Устройство синхронизации сейсмических станций и источников возбуждения Советский патент 1989 года по МПК G01V1/26 

Изобретение относится к сейсморазведке и предназначено для обеспечения совместной синхронной работы нескольких сейсмических станций с общим источником (группой источников) возбуждения сейсмических колебаний.

Целью изобретения является повышение надежности и канальности системы.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство состоит из N « М аналогичных пунктов. В состав каждого пункта входит радиостанция 1, блок 2 определения нака, оперативное запоминающее устройство 3 (ОЗУ).перемножитель 4 знаков, суммирующее устройство 5, компаратор 6, регистр 7 готовности, дешифратор 8 готовности блок 9 ПОСЫЛ1СН кодового сигнала, представляющей собой постоянное запоминающее устройство (ЦЗУ), таймер 10, блок 11 выбора кодового сигнала фор мирователь 12 управляющих сигналов, блок 13 задающих переключателей.

Все сейсмостанции и источники возбуждения, участвующие в совместной работе, оснащаются одинаковыми управляемыми пунктами, одна из сейсмо- станций выбирается в качестве ведущей, установкой блоков задающих переключателей в положение командный ее управляемый пункт преобразуется

41

СО

00

со

в командный. На всех остальных пунктах блок задающих переключателей устанавливается в положение управляемый.

Одновременно с помощью блока задающих переключателей устанавливаетс порядковый номер данного управляемого пункта в виде двоичного числа.

Суть работы системы заключается в следующем.

Ведущая сейсмостанция осуществляет обычный цикл операций, состоящий в управлении источником (или группой источников), возбуждении колебаний с последующей регистрацией возникших сейсмических волн. Ведомые сейсмоста цни при этом должны осуществлять регистрацию сейсмических сигналов синхронно с ведущей сейсмостанцией.

Дпя повьшения надежности в системе предусмотрены две проверки готовности: предварительная и окончательная. Только если все элементы системы полностью готовы к работе, происходит возбуждение сейсмических, колебаний с одновременной их регистрацией.

Устройство функционирует следуюпщ образом..

Взаимодействие всех элементов системы происходит под управлением командного пункта. Формирователь управляющих сигналов 12 любого из пунктов имеет возможность работать в одном из двух режимов: командный и управляемьш, определяемых блоком задающих переключателей 13, Кроме того, на формирователь управляющих сигналов поступает информация о текущем времени с таймера 10, а также информация о готовности системы к тем или иным операциям с дешифратора готовности 8. При предварительной готовности к работе ведущей сейсмической станции на командном пункте запускается таймер Ю. В на- чальньй момент времени под управлением формирователя управляющих сигналов 12 радиостанция 1 командного пункта устанавливается в р.ежим передачи, а на ее информационный вход подается кодовое слово готовность 1 считываемое из блока посылки код .вого сигнала 11. Таким образом, с командного пункта в радиоэфир передается кодовое слово готовность 1 после чего радиостанция 1 комавдно- го пункта переключается на прием.

5 0

5

0

5 0 5

На всех управляемых пунктах с по- мОщью формирователя управляюпщх сигналов 12 радиостанции 1 установлены в режим приема, а с выхода постоянного запоминающего устройства 9 на первый вход переключателя знаков 4 поступает кодовое слово готовность 1, используемое в качестве эталонного (опорного) сигнала в процессе коррелягдаонной обработки, которая непрерьшно ведется на всех управляемых пунктах в начапьньш период времени. При этом принимаемый радиостанцией 1 сигнал подвергается знаковому (однобитовому) кодированию в блоке определения знака 2, после чего в цифровом виде записывается в оперативное запоминающее устройство 3 (ОЗУ).

Операция перемножения знаковых отсчетов производится в перемножителе знаков 4, а операция суммирования получаемых произведений - в суммирующем устройстве 5. При этом на выходе суммирующего устройства 5 получают сигнал функции взаимной корреляции (ФВК) радиосигнала и эта-, лонного сигнала.

При отсутствии в радиоэфире кодового сигнала в оперативное запоминающее устройство 3 записывается, эфирньй шумовой фон. При этом значение сигнала на выходе суммирующего устройства 5 мало и не превышает порогового значения, поступающего на компаратор 6 с блока задаю- ших переключателей 13, Как только кодовый сигнал принят радиостанцией и записан в ОЗУ, значение корреляционной функции резко возрастает и должно превысить пороговый уровень компаратора. Пороговое значение выбирается заранее таким образом, чтобы оно заведомо превышало уровень корреляционных иумов, но при этом и не было меньше реальных максимумов корреляционной функции, т.е. чтобы была обеспечена высокая надежность вьще- ления кодовых слов. При соблюдении условия на выходе компаратора 6 формируется сигнал готовности, который поступает через регистр готовности 7 и дешифратор готовности 8 в формирователь управляющих сигналов 12. Последний при это м переключает радиостанцию 1 на передачу и одновре- менно запускает таймер 10. Формирователь управляющих сигналов 12, учитывая значение текущего времени, поступающего с таймера, порядковый номер данного управляемого пункта, заданный блоком переключателей 13, а также предварительную готовность данной сейсмической стандаи или ис- точника возбуждения формирует сигнал разрешения передачи кодового йигнала.

Каждым управляемым пунктом такой сигнал вырабатьгоается в жестко обусловленное время, которое зависит от порядкового номера данного управляемого пункта. Сигналы размещения передачи кодовых сигналов всех управляемых пунктов формируются последовательно, при этом не допускается их перекрытие во времени. Блок выбора 11 кодового сигнала в заданном по сигналу разрешения временном окне устанавливает на входе постоянного запоминающего устройства 9 адрес кодового сигнала, соответствующего номеру данного управляемого.пункта. С выхода постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) кодовое слово поступает на информационный вход радиостанции 1 и передается в радиоэфир.

Длительность передачи одного ко- дового сигнала at не превьшает 20- 30 мс. Передача совокупности сигналов со всех управляемых пунктов периодически повторяется в течение заданного контрольного времени. Дли- тельность периода повторения передач равна (N + II - DdT мс, а длительность контрольного времени может составлять от одной до четырех секунд,

На командном пункте радиостанция 1 работает в это время в режиме приема, формирователь управляюш;их сигналов 12 командного пункта совместно с таймером 10 вырабатывает серию из .N + М - I (по числу управляемых пунктов) следуюш 1х друг за другом сигналов разрешения, которые поступают на вход блока выбора кодового сигнала 11. Последний в свою очередь по- дает на вход ПЗУ 9 ряд адресных значений. При этом на выходе ПЗУ формируется последовательность кодовых слов, соответствующих номерам управляемых пунктов. Кодовые слова по очереди поступают на первый вход перемножителя 4, где используются в качестве эталонных сигналов при корреляционной обработке. Радиосиг69483

нал

Ю

15 2025

30 35 40

455055

с выхода радиостанфш 1 преобразуется п однобитовьп Щ1ФРОВОЙ сигнал блоком определения знака 2, после чего записывается в оперативное запоминающее устройство 3, с выхода которого подается на второй вход перемножителя 4. Получаемые произведения . с выхода перемножителя поступают в суммирующее устройство 5.

На выходе последнего формируются значения корреляционной функгщи. Процесс определения предварительно готовности всей системы к работе осуществляется следующим образом.

В случае предварительной готовности к работе данной ведомой сей- смостанции или источника возбуждения радиостанцией соответствующего управляемого пункта в радиоэфир передается кодовое слово, соответствующее номеру данного пункта. Радиосигнал излучается каждым управляемым пунктом в строго отведенное время в порядке нарастания присвоенных им порядковых номеров. Учитывая то, что возможна ситуация, когда не все источники возбуждения и сейсмостанции сразу окажутся в состоянии предварительной готовности, предусмотрено периодичесг. кое повторение передачи кодовых слов управляемыми пунктами в течение контрольного промежутка времени

I

Командный пункт осуществляет прием

периодически следуюш х последователь- .ностей кодовых слов и их корреляционную обработку. Каждое принятое ко- .довое слово приводит к появлению на выходе компаратора 6 сигнала готовности данного управляемого пункта, который под управлением формирователя управляющих сигналов 12 заносится в соответств тощий разряд регистра готовности 7. Если приняты кодовые слова от всех управляемых пунктов, с деишфратора готовности 8 сигнал , предварительной готовности всей системы подается на вход формирователя управляюпщх сигналов 12.

По истечении контрольного времени радиостанции всех управляемых пунктов переключаются на прием, а радиостанция командного - на ередачу. Если сигнал с дешифратора 8 тельствует о предварительной готовности системы, командным пунктом в радиоэфир передается кодовое слове готовность 2. Если же согласно

7146

информации, поступающей с дешифратора 8, система не готова к работе, радиостанция командного пункта передает кодовое слово отбой.

Режим готовность 2 предусматривает анализ окончательной готовности сейсмических cтaнцIiй и источников возбуждения к совместной работе перед пуском системы.

На управляемых пунктах из ПЗУ 9 на первый вход перемножителя подаются поочередно в качестве эталонных сигналов кодовые слова готовность 2

отбой. Радиосигнал подвергается

И и i wwn. в j- г -ч - - - - .

корреляционной обработке и в зависимости от того, какое кодовое слово быпо передано в радиоэфир командным пунктом, в регистр готовности 7 записывается либо сигнал опроса окончательной готовности, либо сигнал отбоя, при этом дешифратор готовност 8 подает на формирователь управляющих сигналов 12 соответствующую информацию.

При приеме кодового слова отбой все блоки управляемых пунктов устанавливаются в исходное состояние, ожидая повторной передачи с команд- ного пункта кодового слова готовность 1. В случае приема кодового слова готовность 2 формирователи управляющих сигналов 12 всех управляемых пунктов переключают радиостанции 1 на передачу. При достижении соответствующей сейсмической станцией или источником возбуждения состояния окончательной готовности к регистрации или, возбуждению сейсмических колебаний, формирователь управляющих сигналов 12. данного управляемого пункта совместно с таи ,мером 10 начинает формировать сигна разрешения передачи кодового слова Далее все происходит аналогично описанному процессу определения предварительной готовно.сти: в течение контрольного промежутка времени каждый управляемьш пункт периодически передает в радиоэфир .кодовое слово, соответствующее его порядковому номеру.

Командный пункт осуществляет при

совокупности кодовых слов, переда ваемых управляемыми пунктами, и ве- дет корреляционную обработку. По

истечении контрольного времени на командном пункте радиостанция перелючается на передачу , а радиостан

0

20

25

30

35

м

и

управляемых пунктов - на прием. При неготовности системы, определяемой дешифратором 8, командный пункт передает в эфир кодовое слово отбой., Если управляемые и командные пункты окончательно готовы к совместной работе, в эфир передается кодовое слово командная отметка момента. Во втором случае, выделив кодовое слово, управляемые пункты подают команду источникам - на возбуждение сейсмических колебаний, а сейсмическим станциям - на регистрацию. 5 Далее возможны несколько вариантов работы системы в зависимости от типа применяемых источников возбуждения. Если применяются вибрационные или невзрывные импульсные источники, то радиостанции всех пунктов переключаются на прием. После возбуждения сейсмических колебаний и их регист- рации система управляемых и командного пунктов возвращается .в исходное состояние и готова для следующего цикла работ.

Если используются невзрывные ко- доимпульсные источники, то после передачи и приема кодового слова командная отметка момента, радиостанция командного пункта переклю- чается на прием, а радиостанция одного из управляемых пунктов, установленных на источниках возбуждения (выбор данного пункта осуществляется заранее с помощью блока задающих переключателей 13)., переключается на передачу. При каждом возбуждении радиостанция данного пункта передает в эфир кодовое слово отметка момента, которое выделяется командным .и управляемым пунктами, установленными в сейсмостанциях, и пересыпается блоками анализа состояния системы в сейсмостанции для регистрации на одном из вспомогательных каналов.

По окончании цикла кодоимпульсных возбуждений и регистрации совокупности сейсмических колебаний все радиостанции переключаются на прием и система возвращается в исходное состояние.

При использовании взрывных источников возбуждения после приема кодового слова командная отметк-а момента . радиостанция командного пункта переключается на прием, а радиостанция выбранного управляемого пункта, установленного на источнике

40

45

50

возбуждения, в момент взрыва передает в эфир кодовое слово отметка момента, а затем в момент регистрации сейсмоприемником, расположенным рядом с устьем взрывной скважины, прямой сейсмической волны - кодовое слово вертикальное время. Ко- мандньй и управляемые пункты сейсмо- станций выделяют первое и второе кодовые слова и пересылают их для регистрации сейсмостанциям. По завершении регистрации сейсмических колебаний все радиостанции переключаются на прием и система возвращает ся в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство синхронизации сейсми- ческих станций и источников возбуждения, состоящее из командного и по крайней мере одного управляемого пунктов, соединенных радиоканалом, и содержащее на каждом пункте последо- вательно соединенные блок посылки кодового сигнала, радиостанцию, блок определения знака, оперативное за1469483

10

поминающее устройство, перемножитель знаков и су 1мирующее устройство, отличающееся тем, что, с целью повьшюния надежности и ка- нальности системы, введены на каждом пункте последовательно соединенные компаратор, регистр готовности, де- пифратор готовности, формирователь управляющих сигналов и блок выбора кодового сигнала, а также таймер и блок задающих переключателей, причем блок посылки кодового сигнала вьтол- нен- В виде постоянного запоминающего устройства, вход которого соединен с выходом блока выбора кодового сигнала , выход суммирующего устройства подключен к компаратору, к второму и третьему входам формирователя управляющих сигналов подключены соответственно таймер и блок задающих переключателей, второй выход последнего подключен к второму входу компаратора, второй и третий выходы формирователя управляющих сигналов подключены к управляющему входу радиостанции и второму входу регистра готовности.

-Изобретение относится к сейсморазведке и предназначено для обеспе- ченля совместной синхронной работы сейсмических станций и источников возбуждения сейсмических колебаний. Цель - повьппение надежности и каналь- ности системы. Использование в качестве блока посьшки кодового сигнала ЦЗУ позволяет иметь набор кодовых сигналов для управления в разньк режимах работы всей группы, которые задаются с помощью блока задающих переключателей. Введение формирователя управляющих сигналов обеспечивает в зависимости от состояния дешифратора готовности, таймера и блока задающих переключателей выработку различных управляющих импульсов и потенциалов, .необходимых в каждый момент времени для управления рабо- той отдельных блоков. 1 ил.

Я с/с an и источнику