СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ НА АКВАТОРИЯХ, ПОКРЫТЫХ ЛЬДОМ
METHOD FOR SEISMIC SURVEY ON WATER BODIES COVERED WITH ICE

Изобретение относится к области геофизики, к разделу сейсмических исследований.
Известен способ геофизической разведки на водных акваториях, покрытых льдом, заключающийся в буксировке сейсмической косы в коридоре, проложенном ледоколом, и выпуске ее через днище судна (1). Данный способ чрезвычайно затратен, и не позволяет получить качественную информацию о полезных ископаемых, расположенных подо дном.
Известен способ проведения сейсмической разведки методом отраженных волн на ледовых акваториях (2). Известный способ также связан с большими затратами, так как требует наличия ледокола и сейсмического судна.
Целью изобретения является повышение производительности (скорости) исследования водных акваторий и существенное удешевление работ.
Поставленная цель достигается тем, что регистрируют отраженную сейсмоакустическую волну на поверхности льда водного бассейна с помощью лазерных интерферометров, расположенных на летательном аппарате, перемещающемся над поверхностью льда, и генерируют сейсмический сигнал с помощью двойного взрывного заряда, сбрасываемого с летательного аппарата, первая часть которого коммулятивным способом разрушает лед, обеспечивая проникновение второй части в воду, которая взрывается в ней.
Кроме того, диаметры расфокусированных лучей лазерных интерферометров, установленных на летательном аппарате, на поверхности льда имеют диаметр, равный половине длины волны сейсмического сигнала, распространяющегося в водной среде, и их пятна расположены в форме круга, число пятен на котором, определяется необходимым разрешением исследовательского комплекса. Сигнал синхроимпульса сейсмического источника получают с помощью центрального интерферометра, пятно которого накрывает водную поверхность, освобожденную ото льда, первой коммулятивной частью заряда.
Возможность реализации способа.
На Фиг.1 и 2 показана реализация предлагаемого способа. Вертолет 1, перемещаясь над ледовой поверхностью 2, сбрасывает двойной заряд ВВ 3 на поверхность льда 2. Первая часть заряда 4 разрушает ледовую поверхность, вторая часть 5, погрузившись под лед, генерирует сейсмоакустический сигнал. Луч центрального лазерного интерферометра 6 регистрирует зондирующую волну. Лучи периферийных интерферометров 7 регистрируют отраженный сигнал, несущий информацию о донных структурах. Необходимо иметь слегка наклоненную в противоположную сторону движения вертолета ось луча центрального интерферометра, чтобы его пятно накрывало эпицентр взрыва второй части (зондирующего) заряда 5, поскольку за время разрушения поверхности льда и погружения второй части заряда 3 на глубину несколько метров вертолет переместится на несколько десятков метров от точки разрушения льда. Точки 7 представляют собой эквивалент сейсмоприемников сейсмической косы. Расположение пятен лазерных интерферометров на поверхности льда показано на Фиг.2.
Для отраженного импульсного сейсмического сигнала толщина льда в 1-3 м хотя и ослабляет его, но не является препятствием для его регистрации. Снятие акустического сигнала с помощью отраженного лазерного луча до расстояния в несколько сотен метров известно (3). Практически идеально белый цвет ледовой поверхности значительно упрощает реализацию данного способа.
Поскольку поверхность льда является не идеально ровной, перемещение вертолета над ней будет вносить значительные помехи в сигнал лазерных интерферометров, находящихся на нем. Однако подобные помехи устраняются тщательной фильтрацией. Здесь значительное влияние оказывает размер пятен лазерных интерферометров, чем больше их размер, тем меньше помехи.
Расположение пятен лазерных интерферометров в виде круга позволяет за счет фазового анализа сигнала значительно повысить разрешение метода при исследовании донных структур. В то же время при значительной неровности льда целесообразно иметь на борту вертолета только один лазерный интерферометр, но диаметр его пятна должен превышать длину волны центральной частоты спектра сейсмоакустического сигнала в 20-50 раз.
Изложенная методика исследования геологических структур подо дном исследуемого бассейна позволит значительно увеличить помехоустойчивость способа, но при этом теряется его разрешающая способность в отношении структурного анализа пород, образующих дно.
На Фиг.1, 2 позицией 2 обозначен лед, позицией 8 - дно, позицией 6 - положение луча лазерного интерферометра когерентного сигнала.
Источники информации
1. Патент России №2317572.
2. Патент России №1835938.
3. Патент России №2363019.