Page 18 - 应用声学2019年第5期

770 2019 年 9 月

1.2 S-S 波时取地层横波速度。通过对图 4 模型计算阵
1.0
列接收器回波到时，S-S波到时与源距关系如图5 所
0.8
0.6 P ฉ S ฉ S-S ฉ
0.4
ࣨए/mV 0.2 0 3.2
3.1
-0.2 3.0
-0.4 2.9
-0.6 ູᡰ/m 2.8
-0.8
2.7
-1.0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
2.6
௑ᫎ/ms
2.5
(a) ௑۫ฉॎ
0 1 2 3 4 5 6 7 8
120 ௑ᫎ/ms
(a) ໅ศᄰय़1.6 mവی᫼ѵฉॎڏ
100
80 2000 S ฉ
S-S ฉ
ࣨϙ 60 3000 P ฉ
ᤴए/(mSs -1 ) 5000
40 4000
20 6000

0 7000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ᮠဋ/kHz 8000
(b) ᮠ៨
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
图 2 声源的时域波形及其频谱 ௑ᫎ/ms
(b) STCܫေѬౢڏ
Fig. 2 Source wave in time and frequency spectrum
图 3 深度记录点为 4.5 m 处的数值模拟波列及
1.3 计算结果分析 STC 分析图
图3为深度记录点为4.5 m时溶洞直径为1.6 m Fig. 3 Wave train of numerical simulation and
的阵列波形图及其 STC 处理结果图。井孔模式波 STC diagram when the depth is 4.5 m

主要包括 P 波和 S 波。P 波到时较早，幅度很弱；S
z
波到时较晚，幅度较强。P 波相关性较差，速度约为
R n
3980 m/s，基本等于地层纵波速度；S波相关性较好，
⊲⊲⊲ d/⊲ m
速度约为 2200 m/s，略低于地层横波速度，这是由
R  l z /⊲ m
于偶极子波的频散特性造成的。
T
根据设计模型，回波的理论视速度可以由第 i
l r/ m
个接收器与第 j 个接收器间距 R i R j 与到时差 ∆t ij 15 m
的比值求得，已知相邻接收器间距为 0.1 m，散射
波路径由图 4 中黑色虚线所示，到时 t i 可由式 (4)
求得：
√
(l z − d − TR 1 /2 + TR i ) + l 2 r
2
t i =
v 0.1 m R
√
2
(l z − d − TR 1 /2) + l 2 r 5 m
+ , (4)
v
图 4 深度记录点为 4.5 m 时 S-S 回波视速度计算
式 (4) 中，TR i 为声源与第 i 个接收器的源距，l r 为 示意图
溶洞在 r 方向与井轴距离，l z 为溶洞在深度方向上 Fig. 4 Velocity calculation diagram of S-S echo
的坐标，d 为深度记录点深度，v 为计算速度，计算 when the depth is 4.5 m