Устройство для управления групповым источником сейсмических волн Советский патент 1984 года по МПК G01V1/24 

Изобретение относится к морской сейсморазведке и ггредназначено для управления элементами срабатывания отдельных сейсмоисточников в группе. Известно устройство управления невзрывными сейсмоисточниками, содер жащее генератор тактовых импульсов, триггер, первый элемент И, входами соединенный с выходом генератора импульсов и с единичными входами тригг ра, декадный счетчик импульсов, счет . ным входом соединенный с выходами первого элемента И, а входом установ ки в исходное состояние - с нулевым выходом триггера, в каждом управлявMOM канале группу, по числу декад счетчика, коммутаторов, входами (кро ме нулевого) соединенных с выходами декад счетчика импульсов, нулевым вх дом каждый коммутатор соединен с вых дом коммутатора предыдущего разряда одноименного канала, а нулевые входы коммутаторов младшего разряда соедин ны с выходом первого элемента И, и группу по числу каналов вторых элемен тов И, входами соединенных с выходами коммутаторов одноименных каналов, первый элемент ИЛИ, входами соединенный С выходами группы вторых элементов И, а выходом - с нулевым входом триггера, датчики моментов срабатывания сейсмоисточников, второй элемент ИЛИ, выходами соединенньй с выходами датчиков срабатывания сейсмоисточников, регистрсдвига, входом установки в исходное состояние соединенный со входом устройства, щиной сдвига с выходом второго элемента ИЛИ, а выходами - со вторыми входами соответствующих вторых элементов И, и третий элемент ИЛИ,входами соединенный со входом устройства и с выходом второго элемента ИЛИ, а выходом - с единичным входом триггера Cl1Однако всегда имеет место отличие времен срабатывания; сейсмоисточников друг от друга, даже если они и стабильны во времени. Эти отличия определяются технологическими разбросами при изготовлении сейсмоисточников. Поэтому при работе с группой источников синхронизация их во времени является сложной задачей, поскольку устройство не предусматривает автоматическую коррекцию устанавливаемых в коммутаторах временных задержек на индивидуальное для каждого источника время срабатывания. Таким образом, недостатком известного устройства яв18 . 2 ляются значительные потери времени на предварительную подготовку к работе и, следовательно, невысокое быстродействие. , Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство управления источником сейсмических волн, содержащее генератор и источник командных сигналов, подсоединенный к блоку коммутации, содержащий, например, ключ с тремя устойчивыми состояниями, вход которого соединен со счетчиком импульсов, элемент совпадения, соединенный входами с выходами блока установки заданного числа и счетчика импульсов, исполнительньм орган, соединенный с датчиком отметки момента образования сейсмических волн, ключ с двумя устойчивыми состояниями, одновибратор, вход которого соединен с выходом элемента совпадения, а выход - со входом исполнительного органа,: блок индикации, входы которогр соединены с выходами счетчика импульсов, выход одновибратора подключен ко входу счетчика импульсов i через первьй вход и выход ключа с двумя устойчивыми состояниями на вход ключа с тремя устойчивыми состояниями, при этом вход датчика отметки момента образования сейсмических волн соелинен со вторым входом ключа с двумя устойчивьми состояниями С2J. Недостатком прототипа является низкое быстродействие из-за значительных затрат времени, необходимых для определения постоянной срабатывания и занесения задержки в блок установки заданного числа с учетом индивидуальной постоянной срабатывания. Оператор при этом должен произвести необходимые переключения в устройстве, осуществить возбуждение исполнительного органа,, снять значение постоянной времени с блока индикации, вычислить значение времени задержки с учетом постоянной срабатывания и установить это вычисленное значение в блок установки заданного числа. В полевых условиях и в особенности в условиях морской сейсморазведки при отсутствии резерва времени на каждом из этих этапов легко допустить ошибки. Сложности умножаются при применении группы сейсмоисточников. Кроме того, в последнем случае объем оборудования возрастает пропорционально величине группы. Цель изобретения - повышение быстродействия . Поставленная цель достигается тем что в устройство управления групповым источником сейсмических волн, содержащее датчик, генератор счетных импульсов, блок коммутации, соединенный входом с выходной шиной источника командных сигналов, счетчик и блок сравнения кодов, соединенный одними входами с выходами счетчика,введены дополнительно п-1 блоков сравнения кодов, соединенных одними входами с выходами счетчика,- и п узлов памяти, каждый из которых содержит два элемента И и вычитаюпцй счетчик, причем информационные входы вычитаиицего счетчика: каждого узла памяти соединены с блоком задания чисел, в каждом из узлов памяти вход записи вычитающего сч,етчика соединен с выходом первого элемента И, вычитающий его вход с выходом второго элемента И, первые входы обоих элементов И каждого узла памяти объединены и соединены с соот ветствующим разрешающим выходом блок коммутации, вторые входы первых элементов И всех узлов памяти объединены и соединены со вторым выходом блока коммутации, первый выход которого со динен с управляющим входом .генератора счетных импульсов, а другой вход с выходом датчика, вторые входы вторых элементов И всех узлов памяти объ единены и соединены с входом счетчика импульсов И с выходом генератора сче .ных импульсов, выходы вычитающих сче .чиков каждого из узлов памяти соедин ны с другими входами соответствующег блока сравнения кодов, выход каждого из которых соединен с одной из входных шин соответствующего источника сейсмических волн, а выход первого элемента И каждого из узлов памяти подключен к другой входной шине соот ветствующего источника сейсмических волн. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство управления групповым источником сейсмических волн содер:жит: источник 1 командных сигналов, генератор счетных импульсов 2, соединённый выходом с входами счетчика 3, а управляющим входами - с первым выходом блока коммутации 4, соответствующие выходы которого соединены , с объединенными первыми входами первых 5-1 и 5-2 и вторых 6-1 и 6-2 элементов И каждого из узлов памяти 7-1 и 7-2, а вторые входы первых 5-1 и 5-2 элементов И каждого узла памяти 7-1, 7-2 подключены ко второму выходу блока коммутации 4, первый вход которого подключен к выходу источника командных импульсов 1, а вторые входы вторых 6-1 и 6-2 элементов И каждого узла памяти - к выходу генератора счетных ИМПУЛЬСОВ 2, блок задания чисел 8, соединенный выходом с установочньми входами вычитаюпщх счетчиков 9-1 и 9-2/узлов памяти 7-1 и7-2, соединенных выходами с входами соответствующих блоков сравнения кодов 10-1 и 10-2, другие входы которых подключены к выходам счетчика 3, а выходы - к первым входам соответствующих источников сейсмических волн 11-1 и 11-2, другие входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И 5-1 и 5-2 и датчик 12, соединенньй со вторым входом блока коммутации 4. Источником 1 командных сигналов может служить, например, типовая сейсмостанция, генератор счетных импульсов 2, например генератор, стабилизированный кварцевьм резонатором; счетчик 3 может быть выполнен как счетчик импульсов на микросхемах типа К155ИЕ2 или К155ИЕ5; блок коммутации 4 обеспечивает взаимосвязь элементов устройства и может содержать, например, двухпозиционные переключатели по числу узлов памяти и, например, RS-триггер, подключенный одним входом к источнику Т командных импульсов другим входом к датчику 12, а выходом - к управляющему входу генератора и, например, через одновибратор к объединенным вторым входам первых элементов И 4-1, 5-2 узлов памяти 7-1, 7-2, а также, например, кнопку ручного пуска. Устройство содержит также элементы И 5-1, 5-2 и 6-1, 6-2, логичес«ие схемы, напримерна микросхемах типа K155J1A3; блок задания чисел 8, наприМер механический программньй переключатель; вычитающие счетчики и 9-1, 9-2, например на микросхемах типа К155ИН6 или К155ЙЕ7, имеющих вход С занесения кода числа, присутствующего на информационных входах D,|...Dn, а также вход -1 вычитания импульсов; блоки сравнения кодов 10-1 и tO-2 - известные в вычислительной технике устройства, формирующие сигнал при равенстве кодов чисел на обеих входных шинах; источники 11-1, 11-2 - источники сейсмических сигналов, например, пневмоисточники совместно с силовой электрической час тью управления; датчик 12 - пьезоэлек рический датчик отметки появления сейсмического сигнала от пневмоисточника. .. При работе группы пневмоисточников различают два режима: режим синхронн го срабатьгеания, когда все пневмоисточники генерируют сейсмоимпульс в один и тот же момент времени с точностью, например. ТОО мкс, т.е. задер ки в срабатывании одного источника относительно другого в пределах точности нулевые; во вторс режиме необ 1ХОДИМО, чтобы источники срабатывали один относительно другого с вполне определенной времерйой задержкой. Так как после подачи электрдаческо го импульса на электропневйоклапан и появления сейсмоимпульсов проходит значительный промежуток времени, исчисляемый десятков миллисекунд, прич«и1. это время (время сра атшйння) индивидуально для каждого пневмоисто ника и зависит от ряда факторов например давления воздуха, заглубления И прочее, то возникает необходимость учета этого времени срабатываний. Устройство работает следуюв0 образом. В исходном состоянии на выходе ис точника 1 командных сигналов отсутст вуют 1ф1пульсы, иншциирующие- Устройст во, генератор счетных импульс 2 отключен,счетчик 3 в нулевом сосЧгояниИм Предположим, что группа пиевмойсточников должна работать синхроино. На блоке задания чисел усчтан влйвается число К заведомо врей ни срабатывания любого пневмоис очника. Примерное (с точностью до 3 мс значение вреъ1ёни срабатывания обычно {известно оператору. С пшощью блока коммутащш 4 разблокируется одна Из ячеек памяти, иа призер 7-1, после подачи сортретствукщего напряжения на первые входы элементов И 5-1 и 6-1. Осуществляется ручной режим пуска устройства. При этом от блока коммутации 4 разблокируется генератор счетных импульсов 2 и через второй вход первого элемента И 5-1 на вход предварительной установки С вычитающего счетчика 9-1, а также на источник 11-1 поступает импульс. По этому импульсу возбуждается источник 11-1, в вычитающий счетчик 9-1 заносится код числа, установленного на блоке згщания чисел. Кроме того, на вычитакнций вход вычитающего счетчика 9-1 через второй элемент И 6-1 поступают счетные импульсы, уменьшающие его содержимое. Счетчик 3 при этом удерживается в нулевом состоянии. В момент появления сейсмосигнала сигнал от датчика 12 через блок коммутации 4 устанавливает устройство в исходное состояние. Но в вычитающем счетчике 9-1 записывается код числа К: равйого разности .р где I f-зреыя срабатывания данного пневмои точника. Разблокируются поочередно ячейки памяти 7-1 и 7-2 каналов и осуществляется кажД раз ручной пуск устройства. В рез ультате в ячейках памяти-Х вычитаюйщх счетчиках 9-1 и 9-2) записывается код числа К. Чтббы 1(р€дупрёдить включение пневмоисточииков некорректируемых каналов, предусматривается блокировка пневмоисточников (с , например, механических вьпспючателей) через силовую часть. По:сле завершения этоfco предварительного этапа через бйок коммзггаций 4 блокируются все ячейки памяти. - : - ,- ,, ,, VПуск .устройства, осуществляемый от источника Т командных импульсов, разблокирует генераторiсчетных импульсов 2. На счетчик 3 поступают счетные импульсы а в момент равенства (о выходного кода и кода ячейки памяти включается пмевмоисточник соответствующего кайала. Так как номен ; равенства кодов соответствует времени Тj, а сейсмоимпульс появится еще через время равное Т ррд5 после момента равенства кодов то очевидно что все пневмоисТЪчники вырабатывают сейоюимпульс в момент времени, равный численно числу К, т.е. ,сра«К При необходимости ввести для какого-либо канала расчетную задержку AT- на блоке задания чисел 8 устанавливается значение числа, равно ° к+лт.,„д. После подготовленных операций в ячейке памяти фиксируется код числа К;,равного К, - Т,.

И в режиме работы к Ждьгй канал генерирует сейсмоимпульс в момент времени, равньй Kj+Tfj.p,.,, т.е. К;+Т),рд5 .l iaeA- i cp«S Т, . j.

Так как величина К для всех каналов ,одн9 и та же, то относительно друг друга сейсмоимпульсы появляются с задержкой, равной расчетной

Хотя перед работой требуется промежуточный этап, но этот подготовительный этап в достаточной степени

выполняется автоматически. 0т оператора не требуется со специального блока индикации снимать значения времени срабатывания Т) сpos каждого ис.точника, затем на бумажке шш в уме вычислять скорректированные значения времени задержек для каждого источника и вручную вводить их в блок задания чисел. Преимущеста.а предлагаемого устройства особенно очевидны и в случае работы с группой из несколькими десятками источников.

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОВЫМ ИСТОЧНИКШ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЖ, содержащее датчик, генератор счетных импульсов, блок Коммутации, соединен ный одним входом с выходной шиной ис точника командных сигналов, счетчик и блок сравнения кодов, соединенный одними входами с выходами счетчика, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, в не го введены дополнительно п-1 блоков сравнения кодов, соединенных одними входами с выходами счетчика и п узлов ПШ4ЯТИ, кажда 1й из которых содержит два элемента И и вычитаю1ций счеТ чик, причем информационные входы выч ifeJiif,; ,., тающего счетчика калздого узла памяти соединен с блоком задания чисел, в каждом из узлов памяти вход записи вычитакщего счетчика соединен с выходом первого, элемента И, вычитающий его вход - с выходом второго элемента И, первые входь обоих элементов И каждого узла памяти объединены и соединены с соответствующим разрешающим выходом блока коммутации, вторые входы первых элементов И всех узлов памяти объединены и соединены со вторым выходом блока коммутации, первый выход которого соединен с управляющим входом генератора счетных импульсов , a другой вход - с выходом(Датчика, вторые входы вторых элементов Й всех узлов памяти объединены и соединены с входом счетчика импульсов И . с выходок генератора счетных 1пуль- Сов, выходы вычитающего счетчика каждого из узлов памяти соединены с другими входами соответствующего блока сравнения кодов, выход каждого из которых соединен с одной из входных шин Соответствующего источника сейсмических волн, a выход первого элемента И каждого из узлов памяти подключен к (Другой входной шине соответствующего источника ;сейсмических волн. ,.:, t