Например, в одном из экспериментов для того, чтобы получить волны, наиболее близкие к плоским, сбрасывали динамит с самолёта. Естественно, что фирма испытала все свои фонды. Да и нефть резко потеряла в цене. Это привело к тому, что все руководители, за исключением Мак-Коллума, вернулись к своим делам. А он согласился расплатиться с кредитами за оборудование и патентные права фирмы. (Шерифф Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка: в 2 т. Т.1 История, теория и получение данных. - М., 1987).
Но не надо думать, что только эти люди занимались сейсмическими методами. Параллельно велись и другие работы: изучались скорости волн в разных средах, волны разделялись по типам, совершенствовалась аппаратура, математический аппарат и прочее.
В конце 20-х годов сейсмическая разведка стала продвигаться за пределы США и Германии: в Персию (Иран) и Венесуэлу в 1927 г., в Австралию в 1929 г., в Ост-Индию в 1930 г. Всё больше компаний стали использовать сейсмические методы в своей деятельности.
Шло время, и развитие методов не стояло на месте. Так при измерениях стали использовать большее количество приёмников (к 1981 г. их число возросло до 96-ти, сейчас - в разы больше). Механические сейсмоприёмники вскоре были заменены электрическими сейсмоприёмниками с ламповыми усилителями. Вследствие высокого уровня шумов существовавших тогда ламп первые электрические сейсмоприёмники должны были обладать высокой чувствительностью. С появлением менее шумящих ламп необходимость в мощных усилителях пропала, и это позволило значительно уменьшить вес приёмников (с 15 кг до нескольких грамм), что в свою очередь позволило свободно использовать несколько приёмников при одном эксперименте. В 1932 г. была разработана автоматическая регулировка усиления. И так далее.
Таблица 1. Хронология развития сейсмических методов и аппаратуры
ДатаМетод или аппаратура1914Механический сейсмограф Минтропа1917Патент Фассендена на сейсмический метод1921Сейсмические работы методом отражённых волн фирмой Джеолоджикал энджиниринг1923Разведка методом преломлённых волн фирмой Сейсмос в Мексике и шт. Техас, США1925Метод веерных наблюдений Электрический сейсмограф для регистрации преломлённых волн Использование радиосигналов для целей связи и отметки момента взрыва1926Метод прослеживания отражений1929Определение углов наклона пластов методом отражённых волн1931Профилирование методом преломлённых волн со встречной системой наблюдений Использование сейсмоприёмника для определения вертикального времени Передвижной буровой станок, смонтированный на грузовике1932Автоматическая регулировка усиления Сменные фильтры1933Группирование сейсмоприёмников1936Метод Рибера, первая воспроизводимая сейсмическая запись1939Использование замкнутых полигонов для контроля невязки1942Временные разрезы Смешение сигналов1944Крупномасштабные наблюдения на море Большие группы1947Морская сейсморазведка с использованием радионавигационной системы Шоран1949Оптический мирраграф1950Метод общей глубинной точки1951Радионавигация со средним радиусом действия1952Аналоговая регистрация на магнитную ленту1953Получение записей методом Вибросейс Применение падающего груза1954Непрерывный акустический каротаж (скорости)1955Подвижные магнитные головки1956Обработка данных в специальных центрах1961 - 1962Деконволюция аналоговых сигналов и фильтрация по скорости1963Регистрация данных в цифровой форме1965Пневматический источник сейсмических колебаний1967Регуляторы глубины погружения сейсмоприёмной косы1972Яркое пятно1974Цифровая запись1975