Система для сейсмической разведки Советский патент 1983 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к геофизике и прецназначено аля изучения геологичес кого строения земной коры с целью поиска и разведки месторожцений полезных ископаемых и цругих целей методами сейсмической развецки. Известна система для сейсмической разведки, основанная на изучении распространения в земной коре искусственно возбуящаемых на поверхности земли упругих (сейсмических) волн, которые, распространяясь в толще земной коры, частично возвращаются к земной поверхности, и регистрируются специальной аппаратурой (ССЦ-2, ССЦ-3, Прогресс, Волжанка и цр,). Основными функциопальными узлами (блоками) сейсморазведочных систем являются возбудитель сейсмических волн (генератор сейсмических колебаний, вибратор, взрывное устройство и цр.)„ многоканальная линия связи с подключенными к ней преобразователями механических колебаний в электрические (сейсмическая коса), приемно-преобразова тельный блок, регистрирующий блок и блок контрольного воспроизведения Г1 }. Недостатком системы для сейсмической разведки является то, что. в ней нет возможности получить автоматизированным способом временной разрез, та как определение и учет априорных статических и кинематических поправок и построение предварительного временного разреза для экспресс-анализа произво- дят на экспедиционных или на региональных вычислительных центрах. Наиболее близким к изобретению техническим решением является система для сейсмической разведки, включающая исто ник возбуждения сейсмических волн, лини связи, сейсмовриемник, приемно-преобразовательный блок, блок синхронного накопления, состоящий из контроллера и со единенного с ним по цепи управления бло ка оперативной памяти, коррелятор, нако питель сейсмических данных, блок конт рольного воспроизведения, блок памяти констант с входом ручного ввода данных блок управления, щина управления, при этом сейсмоприемцики присоединены к линии связи, которая подключена к входу приемно-преобразова тельного блока, ис- .точник возбуждения соединен с дополнительным входом коррелятора, а управляюпше входы блоков приемно-преобразовательного контроллера, накопителя сейсмических данных, контрольного воспроизведения, памяти констант, а также источника возбуждения посредством шины управления соединены с блоком управ--, ления L2 J. Недостатком системы для сейсмической разведки является невозможность получения предварительного временного разреза непосредственно при проведении работ, а также невозможность оперативного введения поправок во времена срабатывания каждого источника при их группировании на сильно пересече1 ной местности или при изменчивом строении верхней части разреза. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы и повьпиение качества разведки. Поставленная цель достигается- тем, что в систему для сейсмической разведки, включающую источнфс возбуждения сейсмических волн, линию связи, сейсмоприемники, приемно-преобразова- тельный блок, блок синхронного накопления, состоящий из контроллера и соединенного с ним по цепи управления блока оперативной памяти, коррелятор, накопитель сейсмических данных, блок контрольного воспроизведения, блок памяти констант с входом ручного ввода данных, блок управления, шину управления, при этом сейсмоприемники присоединены к. линии связи, .которая подключена к входу приемно-преобразовательного блока,, источник возбуждения соединен с дополнительным входом коррелятора, а управляющие входы блоков приемно-преоб- . разовательного контроллера, накопителя сейсмических данных, контрольного воспроизведения, памяти констант, а также источника возбуждения посредством ши ны управления соединены с блоком управления, введены сигнализатор, блок измерения геодезических координат, блок считывания, блок накопления геодезических данных, блок обработки и информационная щина, а блок синхронного накопления дополнительно содержит блок управляющих программ и блок формирования временного сдвига, при этом сигнализатор функционально связан с сейсмоприемниками и источником возбуждения сейсмических волн и своим входом подключен к одному из входов блока считывания, который другим своим входом подключен к выходу блока измерения геодезических координат, а выходом - к блоку геодезических данных, при этом управляющие входы блока накопления геодезических данных и блока обработки 1 присоег.инены к шине управления, а контроллер цепями управления соеаинен с бл ком управляющих программ и блоком формирования временного савига, а информационными цепями - с блоком оперативной памяти и блоком формирования временного савига, который своим выходом соединен с другим входом блока опе ративной памяти, причем выходы блоков приемно-преобразовательного и накоплен геодезических данных, входы-выходы бло ков контроллера, оперативной памяти, коррелятора, накопителя сейсмических данных, памяти констант, блока обрабо ки и вход блока контрольного воспроизведения соединены с информационной шиной. На фиг. 1 изображена блок-схема системы для сейсмической разведки; на фиг. 2 - блок синхронного накопления. Система содержит блок 1 управления, управляющую шину 2, источник 3 возбужаения,, приемно-преобразовательный блок 4, блок 5 синхронного накопления, коррелятор б, накопитель 7 сейсмических данных, блок 8 контрольного воспроизведения, блок 9 памяти констан обрабатывакяпий блок 10, накопитель 11 геодезических данных, информационную . шину 12, сейсмоприемники 13, линию 1 связи, измеритель 15 геодезических коорцинат, блок 16 считывания, сигнали затор 17, контроллер 18, внутренние цепи 19-21 управления, блок 22 опе; ративнрй памяти, блок 23 формирования временного сдвига, блок 24 управляющи программ, внутренние информационные цели 25 и 26, входы 27 и 28 ручного ввода данных. Блок 1 ; правления через шину 2 .управления имеет функциональную связь Ъ источником 3 возбужаения, приемнопреобразовательным блоком 4, блоком 5 синхронного накопления, коррелятором 6 накопителем 7 сейсмических данных, бло ком 8 контрольного воспроизведения, блоком 9 памяти констант, обрабйтываюшим блоком 1О и накопителем 11 гео: девических данных. Информационные входы-выходы блока 5 синхронного накопления, коррелятора 6, накопителя 7 сейсмических данных, блока 9 .памяти констант, обрабатывающего блока Ю, а также информационный вход блока 8 контрольного 5оспроизведения и информа ционные выходы приемно-преобразовател ного блока 4 и накопителя 11 геодези984ческих ценных присоединены к информационной uiiffle 12. Кроме этого, сейсмо- приемники 13 подключены к линии 14 связи, соединенной с входом приемнопреобразовательного блока 4, йзмери-ель 15 геодезических координат подключен к блоку 16 считывания, который своим выходом соединен с входом накопителя 11 геодезических данных, а вторым дополнительным входом - с сигнализатором 17, имеющим функциональную связь с линией 14 связи и с источником 3 возбуждения.Источник 3 возбуждения соединен с дополнительным входом коррелятора 6. В блоке 5 синхронного накопителя контроллер 18 по цепям 19-21 управления соеаинен соответственно с блоком 22 оперативной памяти, блоком 23 мирования временных сдвигов и блоком 24 управляющих программ, а посредством внутренних информационных цепей 25 и 26 - соответственно с блоком 22 оперативной памяти и блоком 23 формирования временных сдвигов, который подсоединен своим выходом к дополнительному входу блока 22 оперативной памяти. Причем информационные входы-выходы 22 операти ной. памяти и информационный вход контроллера 18 соединены с информационной шиной 12, а управляющий вход контроллера 18 - с упрзавляющей щиной 2. Блок 9 памяти констант и блок 16 считывания имеют также входы 27 и 28 ручного ввода данных. Устройство работает следующим образом. При развертывании линии 14 связи вдоль профиля сигнализатором 17, представляющим собой электромеханический контактор, вырабатываются управляющие сигналы каждый раз, когда с барабана смоточного устройства сходит очередная . пара контактов подключения к линии 14 связи сейсмоприемников 13. Сигналы сигнализатора 17 поступают на вход блока 16 считывания, которым проводится считывание кодовых значений геопези- ческих координат .(Л, 2) с измерителя 15 геодезических координат и запись их в заданном формате в накопитель 11 геодезических данных, который представляет собой запоминающее устройство с произвольной выборкой. Вместе с данными текущих координат в блок 16 считывания записываются также исходные данные (номер профиля, номер сейсмоприемника и др.), необходимые для последующей обработки данных сейсморазведки. Ввод исходных данных производится через вход 28. После развеf тывания линии 14 связи проводится определение координат местоположения пунктов установки источников 3 возбуждения, которые (координаты) также через блок 16 считывания фиксируются в накопителе 11 геодезических данных. По команде с блока 1 управления данные о пространственном местоположении сейсмоприемников 13, пунктов нахождения источников 3 возбуждения и другие информационные данные по инфориационной шине 12 вводятся в блок 9 памяти констант. Блок 9 представляет собой твердотельную память с произволы Ой выборкой и счетчик, управляющий распределением информации . в ячейках памяти. Через второй вход 27 блока 9 памяти констант проводится ввод в его память априорных данных о строении и скоростной характеристике верхней части разреза и априорного графика средних скоростей. По сигналкоманде, вырабать1ваемой в блоке 1 управления, проводится считывание всех значений плановых координат, высот, мощностей и скоростей из блока 9 памяти констант в обрабатывающий блок 1О, представляющий собой типовой микропрог раммный вычислитель, состоящий из процессора, пяти микропрограмм, управляк щей памяти и оперативного запоминающе то устройства. В обрабатывающем блоке 1О проводиться вычисление статических АTj.-j- -поправок за прием и за возбуждение и кинематических ЛT поправок для каждого канала измерения. Вычисленные значения суммарных вре менных поправок вводятся по информационной щине 12 в блок 9 памяти констан По следующей команде, вырабатывав мой в блоке 1 управления, источником 3 возбуждения проводится возбуждение сейсмических сигналов и формируется cra нал отметки момента возбуждения (ОМВ), Сейсмические колебания воспринимаются сейсмопряемниками 13 и в ви це отектрических сигаалов по многоканальной линии 14 связи поступают на вхоц приемно-преобразова тельного блока 4. Приемно-преобразовательный блок включает предварительные усилители. электрических сишалов (по числу сейсм ческих каналов), электрические фильтры, коммутор (мультиплексор), преобразоватепь аналог-код, формаТтер. С помощью этих узлов сейсмические сигналы усиливаются, фильтруются от различного рода помех, преобразуются из непрерывных в дискретные, оцифровываются, калибруются и приводятся к форме, пригодной для дальнейщей их обработки и регистрации. С выхода приемнопреобразовательного блока 4 преобразо- , ванные сейсмические сигналы в виде последовательности кодовых импульсов поступают по информационной щине 12 в блок 22 оперативной памяти блока 5 синхронного накопления. Блок 5 синхронного накопления состоит из контроллера 18, построенного на микропроцессорном принципе и состоящем из логического процессора с блоком микрсь программного управления, блока 24 управлякнаих программ, представляющего постоянную память микропрограмм и пропрамм управления, связанных с блоком микропрограммного управления контроллера 18, блока формирования временного сдвига, прецставляющего, собой вычислительное устройство, с огран иченным объемом памяти, блока 22 оперативной памяти.- Блок 2-4 управляющих программ и блок 23 формирования временного сдвига работают только при введении временных поправок по командам, поступающим с блока 1 управления. При вводе временных поправок команда, с блока 1 управления поступает в контроллер 18, который переводит , брок 22 оперативной гюмяти, блок 23 формирователя временных сдвигов, блок 24 управляющих программ и блок 9 памяти констант в указанный режим их работы. При этом блоком 1 управления задается также количество накопления единичных возбуждений. Сигналы готовHCJcTH блоков к работе в указанном режиме цоступают на контроллер 18. С приходом сигналов готовности со всех блоков контроллером 18. проводится счип 1ван1та из блока 9 памяти ксдастант, хранящихся в нем значений временных поправок (статических и кинематических) и ввоц их по информационной шине 12 fiepes контроллер 18 и далее по цепи 25 в блок 22 оперативной памяти. После записи поправок в бпок 22 оперативиой памяти посреаст- . вом контроллера 18 проводится ёапуск блока 24 управляющих программ. Блок 24 управляющих программ перевоаит контроллер 18 в режим вычисления временного сцвига поканально относителы но рМВ сейсмических воли. При этом контроллером 18 провоаится поканальная выборки с блока 22 оперативной памяти хранящихся в нем временных поправок, суммирование их относительно ОМВ и ВБоц суммированных поправок посрецctBOM блока 23 формирователя временного сдвига в блок 22 оперативной па- мяти, при каждом единичном возбуждении сейсмических волн. По окончании процесса накопления контроллер 18 по управляющей шине 2 выдает команду в блок 1 управления о готовности вывода скорректированной и накопленной информации с блока 22 опе|зативной памяти на другие блоки в зависимости от методики работ, используемых источников воз буждения и способов обработки. В случае проведения работ с исполь .зованием групп вибрационных источников командой с блока 1 управления информационная шина 12 переключается на соединение выходка блока 22 оперативной памяти с входом коррёпятора 6. В корреляторе 6 известными способами- проводят обработку поступающих сейсмических сигналов с опорным сигналом, поступающим с источников 3 возбужаения на дополнительный информационньй входкоррелятора 6. Сигналы с выхода коррелятора 6 поступают на накопиГель 7 сейсмическихданных. Накопитель Т пре ставляет собой накопитель с долговреме ной памятью (магнитный регистратор). Вместе с сейсмическими данными в эти кетку магнитограммы вводятся с блока 9 памяти констант координаты место положения ИСТОЧНИКОВ возбуждения, сейсмоприемников и априорные данные о ве личинах статическР1х и кинематических поправок. Лри работах с импульсными источниками возбуждения информация е блока 22 оперативной памяти поступа ет непосредственно в нахопитедь 7 сей- омических ценных. Для контроля качества проводимых измерений, а также для.возможности оценки геологического результата, по команде с блока 1 управления сейсмическая инфо1 лация, записанная на маг- нитной ленте 7, сейсмических данных , (после работы в каком-либо режиме), списывается в блок 8 контрольного воспроизвеаения. Блок 8 контрольного воспроизвецения включает усилитель воо произвецения, деформаттор, преобразова.|Тель код-аналог, восстановитель динами ческого.циапазона, автоматический регулятор, усиления, демультиплексер, уси198,-8 литель с фильтрами и графопостроитель.- , С помощью указанн гх устройств проводится списывание с магнитной ленты кодового множества двоично-десятичных чисел, характеризующих измеряемое волновое поле, усиление, перегруппирование информации с формата записи к формату преобразователя код-аналог, преобразованне закодированных чисел в импульсы соответствующей величины, восстановление общего уровня сигнала, демультиплексирование сигналов, усиление и графическое изображение /методом переменной плотности или цр.) волнового поля. Для получения суммарного временного разреза в соответствии с выбранной методикой обработки: общая точка возбуждения (ОТВ); общая точка прие,ма (ОТП); общая глубинная точка (ОГТ), сейсмическая информация с накопителя 7 сейсмических данных (относящаяся к нескольким пунктам возбуждения и нескольким расстановкам сейсмоприемников) передается в обрабатывающий блок 1О, . в котором по известным алгоритмам об- . работки (ОТВ, ОТП, ОГТ) проводится сортировка трасс, суммирование и другие операции над сигналами с последующим выводом результата, представляющего собой суммарный временной разрез, на блок 8 контрольного воспроизведения и (или) на блок 7 накопителя сейсмических данных.- л , Управляющая щина 2 по своему функ- . циональному назначению разделяется на адресную щину и щинукоманд. Каждый проводник указанной Ш1шы имеет соединение с одноименными разрядами адресных и командных входных-выхоаньгх регистров управляющего и управляемых блоков. Информационная шина 12 также представляет собой-многопррводную.линию связи, каждый проводник .которой имеет соединение с одноименными разрядами входных-выходных информационных регистров блоков устройства. Измеритель 15 геодезических KOOJXIHнат представляет собой топопривязчик (дополненный схемой преобразования плановых координат в цифровую кодовую ) и барометрическую систему измереий высот с использованием еыносных баростанций. Конструктивно измеритель 15 геодезических координат, блок . 16 считывания и накопитель И геодезических данных размешены на подвижном основании, с которого проводится развер-.; тывание (укладка) сейсмического кабеля.

Выносные баростанции могут размещаться на других поавижных основаниях, вхоцяших в комплект сейсмостанции (на источниках возбужцения сейсмических волн, на сейсморегистрируюшей станции).

Линия 14 связи представляет собой секционированный кабель, в котором в местах подключения сейск«от1риемникОв имеются заметные утолщения, равные нвум диаметрам кабеля. В процессе страв лнвания кабель проходит между обжимаю шими его с двух сторон подпружиненными роликами, являющимися элементами электррмеханического контактора ( сигнализатора 17). Когда между валиками проходи утолщенная часть кабеля, ролики раздвигаются и происходит замыкание электрической цепи, в которой формируется электрический сигнал-команда списывания кодовых значений плановых координат и высот в накопитель Ц геодезических координат. ;

Блок 16 считывания имеет схему формирования номера сейсмоприемника, представляющего собой счетчик числа импульсов, формируемь1х сигнализатором, значения которого (счетчика) накапливаются (списываются) относительно начального номера, устанавливаемого оператором вручную. Ввод геодеаическ Л информации в блок 9 памяти констант проводится по ради6ка1шлу по команде, вырабатываемой в блоке 1 управления. Предусмотрена возможность ввода геодезических координат в блок 9. памяти констант посредством проводвой линии.

СИСТЕМА ДЛЯ СЕЙсМиЧЕСКОЙ РАЗБЕЛКИ, включающая источник возбуждения сейсмических волн, линию связи, сейсмоприемннк, приемнопреобра- зовательный блок, блок синхронного накопления, состоящий из контроллера и соединенного с ним по цепи управления блока оперативной памяти, коррелятор, накопитель сейсмических данных, блок контрольнсио воспроизведения, блок памяти констант с входом ручного ввода данных, блок управления, шину управления, при этом сейсмоприемники присоединены к пинии связи, которая подключена к входу приемяо-преобразовательного блока, источник возбуждения соединен с дополнительным входом коррелятора, a управляющие входы блоков приемнопреобразовательного контроллера, накопителя сейсмических данных, контрольного воспроизведения, памяти констант, a также источника возбуждения посредством шины управления соединены с блоком управления, отл ича юшаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей срютемы и повышения качества разведки, в систему введены сигнализатор, блок измерения Геофизических координат, .блок считывания, блокнакопления геодезических делных, блок обработки и информационная шина, a блок синхрсиного накопления дополнительно содержит блок управляющих программ и блок форв шрования временного сдвига, при этом сигнализатор функционально связан с сейсмоприемниками . и источником возбуждения сейсмических с волн и своим выходом подключен к одному из входов блока считывания, (Л рый другим своим входом подключен к выходу блока измерения геодезических координат, a выходом - к блоку геофи(зических данных, при этом управлякшие входы блока накопления геодезических данных и блока обработки присоединены к шине управления, a контроллер це01 пями управления соединен с блоком упО5 равляющих программ и блоком формироО вания временного сдвига, a информацисо онными цепями - с блоком оперативной 00 памяти и блоком .формирования временного сдвига, который своим выходом соединен с другим входом блока оперативной памяти, причем выходы блоков приемнопреобразовательного и накопления геодезическик данных, входы-выходы блоков контроллера оперативной панакопителя сеймяти, коррелятора, смических данных, памяти констант, блока обработки и вход блока контрального воспроизведения соединены с информационной шиной.