Разработка и опробование трехкомпонентной градиентной установки…

Разработка и опробование
трехкомпонентной градиентной установки
для регистрации сейсмоакустического поля
в геодинамически активных регионах

1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

2 Научная станция РАН, г. Бишкек, Киргизская Республика

3 Центр геоэлектромагнитных исследований – филиал Института
физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Троицк, Россия

Автор для переписки: П.А. Казначеев, e-mail: p_a_k@mail.ru

Для геодинамически активных регионов планеты актуальна задача мониторинга геодинамических процессов, которые проявляются в различных геофизических полях. Успешное решение проблемы разделения магнитотеллурического поля на эндогенную и экзогенную составляющие позволяет обнаруживать момент активизации трещинообразования, но пока без локации активировавшегося объема. Для локации (в первом приближении – пеленгации) этого объема можно отслеживать сейсмоакустическое поле, также связанное с трещинообразованием. В статье описывается разработка и опробование трехкомпонентной градиентной установки регистрации сейсмоакустического поля. Подробно рассмотрено техническое обеспечение и требования к нему. Приведены результаты опробования установки на режимных стационарных пунктах Научной станции РАН в г. Бишкек. Применение такой градиентной установки дает основания разделять источники по направлению на них благодаря наличию вертикальной и двух трансверсальных компонент.

Ключевые слова: геодинамически активные регионы, сейсмоакустическое поле, трехкомпонентная градиентная установка, коммутатор сигналов, аудио-АЦП, LPT-порт, пеленгация

Цитируйте эту статью как: Казначеев П.А., Матюков В.Е., Александров П.Н., Непеина К.С. Разработка и опробование трехкомпонентной градиентной установки для регистрации сейсмоакустического поля в геодинамически активных регионах // Сейсмические приборы. 2019. Т. 55, № 1. C.46–58. https://doi.org/10.21455/si2019.1-3

Александров П.Н., Рыбин А.К. Разделение магнитотеллурического поля на эндогенную и экзогенную составляющие: методологический аспект // Проблемы геодинамики и геоэкологии внутриконтинентальных орогенов: Тез. докл. VII Междунар. симпозиума, г. Бишкек, 19–24 июня 2017 г. Бишкек: НС РАН, 2017. С.384–386.

Баталев В.Ю., Баталева Е.А., Рыбин А.К., Александров П.Н., Матюков В.Е., Забинякова О.Б. Разделение магнитотеллурического поля на экзогенную и эндогенную составляющие. Первые практические результаты // Сборник материалов IV Школы-конференции “Гординские чтения”: Президиум РАН. М.: ИФЗ РАН, 2017. С.25–29.

Камшилин А.Н., Казначеев П.А. Локальный измеритель тока – прибор для геоэлектрических измерений // Наука и технологические разработки. 2017а. № 1. С.33–42. https://doi.org/10.21455/std2017.1-3

Камшилин А.Н., Казначеев П.А. Патент по заявке № 2016126148/28, МПК7 G 01 V 3/08. Устройство для измерения компонент вектора плотности тока в проводящих средах / заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН). № 2016126148/28; заявл. 30.06.2016; опубл. 06.10.2017б, Бюл. № 28.

Карта новейшей тектоники Киргизской ССР масштаба 1:500000 / Под ред. О.К.Чедия. Главное управление геодезии и картографии СССР. М.: 1988.

Хаврошкин О.Б. Некоторые проблемы нелинейной сейсмологии. М.: ОФИЗ РАН, 1999. 286 с.

КАЗНАЧЕЕВ Павел Александрович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7(499) 254-23-40. E-mail: p_a_k@mail.ru

МАТЮКОВ Виталий Евгеньевич – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, ФГБУН Научная станция Российской академии наук в г. Бишкеке. 720049, Киргизская Республика, г. Бишкек-49. Тел.: +996550018386. E-mail: vitaliy@gdirc.ru

АЛЕКСАНДРОВ Павел Николаевич – доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, Центр геоэлектромагнитных исследований – филиал Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук. 108840, г. Москва, г. Троицк, а/я 30. E-mail: alexandr@igemi.troitsk.ru

НЕПЕИНА Ксения Сергеевна – младший научный сотрудник, ФГБУН Научная станция Российской академии наук в г. Бишкеке. 720049, Киргизская Республика, г. Бишкек-49. E-mail: neks@gdirc.ru, nepeina.k@mail.ru

English Translation: Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online),

Development of three-axis gradient system
for seismoacoustic data acquisition
in geodynamically active regions

1 Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

3 Geoelectromagnetic Research Centre, Russian Academy of Sciences, Troitsk, Russia

Abstract. For geodynamically active regions of Earth, the task of geophysical monitoring is very urgent. Geodynamic processes act on geophysical properties and fields. The problem of magnetotelluric field separating into an endogenous and exogenous component is solved successfully formerly. It makes possible to detect moment of cracks propagation, but so far without active area locating. For this locating, it is allowed to monitor of seismoacoustic field, which relates with cracks propagation too. In the paper, it describes development and testing of three-axis gradient system for seismoacoustic data acquisition. System is low-cost and composed of 18 seismic sensor, multichannel commutator, laptop with LPT port and audio input, matching units. Hardware and software features, as well as requirements are examined in detail. System testing behavior on stationary observation points of Research Station of RAS in Bishkek city and acquisition data example are given. The use of gradient system allows to separate sources in it direction, due to presence of one vertical and two transversal components

Keywords: geodynamically active regions, seismoacoustic field, three-axis gradient system, signal commutator, audio ADC, LPT port, direction finding.

KAZNACHEEV Pavel Aleksandrovich – Candidate of Technical Sciences, Senior Staff Scientist, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Russia, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. Phone: +7 (499) 254-23-40. E-mail: p_a_k@mail.ru

MATIUKOV Vitalii Evgenievich – Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Staff Scientist, Federal State Budget Institution of Science Research Station of the Russian Academy of Sciences in Bishkek city. 720049, Kyrgyzstan, Bishkek, Bishkek-49, Research Station RAS. Phone: +996550018386. E-mail: vitaliy@gdirc.ru

ALEXANDROV Pavel Nikolaevich – Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Leader Staff Scientist, Geoelectromagnetic Research Center of the Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian. 108840, Russia, Moscow, Troitsk, P.O.B 30. Phone: +79161114962. E-mail: alexandr@igemi.troitsk.ru

NEPEINA Kseniia Sergeevna - Junior Staff Scientist, Federal State Budget Institution of Science Research Station of the Russian Academy of Sciences in Bishkek city, 720049, Kyrgyzstan, Bishkek, Bishkek-49, Research Station RAS. Тел.: +79163547931. E-mail: neks@gdirc.ru, nepeina.k@mail.ru

Cite this article as: Kaznacheev P.A., Matiukov V.E., Aleksandrov P.N., Nepeina K.S. Development of three-axis gradient system for seismoacoustic data acquisition in geodynamically active regions. Seismicheskie Pribory, 2019, Vol. 55, no. 1, pp. 46–58. [in Russian].

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2020, Volume 56, Issue 1.

СЕЙСМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ. 2019. Том 55. № 1. C.46–58. https://doi.org/10.21455/si2019.1-3