Многоканальная система сбора и обработки сейсмической информации Советский патент 1983 года по МПК G01V1/22 

к

4;

со Изобретение относится к сейсморазведка, в.частности к многоканал ным устройствам для регистрации и обработки сейсмической информации полевых условиях. Известна сейсмическая система /сбора данных, содержащая передатчик сигналов единого времени с каналом связи, пункт сбора информации, линии с соединительными устрой1ствами, пункт.наблюдения, образующие , где с целью раолиреиия пропускной способности осущес вАяется уплотнение сигналов в канале связи 13 Известна также система сбора, передачи и запоминания сейсмических данных, в которой сигналы на пункт регистрации передаются по одной паре проводников в виде одноразрядных слов, в таЛой. системе сзейсмопрнемиики нескольких каналовпоследовательно подключаю гся к те| шналу, где сигналы усиливаются, преобразуются и запоминаются в регистре. От терминала сигналы по двум проводам в мультиплексированной форме пере.даются на пункт регистрации. Для ампга«туднйй оценки сигналов в качес ве белого шума используются микросейсмы 2. Наиболее близким техническим реЫением является Многоканальная система сбора и Обработки сейсмической информаци|1, содержащая сейсмоприемники, модули, включающие после довательно соединенные бинарный уси литель, аналого-ци4«ювой преобразователь , блок пгмяти, базовый регист 1ратор с микроэвм. Соединенный двухпроводной линией связи с модулями. Передача информации на центральный пункт осуществляется через расп ложенные вдоль линии связи тфиемое передатчики, каждый из которых обслуживает несколько модулей. Приемо передатчики соединены последователь но и вкш}чают систе лу линейного уси лителя для приема информации от соседнего приемопередатчика , болеб удаленного от центрального пункта, и для передачи ее на соседний, ближ НИИ к центральному пункту. По сигна лам опроса с центрального пункта,. следу кадим с постоянным интервале, опрашиваются выходные сигналы; моду лей и в цифровой форме последовательно передаются на центральный пункт, где Зсшоминаются, обрабатываются и эащ1сываются на магнитную ленту дня долговрёменного хранения и последухщей обработки. При обработке Материале в полевых условиях используется микроэ1м, расположенная на центральном пункте С З. К недостаткам известных систем относятся следукицие. К каждому мОдулю подсоединены несколько ссГйсмо приемИиков или их групп, т.е. несколько каналов. В модуле имеется коммутатор каналов, где сигналь; мультиплексируются. Это увеличивает аппаратурные помехи, что приводит, к снижению надежности и точности регистрации слабых сигналов. Кроме того, подсоединение к одно модулю нескольких сейсмОприемников вызывает необходимость применения сейсмичес1 их кос, связывакших сейсмопри«мники с модулями. Применение кос вызывает наличие взаимных влияний между каналами, что приводит к снижению точности. Разветвленная сеть сейсмических кос при плсяцадных наблюденияХ усложняет технологию работ, а в лесистой местности вызывает необходимост.ь рубки просек. Применение промежуточных приемопередающих устройств снижает надежность системы, уменьшает точность передачи данных, усложняет систему, охраничивает гибкость методики площадных наблюдений, так как при из-, менении методики наблюдений необхо- димо делать новые косы, что вызывает дополнительные затраты времени и ; средств : Площадная методика сейсмических работ требует высокой точности определения местоположения точек наблюдения на местности. При (олшюм количестве сейсмоприемников (500 и бо-, ,|хее), расставленных на большой площа, Очень трудно достичь высокой точности измерения координат сейсмо--. приемников, что влечет снижение точности структурных построений при обработке полевых материалов. Подсоединение нескольких каналов на один модуль ограничивает возможности обработки полученных материалов в полевых условиях (непосредственно На месте проведения наблюдений) ввиду невозможности использования мультиплексированных сигналов, записанных 8 памяти модулей, в качестве оперативной памяти микроЭВМ базового регистратс а. Для обработки в полевых условиях приходится использовать магнитную память или память на дисках, которые являются довольно-таки сложными и дорогостоящими устройства в , кроме того, это низкая производительность обработки за счет длительного поиска нужной информации. Целью изобретения является повыение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальной системе сбора и обработки сейсмической информации, содержащей сейсмоприемники, модули, вклктчающие последовательно соединенные бинарный усилитель, аналого-цифровой преобразователь.

блок памяти и базовый регистратор . с микроэвм, соединенный двухпроводной линией связи с модулями, каждый канал системы содержит модуль, к бинарному усилителю которого подключен сейсмоприемник, при этом каждый модуль снабжен ячейкой ретрансляции, одули последовательно соединены между собой, и, по меньшей мере, два модуля снабжены блоком определения координат сейсмоприемников на местности.,

На чертеже изображена блок-схема многоканальной систекы сбора и обработки сейсмической информатики.

Система включаетсейсмоприемники 1, встроенные в модули 2, состоящие из усилителя, согласован с.сейсмопрнемником и может иметь фильтры, преобразователя аналог код, ячейки памяти, ячейки адреса и схемы ретрансляции (нормализации) Сигнала, блок определения координат сейсмоприемкиков. Модули 2 соединены двухпроводной линией 3 связи с обецеЛ шиной 4 ввдда-кавода базового ресистратора 5. Последний состоит из блока микроэвм 6, оперативного запоминаюс его устройства {ОЗУ) 7, источника 8.питания, библиотеки 9 программ, накопителя на магнитной енте (НМЛ) 10 блока 11 визуализации, пульта 1§Р5:правления, блока 13 синхронизации, тактового генератора 14, преобразователя 15 формата в формат ; ЭВМ. БЛОК микроэвм 6 управляет ра-, отой бйстемы и связан с пультом 12, ОЗУ 7 и библиотекой 9 програ 4М. НМЛ 10 служит для долговременного Хранения информации. Он связан с ОЗУ 7 через преобразователь 15 формата Блок 11 визуализации (злужит для просмотра записанного материала, контроля записи и его визуализации после Обработки. Блок 1.3 синхронизациисвязан с тактовым генератором 14 и моментной пинией.

Число модулей в системе соответствует числу ее каналов. Модули меж,ч ду собой и базоаш регистратором соединяются последовательно двухпроводной линией связи. ВО время записи ка5«ччый модуль является самостоячейками регистрирующим устройством, имеющим собственную, достаточной емкости, цифровую память. Каждый модуль имеет свой адрес, т.е. име-г ет возможность за очень короткий промежуток времени считать информацию нужного канала или группы каналов.

Блок определения координат сейсмоприемников имеет, по крайней мере, два модуля. Он состоит из излучателя звука; и приемника звука (например, громкоговоритель иЛи сирена и микрофон) ,Отстоящих друг от дру- га на известное расстояние.

Вовремя записи информации, в долговременную память базового регистратора или в процессе обработки материалов непосредственно на месте наблюдения и использования памяти модулей в качестве оперативной памяти ЭВМ базового регистратора модУлй: соединяются следующим образомi Один из модулей опрашиваемый,г а.остальные в последовательной цепи, соеди0ненные с базовым регистратором, в этот момент времени работают как ретрансляторы. Выход опрашиваемого модуля соединяется со входом ячейки ретрансляции последовательно соединенного Ь ним соседнего модуля,

s расположенного по линии связи ближе к. базоволу регистратору 5. ОсТсшьные модули Соединяются между со- . бой только через ячейки ретрансляции.-Таким образом; каждый опрашиваемый модуль имеет на пути к базовому регистратору модуль-ретранслятор, нормализующий сигнал. Линии цепочки из модулей могут иметь боковые ветки различной конфигурации.

5 Когда любой другой модуль является Опрашиваемым, то все остальные в последовательной цепочке, ближние к базовому регистратору,.работают как ретрансляторы и т.д.

0

Система работает следующим обра-.

ЗОМ.

Модули с сейсмоприемниками расстанавливаются по площади по опре-;

5 деленной конфигурации.Производится. соединение модулей 2 линией 3 связи между.-собой и базовым регистратором 4. ;Перед взрывом производится проверка скот&увл и всех блоков на работоспо0собность. После окончания подготовки на пульте 12 нажимается кнопка номера програ.лмы Запись сигнала. Микроэвм 6 посылает разрешение на регистрацию и возбуждение сейсми- : ческого сигнала. При разрыве момент5ной линии происходит синхронизация начала отсчета блока 13, включается тактовый генератор 14. После записи сигнала в память модулей эта информация может быть записана в долго0временную память базового регистратора или остаться в модулях для дальнейшего ее использования при обработке. В первом Случае информация записывается в оперативное запо5минающее устройство 7, затем преобразуется в формат ЭВМ в преобразователе 15 и записывается в этом формате на магнитную ленту 10. Be втором случае, т.е. при обработке матери0алов непосредственно на месте наблюдения, информация в модулях оперативно используется как память ЭВМ, позволяя значительно Увеличить общую память ЭВМ и в очень короткий срок обращаться к ней.

5 Перед регистрацией сигнала или после тогб, как информация с модулей считана, производится определение координат сейсмоприемников (ме тоположения) на местности. Для этог источник звука блока определения координат модуля излучает в воздух сигнал, который регистрируется приемником звука в этом же модуле или приемником звука в соседнем модуле распопоженном на известном от него расстоянии, и по времени прихода звукового сигнала от источника до приемника определяется скорость зву ка в воздухе для данных условий при ема, которая записывается в память и считается для дальнейшего кратковременного акта измерений величиной постоянной. Затем производятся изме рения, по которым определяются коор динаты сейсмоприемников на местности. По меньшей мере.два модуля излучают звуковые Сигналы поочередно, которые принимают сейсмоприемники,. расставленные на -площади. По времени прохождения звука до сейсмоприем ников и известной скорости звука в воздухе вычисляются расстояния от излучателей до сейсмоприемников методом засечек, и результаты в вид координат на местности записываются в память базового регистратора и ис пользуются для обработки. Модули с блоками определения координат имеют жесткую топографическую привязку к триангуляционной сети или местному реперу. Обработка сейсмической информации в палевых условиях с помощью предлагаемой многоканальной системы осуществляется следующим спосо-, Г бом.. . Микроэвм системы дополняется па-, мятью модулей. Память модулей состав ляет величину 64 кбит. При 500 модулях общая память составит 32 Мбит Такой памяти не имеет ни одна современная машина. При обработке по. программе, имеющейся в библиотеке, программ, оперативная память модулей может за короткий промежуток времени через ячейки адреса и регрансляции канала подключаться к ЭВМ. Время расходуемое на поиск зон с нужной информацией, практически определяется временем прохождения сигнала от нужного модуля до базового регистратора. Потери сигнала компенсируются ятельным ретрансляции. Например, при методике работ по методу пространственного направленного приема (ПНП) необходимо суи 1ирование 9 трасс, т.е. 9 сейсмических каналов. Подключение этих каналов через ячейки адреса и ретрансляции модулей осу,ществляется значительно быстрее, чем при поиске соответствукяиих 9 трасс при наличии магнитной памяти ; или памяти на дисках. Таким образом, обработка осуществляется путем подключения памяти модулей через их адресные ячейки к микроэвм. Преимущества предлагаемой многоканальной системы сбора и обработки сейсмической информации следующие: в даяной системе за счет того, что каждк й канал имеет свой модуль, исключается наличие сейсмических кос между сейсмоприемниками и модулями. Этим исключаются взаимные влияния , между каналами,что повШает точность измерений. Кроме того, модуль упрощается, т.е. исключается устройства для коммутации кантов. Отсутствие кос увеличивает гибкость методики, повышает техноло -ичность и производительность работ. При наблюдениях в залесенной местности работы удешевляются, так как позволяют отказаться от рубки пррсек. Легко осуществляется быстрая расстановка сейсмоприемников на площади при изменении шага между ними. Введение в каждый модуль ячеек -t нсфмализации сигнала позволяет использовать модули помимо их основного назначения также в качестве ретрансляторов , что повышает частоту опроса сигнала и упрощает систему в цеЛС 1. Наличие в модуле блока определения .координат сейсмоприемников позволяет без применения специального топографического оборудования производить с высокой точностью привязку сейсмоприемников на местности. Для этого используется та же расстановка сейсмоприемников, которая предназначена для сейсмических наблюдений. В этом .случае может применяться любая произвольная расстановка сейсмориемников, причем точность измерений обеспечивается высокая :так как скорость звука в воздуже может, быть определена с высокой точностью и контролироваться в зависимости от . изменения условий окружающей среды, или вводятся поправки. Применение памяти модулей в качестве .оперативной памяти микроэвм при обработке материалов позволяет . значительно повысить производительность обработки. Специфика сейсморазведочных работ такова, что для переезда площадной системы со зтонки На стоянку необходимо время 2-3 ч. А за это время можно .обработать записанную информацию. Этот способ обработки позволяет илсвобоить большие ЭВМ или памяшь.на магитофонах и дисках. При 500 каналах системы память машины увеличивается о 35 Мбит. Время считывания 16-разрядного слова с модуля составляет менее 50 мкс. , в то время как с магнитофона не менее 80 мкс. К .тому же время, затрачиваемое на поиск зон в магнитофоне, исчисляется от единиц секунд до десятков и более. Таким образом, время, затрачиваемое на обращение и поиск нужной информации, сокращается в сотни раз, что позволяет резко повысить производительность обработки материала в. полевых условиях. Последнее обстоятель ство имеет, существенное значение,

так как позволяет получать результаты сейсморазведочных работ не через месяцы .(как при полной обработке на регионгшьных ВЦ), а непосредственйЪ перед перемещением площадной

расстановки на следующую стоянку, Т.е. сейсморазведчики могут оперативно корректировать направление поисковых работ и ускорить разведку нефтяных структур. В результате, повышается геологическая и экономическгих эффективность сейсморазведки.

С2

jr

t

Сч|

ц

«si

ем