Аппаратура для геологического картирования на акваториях Советский патент 1982 года по МПК G01V1/38 

1

Изобретение относится к геофигпческой аппаратуре, предназначенной цля сейсмоакустпческих исследований с пелью nsyчеиия структурных и литологических особенностей цепных отложений на акваториях и может быть использовано при выполнении работ по геологическому картирова нню пшных оса ПК се, при изучении поп дскных структур, -при поисках и разведке россыпньос месторождений (полезных искои паамых, прк поисках месторожпений стро ительиьк мат;ер|1алов,

Изьестно устройство, которое содержт накопитель электрической анергии, трехалвктропный алектрогидравдаческий . . чатеяь, приемное устройство усилитель, блок 4Йльтрсь, регистратор дискретного 1)ейст&ия, |Фа аиалоговыос магнитофона и схему управления tl.

Однако STO устройство предааоначено 20 для решения структурных задач на акваториях по методаке пентрального |цгча в не мсмсет быть использовано для кзучвтля структурных и литолюгичёских особекностей разреза осадков с использованном методик многоканального приема н обработки, не позволяет осуществлять авгомагкзированную обработку получаемой информации с помощью ЦВМJ

Известна цифровая геоакустическая станция, содержащая источники упругих колебаний, косу с приемниками упругих колебаний, аналого- пифровой преобразователь, устройстёо обработки, устройство регистрации И устройство управления 123.

Однако эта станция не может, быть использована для выполнения сейсмоакустических работ иа акваториях для изучения структурных и отологических особенноетей разреза донных отложений с использованием методики многоканального приема и об|рабогки, так ;как не позволяет осушествАять мвогоканагьщгк) цифровую рептстрашпо акустической информации и не обеспечивает возможность получения и регистрации акустической информаиии в признакоьой форме.

Наиболее близкой к предлагаемому явяется аппаратура для сгруктурно-лигол1 смческого каргирования дшньос отложений, одержащая последовательно соединенные ряемоизлучаюшую акус1;ическук) систему j (гидролокатор бокового обзора) и аналогочгефровой преобразователь, последовательно соединенные первое одеративное запоминакяцее устройство и микро-ЭВМ, первый выход которой соединен с входом ю второго оперативного запоминающего устойства, выход которого соединен с ци(| ровым магнитным регистратором, последовательно соединенные первый гаймер, высокочастотный эхолот, схему выделения «5 мпульса запуска второго таймера, второй таймер и схему управления пределами цифровой регистрации, при этом первый таймер соединен с приемоизлучающей акустической системой, а первый, второй и тре-20 тий выходы схемы управления пределами цифровой регистрашш соединены соответственно с управляющими входами аналогоцифрового преобразователя, первого оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и и микро-ЭВМ з. .

Однако известная аппаратура не может быть непосредственно использована для и чения структурно-литологических особенностей разреза-донных осадков с яспо jg льзованием методики многоканального приема и обработки акустическойинформации, так как позволяет регастрировать в цифровойформе в признаковом представлении только ту акустическую информацию „ которая поступает с направлений, нормальных к поверхности донных отложений.

Цель изобретения - расширение (функциональных возможностей аппаратуры путем повышения информативности регистрируемых данных; и увеличение достоверности геологического картирования.

Указанная цель достигается тем, что аппаратура для геолоГическс го картирования на акваториях, содержащая последовательно соединенные приемоиздучающую якусти5 ескую систему и аналого-цифровой преобразователь, последовательно соеди11ен1гые первое ОЗУ и микро-ЭВМ, первый выход которой соединен с входом второго оперативного запоминающего устрой- ства, выход которого соединен с цифровым мапштным регистратороН, схему у рпвления преде/|амк цифровой регистрации, последовательно соединенные первый таймер, высокочастотный эхолот, схему выделения импульса запуска второго таймера и второй таймер, первый выход которое го соединен с первым входом, схемы управления пределами цифровой регистрации, первый, второй и третий выходы которой соединены соответственно с управляющими входами ан ало го-цифр №о го преобразователя, первого ОЗУ и микро-ЭВМ, при этом второй выход первого таймера соединен с приемоизлучающей акустической системой, дополнительно содержит коммутатор ци4ровых каналов, сзоэму хранения текущего адреса записи канала, третий таймер, схему хранения времени задержки регистрации канала и блок визуального отображения регистрируемой информации, при атом приемоизлучающая система выполнена в виде источника упругих колеба|ний.и многоканальной приемной пьезокосы, аналого-цифровой преобразователь выполнен в виде многоканального аналогоцифрового преобразователя с независимыми каналами, причем информационный выход аналогонцифрового преобразователя соединен с информационным входом коммутатора цифровых каналов, информационный выход которого соединен с информационны входом первого оперативного запоминающего устройства, четвертый выход схемы управления пределами цифр овой регистрации соединен с, управляющим входом коммутатора цифршых каналов и входом схемы хранения текущего адреса записи канала, выход которой подключен к адресному входу первого оперативного запоминающего устройства, второй выход второго таймера соединен с входом третьего таймера, выход которого подключен к второму входу схемы управления пределами цифровой регистрации, третий вход которой соединен с выходом схемы хранения Времени задержки регистрации канала,вход которой соединен с вторым выходом микро-ЭВМ, третий вьссод микро-ЭВМ соеданен с входом блока визуального отображения регистрируемой информации, управляющий выход которого соединен с входом первого таймера.

Такая аппаратура позволяет осуществлять многоканальный прием и регистрацию ре льтатов сейсмоакустических исследований в цифровой форме на магнитной ленте в формате ЕС ЭВМ, причем на магнитной ленте формируется информация, представляющая собой последшательный поканальный набор признаковых характеристик эхо-сигнала для каждого регистрируемого отражения в толце осадков по текущему цикду зондирования или по серии ададирований. Anti JHTypa обеспечивает возможность непосредсгвенной обработки зарегистрированной информацтш с исполь- 593 эованиём ЭВМ единой серии по алгоригмам структурного раз целения донных отлсвкений, определения штологическогр тиПй выделенных структурных единиц с примененйем методики многоканального приема и обработки акустической информации, дает возможность определения скоростей распространения упругих волн в осадках и позволяет эффективно исключать кратные волны на этапе обработки. На фиг. 1 приведена функциональная схема аппаратуры для геологического картирования на акватории; на фиг. 2 временная диаграмма работы аппаратуры в режиме формирования последовательного поканального массива признаковых характеристик во втором оперативном зйпо минатсщем устройстве; на фиг. 3 - временная диаграмма работы аппаратуры в режиме коммутации каналов. Аппаратура содержит первый таймер I выходы которого соединены с входами приемшзлучаюшей акустической .системы 2 и высокочастотного эколота 3, а вход соединен с управляющим выходом блока визуального отображения регистрируемой информации .4, схему 5 выделения импульса запуска второго таймера, вход которой соединен с выходом высокочастотного эколота 3, а выход - со входом второго таймера 6, третий таймер 7, Bxott которого соединен с вторым выходом второго таймера 6, а выход соединен с вторым входом схемы управления пределами цифровой регистрации S, первый и третий входы которой соединены соответственно с первым выходом второго: тсймера 6 и выходом схемы хранения -времени задержки регистрации канала 9, а первый, второй и третий выходы соединены соответственно с управляющими входами аи ало гоцифрсбого преобразователя Ю, первого ОЗУ 11 и микро-ЭВМ 12, четвертый выход схемы управления пределами регистрации соединен с управлякяци л входом коммутатора цифршых каналов 13 и Входом схемы хранения текущего адреса записи канала 14, вход аналого-цифрового преобразователя 10 соединенс выходом приемоизлучающей акустической системы 2, а информационный выход соединей с информационным входом коммутатора цифровых каналов 13, информационный вход первого ОЗУ 11.- соединен с информаю&онным вьссодом коммутаторацифровых каналов 13, адресный вход соединен с выходом схемы хранения текущего адреса записи канала 14, а информанишный первого ОЗУ соединен с информаци26шным входом микро-ЭВМ 12, первый, второй и третий выходы которой соешснены соответственно с входами второго ОЗУ 15, схемы хранения времени зацерж ™ регистрсщии канала 9 и блока висзуального отооражения регистрируемой информации 4, а выход второго ОЗУ 15 соединен с входом цифрового магнитного регистратора 16 .. На фиг. 2 представлена временная диаграмма работы аппаратуры в шестиканальном ВЕфианте в режиме вычисления и формирования поканального Массива признаковых характеристик, причем, в качестве примера, рассмотрена регистра иия информации по первому, второму и шестому каналам, где сигналы синзфонизации запуска 17, поступающие от блока визуального отображения регистрируемой информации, временная последовательность сигналов 18 первого таймера, импульс запуска 19 высокочастотного полота, импульс запуска 2О приемоизлучаюшей акустической системы, сигнал 21 Дно, формируемый схемой выделения импульса запуска второго таймера tio эхосигналу, поступившему от высокочастотного эхолота, временная последовательность импульсов 22 второго таймера, временная по-, сяедовательность импульсов 23 третьего таймера, сигнал, определяющий время задержки 24 первого канала, управляющий сигнал 25, определ5попшй предел регистрации первого канала, сигнал, определ5пощий время задержки 26 второго канала, сиГ1яал 27, определяющий предел регистрации второго канала, сигнал, определяющий Время задержки 28 шестогоканала и сигнал 29, определяющий предел регистрации шестого канала, сигнал 30 Пуск микро-ЭВМ , сигнал, определяющими время выполнения микро-ЭВМ операции вычисления признаковых характеристик 31 в зарегистрированных адосигналах, сиг нал,, определякяций время вычисления и передачи времени задержки 32 регистрации длякаждогоканала, сигнал, определяющий время передачи из микро-ЭВМ П|изнаковой информации 33 Иа решстра;цию с помгацью блок авизуально го отображения регистрируемой информации На 4иг. 3 представлена временная диапрамма работы аппаратуры в режиме коммутации каналов, причем в качестее примера также рассмотрена работа аппаратуры для первого, второго и шестого каналов, где сигналы синхронизации запуска 34 аналого-ч1Ифрового преобразователя, импульсы коммутации соответственно первого канала 938 35, второго 36 и шестого 37, сигналы управления записью 38 в первое опера- гивное запоминающее устройгво, сигналы, nociynatoiime на измене1ше текущих адресов записи соотвегсгвенно для первого 39, второго 40 и шестого 41 каналов. Аппаратура работает следутшшм образом. По сигналам сиюфоиизацин запуска 17, поступающим с выхода устройства ви ального отображения репаст|жрувмой информации 4, заг ускается первый таймер I и вьь рабатывает временную последовательность сигналов 18, из которой фррми{Ч;ется импульс запуска 19 высоксяастотного эх« лота 3 и импульсы запуска 2О приемоиздучающей акустической системы 2, Время задержки запускаприемоизлучающей акустической системы 2 регулируется спомощью первого таймера 1 и выбирается та- КИМ образом, чтобы зхо-сигнал Дно, псм ступаюший от высокочастотного эколота 3 опережал эх«э-сигналы, nociynatcmme в приемоиз;щгчаю(цуто акустическую систему 2 при прогнозируемом изменейии рельефа 2 дна. По сипналу Дно, поступившему от высокочастотного эхолота 3, схема выделения 5 импульса запуска второго таймара формирует сигнал 21, который запускает второй таймер 6. Второй таймер 6 вырабатывает временную последовательность импульсов 22 в соответствии с принягым временем цифровой регистрации, которая поступает на схему управления пределами цифровой регистрации 6. С схемы ;фанения времени задержки ретстрации канала 9 поступают на схему управления пределами цифровой регистрации 8 цифровые коды времени задержки регистрации для каждого канала. На основании поступивших кодов задержки регастрации первого канала, спустя требуемое время задержки 24, формируется управляющий сигнал 2 5Пределы регистрации первого канала . Подобным образом схема управления пределами. цифровой регистрации 8 формирует управ-; ляюише уровни Пределы регистрации дли 2-го канала сигнал 27 я 6-го канала син гнала 29 после отработки соответствующего времени задержки для второго кана«, ла 26 и для шестого канала 28. Формирование необходимой длительности време-, ни регистрации для каждогр канала осущаствляется схемой управлитя пределами цифровой регистрации 8 с помощью третье го таймера 7, который запускается посла5 окончания работы второго таймера 6. Временная последовательность импульсов 23 третьего таймера 7 поступает на схему 2 управления пределами цифровой регистрации 8, где на основании кодов времени задержки регистрации для каждого канала формируются моменты времени, соответствующие окончанию действия уровней Преоелы регистрации для каждого канала. В соответствии с управлякшими уровнями Пределы регистрации для каждого канала на основании серии сигналов сяа Хронизации запуска 34 вырабатываются импульсы запуска аналого-цифрового, преобразователя 1О, которые для всех каналов совпадают по времени. Спустя время, равное циклу работы преобразователя, схема управления пределами цифршой регис рации 8 вырабатывает импульсы коммутации для тех каналов, для которых разрешена регистрация информации в соответствии с управляющими уровнями Пределы регистрации , причем длительность импульса коммутации равна времени цикла обращения к первому оперативному запоминающему устройству 11, а сдвиг между импульсами коммутации последовательных каналов также равен времени цикла обращения к первому ОЗУ 11. В соответствии с уровнями Пределы регистрации первого канала 25, Пределы регистрации второго канала 27 иПределы регистрации шестого кёнала 29 вырабатываются импульсы коммутации первого канала 35, для второго канала Зб и для шестого канала 37. Импульсы коммутации поступают,с схемы управления пределами цифровой регистрации 8 на коммутатор цифровых каналов 13 |t на схему хранения текущего адреса записи канала 14. В соответствии с импульсами коммутации схема коммутации цифровых каналов 13 подключает соответствующие информационные вш:оды аналогонкифроЬого преобразователя 10 к информационному входу первого ОЗУ 11, а схема хранения текущего,адреса записи канала 14 Перадает на адресный вход первого ОЗУ 11 необходамый адрес коммутируемого Канала. По переднему фршту импульсов коммутации схемы упрё ленкя предеяамн цифровой регистрации 8 вырабатывает сигналы записи 38, которые поступают на управл1Яощий вход первого ОЗУ II. По заднему фршту имт гльсов коммутации осуществляется изменение текущих адресов записи каналов - дяя первого канала по сигналу 39, для второго по сигнаду 4О и для шестого RO сигнаду 41. По окончании работы третьего таймера 7 схема управления пределами цифровой регистрации 8 формирует сигнал ЗО, „который поступает на управляющий вход микро-ЭВМ 12 и запускает ее на вьтоянен подпрограммы вычисл8НИ 1.П{жзнаковых карактерисгик 31 в эхо-сигналах, размешенных в первом ОЗУ Jrtir-B прсйессе j a6oTU микро-ЭВМ 12 во втором ОЗУ 1 форми|ЕОгется информация следующего вида для первого канала время прихода зхосишала от первого слоя и набор характе ристик эхо-сигналах, время прихода эхосигнала Ът второго слоя и набор его х&. рактерастик и т.д., далее идет признаковый массив характеристик эхо-сигналов для второго канала и т.д. для всех оста- льньос каналов. В течение серии фондирований во вто ром ОЗУ 15 осуществляется формирование информационной зшы, котсрая поступает на запись на магнитную ленту ци(| рового магнитного регистратора 16. В каждом цикле зшдироваш1я после окончания вычисления признаковые характеристик (дакро-ЭВМ 12 на основании времен прихода эхо-сигиалов от первых слоев для всех регистрируемых каналов, с учетом геометрии приёма и характеристик движения судна, определяет время задержки регистрации .Каждого канала и выдает коды времени задэрнски на схему хранения времени задержки регистрации канала 9. После передачи кодов задержКи микро-ЭВМ Т2 выполняет операцию выдачи требуемой признаковой характеристи ки 33 на блок визуального отобравкения регистртруемой информации 4. . Использование предлагаемой аппаратуры позволит получить дополнительные сведения о разрезе донныХ отложений за счет использова шя методики многоканального приема и обработки получаемой акустической информации, что значительно повышает достоверность выполняемых сейсмоакустических исследований, дает возможность непосредственной обработки зарегистрированной информации на ЦВМ по алгорттмам структурного разделения донньос осадков и определения их литологаческого типа, обеспечивает возможнсют определейия скоростей распространения упругих волн в осадках и позволяет э4 фективно исключать кратные волны на этапе обработки. Предлагаемая аппаратура обеспечивает возможность комплексной обработки материалов сейсмоакустических исследований вплоть до автоматизированного построения геологических разрезов и карт развития донных осадков. Аппаратура обеспечивает расширение частотного ш апазона регистрации эхо-сишалов в сторону высоких частот за счет выполнения аналогоношфрового преобразователя в виде глсогоканального аналого-цифрового преобразователя с независимы га каналами, что позволяет выполнять одновременн.ое аналого-цифровое преобразование по всем каналам и соот- вего твенно снижает время, необходимое для одного цикла преобразования и записи акустической информации по всем регистрируемым каналам. Предлагаемая аппаратура обеспечивает максимально возможное уплотнение акусгаческой информации, поступающей от многоканальной приемной системы. Формула изобретения Аппаратура для геологического карти-, рования на акваториях, содержащая последовательно соединенные приемоизлучакмцую акустическую систему и аналогоцифровой преобразователь, последовательно соединенные первое оперативное запоминающрё устройство и микро-ЭИМ, первый выход которой соединен с входом второго оперативного запоминающего устройства, выход которого соединен с цифровым магнитным регистратором, схему управления пределами цифровой регистрации, последовательно соединенные первый, таймер, высокочастотный эхолот, схему выделения импульса запуска второго таймера и второй таймер, первый выход которого соединен спервым входом схемы управления пределами цифровой регистрагции, первый, второй и третий выходы которой соединены соответственно с управг ляющими входыми аналогонцифрового преобраэователя, первого оперативного запоминающего устройства и микро-ЭВМ, при этом второй выход первого таймера соединен с приемоиз/ чающей акустической системой, о. тличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей аппаратуры путем повышения информативности регистщруемых данных и увеличения достоверности геологогического картирования, сяа дополнительно содержит коммутатор цифровыхканалсй, схему хранения. текущего адреса записи канала, третий таймер, схему хранения времени задержки решстрации канала и блок вигуального отображения регистрируемой информации, при этом приемоизлучающая система выполнена в вице источника упрутах колебаний и многоканальной приемной пьезокосы, апалогочщфровой преобразователь выполнен в вице многоканального аналого-цифрового преобразователя с независимыми каналами, причем инфop 4aциoнный вьосод аналогоцифрового преобразователя соецинен с ин формаиионным входом-коммутатора иифро вых каналов, информацишный выход Koro-v рого соединен с информааионным входом первого оперативного запоминающего устройства, четвертый выход сявмы управления препелами цифровой регистрации соепинен с управяятсщим входом коммутатора цифровых каналов и входом схемы хранения текущего адреса записи канала, выхюд которой подключен к адресному входу первого оперативногозапоминающего устройства, второй выход второго таймера. . соединен с входом третьего таймера, которого подключен ко второму вхюду схемы управления пределами цифровой

регистрации, третий вход которой соединен с выходом схемы хранения йремени задержки регистрации канала, вход которой соединен с вторым выходом , третий выход микро-ЭВМ соединен с входом блока визуального отображения регмстрииэмой информации, управляющий, выход которого соединен с входом первого таймера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Техническое описание аппаратуры Аквамарин завода Геопрнбор НПО Союз- пе отезошка

2,Авторское свидетельство СССР Nf 559204, кл. Q О1 V 1/22, 1974.

3; Авторское свидетельство СССР по заявке N 2930259/ 18-25, кп. Q 01 V 1/22, 1980 (прототип);

tt О

п

к

IS JO У 32 К

У 25

г

N 35

37

38 39

W tfl

Л/.

J

t

ПППJ

ПП

л.

II.