Аппаратура для временной синхронизации сейсморазведочных работ Советский патент 1983 года по МПК G01V1/26 

:о

UD

:л

Изобретение относится к сейсмической разведке, в частности к устройствам для временной синхронизации сейсморазведочных работ, и предназначено для использования -на сейсмических станциях, расположенных на больших расстояниях друг от друг а также при проведении подземной сейсморазведки.

Известна аппаратура для временной синхронизации сейсморазэедочньах работ, осуществляемых в отдаленных друг от друга точках без Кепосредственной связи между ними, содержащая блоки хранения меток времени включающие генераторы стабильной частоты, блоки формирования меток времени, датчики видимых сигналовС

Недостатком этой аппаратуры является то, что в случае технической неисправности одной сейсмической станции другая будет выполнять всю заранее согласованную программу, поскольку связь между ними не предусмотрена. Таким образом, имеют место непроизводительные затраты рабочего времени и средств.

Известна также аппаратура для временной синхронизации, содержащая блок хранения меток времени в полукомплектах t ведущей и ведомой сейсмических станций и стандартную аппаратуру радиосвязи для передачи речевых или кодовых сигналов, разрешакадих запуск сейсмических станций очередными метками времени 2).

Однако такая аппаратура для временной синхронизации сейсморазведочных работ не обладает требуемой помехозащищенностью, что практически исключает ее использование для проведения сейсморазведочных работ в подземных условиях. Повышение помехозащищенности аппаратуры для временной синхронизации сейсморазведочных работ требует увеличения капитальных затрат на проведение этих работ.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является аппаратура для синхронизации сейсморазведочннх работ, которая состоит из полукомплектов для ведущей и ведомой сейсмических станций. Полукомплект ведущей сейсмической станции содержит радиопередающее устройство и блок хранения меток времени, соcтqfщий из генератора опорных колебаний, подключенного своим выходом к делителю частоты, выход которого подключен к формирователю меток времени, и схеки синхронизации. Радиопередающее устройство содержит формирователь кодового сигнеша разрешения На использование очередной метки времени путем кодирования сигналов с промежуточных стадий деления опорных колебаний по частоте и передающую антенну. Полукомплект ведомой сейсмической станции содержит радиоприемное устройство и блок хранения меток времени, аналогичный блоку хранения меток времени полукомплекта ведущей сейсмической станции. Радиоприемное устройство содержит приемную антенну, синхронные фильтры, детектор, коммутатор, при помощи которого поступающие сигналы селектировались по длительности и местоположению во времени t31.

При использовании известной аппаратуры погрешность в синхронизации взаимодействуюгдах станций определяется в основном погрешностью хранения.меток времени и не зависит от параметров канала связи между ведущей и ведомой станциями. Основным фактором, определяющимточность хранения последовательностей синхронизированных меток времени в блоках хранения меток времени, является точность настройки генераторов опорных колебаний на заданную рабочую частоту. В полевых условиях эксплуатации сейсморазведочных станций наиболее приемлемым типом генераторов опорных колебаний являются генераторы с кварцевой стабилизацией частоты Погрешность настройки таких генераторов на заданную рабочую частоту определяется как сумма трех составляющих: установочной погрешности, связанной с неточностью их настройки в процессе производства, и погрешностей, обусловленных температурным и временным дрейфом частоты генераторов опорных колебаний. При этом для обеспечения требуемой точности синхронизации сейсморазведочны работ, определяемой величиной допустимой несинхронности моментов запуска сейсмостанций не более 1 мс за 8 ч. непрерывной работы, суммарная относительная расстройка генераторов опорных колебаний не должна превывлат величины 3-10 .

Поскольку при настройке аппаратуры установочная погрешность настройки и температурный дрейф доводятся до заданной величины, то основным источником неточности работы извест|ной аппаратур является временной дрейф частот генераторов опорных колебаний, вызываемый стгцрением элементов генераторов, воздействием механических перегрузок и других факторов, не поддающихся непосредственному контролю. Поскольку временной дрейф частоты термостатированных кварцевых генераторов за срок их эксплуатации составляет величину порядка 10, то он cyiijecTBeHHo превышает допустимую величину относительно расстроек генераторюв опорных колебаний по частоте, равную ЗЮ. В связи с этим для обеспечения требуемой точности работы аппартуры для временной синхронизации сейсморазведочных работ в штатное расписание работ по их обслуживанию вводятся работы по периодической подстройке (юстировке) генераторюв опорных колебаний по частоте, для проведения которых необходимо дорогостоящее измерительное оборудовани и высококвалифицированный персонал. Все это, а также неизбежные потери рабочего времени, связанные с проведением периодических юстировок, приводят к увеличению эксплуатационных и капитгшьных затрат на проведение сейсморазведочных работ.

Цель изобретения - уменьшение капитальных затрат на проведение сейсмораэведочных работ.

Эта цель достигается тем, что S аппаратуре для временной синхронизации сейсморазведочных работ, состоящей из полукомплектов для ведущей и ведомой сейсмических станций и включающей радиопередающее jH радиоприемное устройства и в каж;дом полукомплекте блок хранения меток времени, содержащий генератор опорных колебаний, делитель частоты формирователь меток времени, схему синхронизации, в блок хранения.мето времени полукомплекта ведомой сейсмической станции дополнительно вве дены элемент И и последовательно соединенные схема сравнения, коммутирующий элемент, блок памяти, второй коммутирующий элемент, Фор1«ирователь управляюгиих сигналов и инвертор, при этом выход cxeNbi синхронизации подключен к обоим коммутирующим элементам, генератор опорных колебаний и делитель частоты подключены к схеме сравнения и формирователю управляющих сигналов, а выход инвертора через элемент И подключен к делит елю ч астоты.

Благодаря этому обеспечивается заданная синхронность формируемых на различных сейсмических станциях последовательностей меток времени, так как в процессе работы аппаратуры осуществляется проведение регулярной, а не периодической юстировки блоков хранения меток времени. При этом юстировка производится без помощи внешних измерительных и калибровочных приборов. В результате этого снижаются эксплуатационные и капитальные затраты на проведение сейсморазведочных работ.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Аппаратура.для временной синхронизации сейсморазведочных работ содержит полукомплекты 1 и 2 для ведуицеЛ и ведомой сейсмических станций соответственно. Полукомплект 1 ведущей сейсмической станции включает блок 3 хранения меток времени, содержащий генера- ор 4 опорных колебаний, делитель 5 частоты, формирователь б меток времени и схему 7 синхронизации, и радиопередающее устройство 8, содержащее формирователь 9 кодовых сигналов,, модулятор 10, усилитель 11 мощности и передаюьгую антенну 12. Генератор 4 опорных колебаний подключен к входу делителя 5 частоты, выход которого подключен к формирователю 6 меток времени. Выход схемы 7 синхронизации подключен к управляющему входу делителя

5 частоты. Промежуточный выход 13 делителя 5 частоты подключен к входу схемы 7 синхронизации. Промежуточные ВЫХОДИЛ 13, 14, 15, 16, 17 подключены к формирователю 9 кодовых

сигналов, а выход 18 - к модулятору. Полукомплект 2 ведомой сейсмической станции включает блок 19 хранения меток времени, содержащий генератор 20 опорных колебаний, элемент И 21,

делитель 22 частоты, формирователь 23 меток времени, схему 24 синхронизации, схему 25 сравнения, коммутнРУЮ1Ф1Й элемент 26, блок 27 памяти, второй коммутирукмций элемент 28,

формирователь 29 управляющих сигналов и инвертор 30, радиоприемное устройство 31, содержащее приемную антенну 32, синхронный фильтр 33, детектор 34 и коммутатор 35. В блоке 19 хранения меток времени coejmнены последовательно схема 25 сравнения, кокмутирующий э-лемент 26, блок 27 памяти, коммутирующий элемент 28, формирователь 29.управляющих сигналов и инвертор 30. Выход

схемы 24 синхронизации подключен к коммутирующим элементам 26 -и 28 и к управляющему входу делителя 22 частоты. Генератор 20 опорных коле баний подключен через элемент И 21

к входу делителя 22 частоты; входу схемы 25 сравнения и входу формирювателя 29 управляющих импульсов.

Выход 36 делителя 22 частоты под ключей к входу схег«ы 25 сравнения:

Выход 13 делителя 5 и выход 36 делителя 22 взяты с идентичных ступеней деления опорных колебаний по частоте. Взятый с предшествующей выходу 36 ступени деления делителя 22 выход 37 подключен к входу формирователя 29 управляющих сигналов. . Выход и-нвертора 30 подключен к входу делителя 22 через И 21. Выходи 36, 37, 38, 39 делителя 22 подключены к кокмутатору 35, а вы -

ход 40 делителя 22 - к синхронному фильтру 33. Генератор 20 опорных колебаний блока 19 полукомплекта 2 ведомой сейсмической станции расстроен пЬ частоте относительно генератора 4 блока 3 хранения меток времени полукомплекта I ведущей сейсмической станции на величину, превышающую временной дрейф частот генераторов опорных колебаний и меньшей относительной гиирины энергетического спектра кодового сигна ла разрешения на использование оче редной метки времени. Перед началом работы блоки 3 и 19 хранения меток времени полукомплектов 1 и 2 ведущей и ведомой сейсмических станций свозятся в одно место. На вход СХЕМЛ 25 сравн ния, полукомплекта 2 подается сигнал с промежуточного выхода 13 делителя 5 частоты полукомплекта 1 и производится запуск схемы 7 синхронизации полукомплекта 1 ведущей сейсмической станции. Импульсом синхро низации, генерируемым схемой 7. устанавливаются все ступени делителей 5 и 22 в исходное нулевое состояние и после окончания импульса синхронизации делителя 5 и 22 переводятся в режим синхронного деления частот опорных колебаний с равными коэффициентами деления, поскольку управляющие сигналы На выходе инветора 30 отсутствуют. Одновременно с этим синхронизирующий импульс с йыхода схемы 24 синхронизации открывает коммутирующей Элемент 26 и закрыва ет коммутирующий элемент 28. Поскольку частота опорных колебаний блока 19 хранения меток времени выше частоты опорных колебаний генери руемых в блоке 3 хранения меток вре мени , то первым Появляется сигнал на промежуточном выходе 36 делителя i22, который подается на первый вход схемы 25 сравнения и открывает ее. Момент времени появления сигнала на входе схеглы 25 является моментом началаотсчета импульсов, поступающих от генератора 20 через схему 25сравнения и коммутирующий элемен 26в блок 27 памяти, который определяется как tg т 6 коэффициент деления частоты делите 1 ля 22; Т - период повторения опорных колебаний; fg - частота опорных колебаний на ведокюй сейсмической станции. В момент времени tp появляется сигнал на промежуточном выходе 13 делителя 5 полу комплекта 1, который подается на второй вход схеьы 25 сравнения, за крывая ее. Момент времени t, определяется как t тгпТп -г-т j-, где о / о (п - коэффициент деления делителя 5 Т{, - период повторения опорных коле баний, генерируемых генератором 4. Таким образом, измеряется разность в длительности полупериодов повторения колебаний на выходах 13 и 36 делителей 5 и 22 соответственно Г ft 2 о -fg Ь которая пропорциональна разности истинных астот опорных колебаний на ведущей и ведомой сейсмических станциях на момент сравнения. В блоке 27 паяти з иг1с 4иналось двоичное число N, авное целой части результата делеия истинной длительности промежутка Д1 на длительность периода повтоения импульсов опорных колебаний ). В момент времени ц игнал с выхода 13 делителя 5 полатся также и на входе схеил 7 инхронизации полукомплекта 1. Имульс синхронизации со схочы 7 поается на вхся схемы 24 синхронизаии полукомплекта 2 и осуществляется вторичная синхронизация блоков 3 и 19. Одновременно с этим сигнал со схемы 24 подается на коглмутирующий элемент 26 для его закрывания и на коммутирукяций элемент 28, чтобы его открыть росле этого блоки 3 и 19 раэмещаются на рабочих местах. Далее работа осуществляется известным образом. На ведущей станции формируется кодовый сигнал разрешения на использование очередной метки времени при помощи радиопередающего устройства 8. На ведомой сейсмической станции осуществляется прием кодового сигнала разрешения и его селекция. Формирование последовательности меток времени на ведомой сейсмической станции осуществляется следующим образом. Опорные колебания, генерируемые генератором 20, подаются на первый вход элемента И и через коммутирующий элемент 28 на формирователь 29 управляющих сигналов, на управл.яющий вход которого также подаются сигналы с промежуточного выхода 37 делителя 22. Управлякяцие сигналы с формирователя 29 через инвертор подаются на. элемент И 21. В результате этого задерживается подача опорных колебаний от генератора 20 на вход делителя 22. Таким образом, корректируется коэффициент деления делителя 25 в соответствии с реальной расстройкой частот генераторов 4 и 20. При этом формируются периодические последовательности меток времени с заданной синхронностью. использование изобретения обеспечивает взаимную синхронизацию генератора сейсмических колебаний и сейсмического приемника без применения

71037195°

дорогоетоящи;{ и неналежных в подзем-:нению с известной является обеспеченых условиях проводных каналов связиние заданной точности синхронизации

с высокой степенью точности.сейсморазведочных работ при условии

Осиовным техническим преимущест-использования сравнительно иизкока-вом предлагаемой аппаратуры по срав-vчественной аппаратуры.

АППАРАТУРА ДЛЯ ВРЕМЕННОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ, состоящая из полукомплектов для ведущей и ведомой сейсмических станций и включающая радиопередающее и радиоприемное устройства и н каждом полукомплекте блок хранения меток времени, содержащий генератор / опорных колебаний, делитель частоты, формирователь меток времени и схему синхронизации, отличающаяс я тем, что, с целью снижения к&питапьных затрат на проведение сейсморазведочных работ, в блок хранения меток времени полукомплекта ведомой сейсмической станции дополнительно введены злемент И и последовательно соединенные схема сравнения, коммутирующий элемент, блок памяти, второй коммутирующий элемент, формирователь управляющих сигналов и инвертсч5 при зтом выход схемы синхронизации подключен к обоим коммутирующим элементам, генератор onop-g ных колебаний и делитель частоты подключены к схеме сравнения и формирователю управляющих сигналов, а выход инвертора через элемент И подключен к делителю частоты.