Устройство для проведения морской сейсморазведки Советский патент 1982 года по МПК G01V1/38 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МОРСКОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к сейсмической разведке на нефть и газ в пришельфовых и шельфоилх зонах морей и океанов.

Известно устройство для проведения сейсморазведки корреляционным методом преломления волн (КМПВ),включанядее источник возбуждения сейсмических сигналов, приемное устройство одноканальная пьезокоса донного типа, сейсморегистрируккций канал на базе сейсмостанции СМОВ-24, бортовой аппаратуры управления источником возбуждения. Весь комплекс аппаратуры располагается на двух геофизических судах. При этом на судне-взрывпункте расположен источник возбуждения сейсмических сигналов с пультом подрыва и блоком связи, а на судне-регистраторе - приемно-регистрирующая часть устройства.

С помощью указанного устройства сейсморазвелочные работы на море проводятся по методике передйижного пункта взрыва (ППВ). Упругие колебания возбуждаются на ходу судна-взрывпункта с определенным шагом, например 100 м. Судно-регистратор в этом случае устанавливается в гидроточке профиля на якорь. С борта судна опус-:

кается и укладывается на дно моря одноканальная пьезокоса, выход которой подключен через кабель на вход сейсморегистратора. Управление и синхронизация источника возбузадения осуществляется по радиоканалу с помощью аппаратуры связи, подключенной к входу судовой радиостанции. По радиоканалу с судна-взрывпункта на судно10регистратор передаётся аналогичным образом информация об отметках момента возбуждения сейсмических импульсов, которые регистрируются на сейсморегистраторе.

15

Процесс регистрации поступающей . сейсмической информации происходит в реальном масштабе времени.

После прохождения судна-взрыв20пункта по профилю между расчетными точками рабочий цикл отработки одного профиля считае тся; законченным. При этсйл на аналоговом магнитоносителе накапливается информация,поз25воляняцая получить один двусторонний: годограф с записями преломлённых волн Следующий рабочий цикл производится аналогичным образом на соседнем пикете профиля и так далее,

30 по всей длине профиля Таким образом, реализуется полна корреляционная система годографов (при наличии достаточно плотной сис те№а наблюдбний)С.1. С помощью описанной методики и известного комплекса сейсморег стри руюадей аппаратуры успешно решается основная геологическая задача - про слеживание Поверхности фундамента и границ в осадочной толще.Однако известное устройство обла дает существенными нeдocтaткa И, снижающими его эффективность при производстве работы КМПВ. Наличие жесткой временной связи между источ ником возбуждения сейсмических сигналов, однокакальным приемным устройством и регистратором пoзвo ляет отрабатывать лишь одну точку профиля за один рабочий цикл, В результате этого известная методика обладает низкой производительностью труда и высокой себестоимостью физической единицы работ КМПВ. Кроме того, с использованием известного устройства невозможно проводить сейсморазведочные работы КМПВ на акваториях с глубинами моря свыше 6070 м, так как при этом нельзя осущес вить надежную якорную.стоянку суднарегистратора, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для проведения морской сейсморазведки методом КМПВ содержащее выносное приемное устройство, автономные донные сейсмологические станции АДСС-М, управляемый блок коммутации, пульт подрыва, пнев моизлучатель, датчик контроля пневмо излучателя, транслятор, блок ввода информации временных данных и накопи тель информации. Автономная донная сейсмическая станция АДСС-М предназначена для регистрации землетрясений, волновой картины при проведении глубинного сейсмического зондирования ГСЗ и КМПВ 2. Однако это устройство не является самостоятельным для проведения работ КМПВ. В частности, отсутствуют блоки программного временного управления, необходимой коммутации, хранения и накопления информации. Визуализация сейсмической информации производства с помощью шлейфового осциллографа. Возможен вариант использования для этой цели ЭВМ, но при этом отсутствует точная простран ственно-временная привязка полученны записей. Отмеченные Недостатки донного сей смографа и ЛДСС-М не позволяют испол зовать эти устройства для целей морс кой сейсморазведки КМПВ в производст венном варианте. Отсутствие программного управления в единой системе: процессов возбуждения сейсмических сигналов, многоканальной регистрации, визуализации и экспресс-обработки данных КМПВ с помощью современных средств вычислительной техники,резко снижает эффективность и практическую ценность существующих устройств для исследования КМПБ-ГСЗ, удорожает работы, имеет низкую производительность. Целью изобретения является повышение эффективности морской сейсморазведки КМПВ. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для проведения морской сейсморазведки корреляционным методом преломления волн, содержащее выносные приемные устройства, автономные донные сейсмические станции,управляемый блок коммутации, пульт подрыва, пневмоизлучатель, датчик контроля пневмоизлучателя, транслятор, блок ввода информационно-временных данных vti накопитель информации, введе-н блок программного временного управления, соединенный с управляемым блоком коммутации, транслятором, блоком ввода информационно-временных данных и с датчиком контроля пневмоизлучателя, причем выходы выносных приемных устройств подключены к входам автономных донных сейсмических станций, выходы которых связаны двойной связью с управляемым блоком коммутации, один из выходов которого подключен через пульт подрыва к пневмоизлучателю, а другой выход соединен с одним из входных каналов транслятора, вход управляемого блока коммутации соединен с первым выходом блока программного временного управления, у которого на входе подключен датчик контроля пневмоизлучателя, второй выход соединен с блоком ввода информационно-временных данных, а третий выход с входом транслятора, выход которого через блок ввода информационно-временных данных соединен с входом накопителя информации. Все устройство располагается на борту одного геофизического судна. Применение предложенного устройства позволяет реализовать новую технологию, морских исследований КМПВ, обладающую более высокой эффективностью и более низкой себестоимостью. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит выносные приемные устройства 1, автономные донные сейсмические станции 2 (АДСС),управляемый блок 3 коммутации, блок 4 программного временного управления, транслятор 5, блок 6 ввода информационно-временных данных, накопитель 7 информации, пульт 8 подрыва, пневмоизлучатель 9 и датчик 10 контроля пневмоизлучателя. Выносное приемное устройство 1 предназначено для приема сейсмических сигналов и выполнено с прим нением гидрофонов. В качестве согласуквдего элемента между высокоомными выходами пьезоприемников и вхо дом АДСС 2 использован предварител ный усилитель с низким выходным сопротивлением и с коэффициентом усиле ния, равным 10. Уровень собственных шумов не превышает 0,5 мкВ. Располо жен предварительный усилитель непосредственно в выносном приемном уст ройстве 1, которое соединяется с вы ходом донной станции через герметич ный ввод с помощью специального гиб кого кабеля. Автономная донная сейсмическая станция 2 в используемом варианте содержит усилитель записи, электрон ные часы и отметчик времени, програ мное устройство, кодировщик отметок текущего времени низкоскоростного магнитного регистратора и блока питания. Запись сейсмических сигналов на магнитоноситель осуществляется на одну из дорожек методом прямой записи. Динамический диапазон записи составляет 80 дБ и обеспечивается схемным решением путем сжатия ампли туд входного сигнала по корню квадратному. На служебные трассы других дорожек записываются с выхода отметчика временикодированные мин ные марки и синхроимпульсы (СИ). Запуск станций осуществляется с помощью управлякнцего блока коммутации последовательно от основного бл ка программного временного управления. Краткие технические характеристи ки одного из вариантов применяемых донных станций следующие: Число каналов записи 3 из них служебных 2 Динамический диапазон записи сейсмических сигналов, дБ80 Частотный диапазон, Гц 3-30 Уровень собственных шумов тракта записи, приведенного к входу, мкВ 0,25 Скорость записи, мм/с -1+10% Продолжительность непрерывной регистрации, ч Не менее Потребляемая мощность, Вт 0,3 Габариты станции, длина, мм, 700 диаметр, мм220 Масса, кг 40 Управляемый блок 3 коммутации со держит ряд электронных коммутирующи (устройств, с помощью которых осуществляется двусторонняя связь последовательно во времени всех эталонных донных сейсмических станций и съем информационно-временной информации, внщача командных импульсов на пульт 8 подрыва, а также передача данных АДСС через транслятор непосредственно на вход блока б ввода информационно-временных данных. Управляется блок 3 в каждый момент и последовательно во времени от блока 2 программного временного управления. Все коммутационные устройства работают в автоматическом, полуавтоматическом либо ручном режиме. Блок 3 снабжен необходимой цифровой индикацией. Блок 4 программного временного управления содержит магнитный носитель памяти, кодировщик и декодировщик абсолютного и относительного текущего времени, программное устройство задания моментов взрывов и запуска автономных донных сейсмических станций. Работа всех узлов блока 4 контролируется термостатированным электронным отметчиком времени.Данный блок позволяет производить следующие операции, необходимые для проведения комплекса работ: управление по заданной программе блоком 3 с целью последовательного во времени запуска кварцевых часов электронного отметчика времени АДСС и последующая . проверка наличия запуска, проверка правильности работы кодировщиков времени как АДСС, так самого блока 4; считывание двоичного кода времени, а также отметок моментов взрыва с магнитного носителя памяти через (транслятор 5 и блок б ввода информационно-вычислительных данных в накопитель 7 информации. Блок 5 является многоканальным |транслятором для передачи данных с блока 4 и через блок 3 с АДСС на вход блока б ввода информационновременных данных. Причем на первом этапе по одному канашу передаются закодированные в двоичном коде марки времени, по другому каналу подаются сигналы синхроимпульсов.На втором этапе производится передача аналогичных временных данных через блок 3 с выходов АДСС, а по третьему каналу - данных сейсмической информации в цифровом 12-разрядном двоичном коде. Основу транслятора составляет прецизионный магнитограф, например Н-062, с помощью которого осуществляется трансформация скорости передачи данных в 100 раз (начальная скорость записи 1 мм/с, конеч 1 ая 100 мм/сУ. Блок б ввода информационно-временных данных состоит из узлов преобразования поступающих аналого-цифровых данных в формат входа системы малых АВМ (CM-ЭВМ) типа ЕС1010, Электроника-бО, и ряда других. Выбор участка перезаписи данных контроль аналого-цифровой информаци на-входе блока 6 осуществляется с помощью блока 3 программного времен ного управления, для чего предусмот рена отдельная и непосредственная связь блоков 4 и 6, Блок 7 является основным накопителем всей информации, получаемой с помощью предлагаемого устройства и состоит из трех основных блоков: устройства преобразования (форматтер торбовой геофизической ЭВМ и ленточ ного магнитного накопителя (НМЛ). Операции, выполняемые блоком 7,о ществляются с помощью разработанног для этой цели комплекса nporpatviM экспресс-обработки. Предложенное устройство имеет та же пульт 8 подрыва, источник возбуж дения сейсмических сигналов,например пневмоизлучатель и датчик контроля пространственного положения пневмоисточника за бортом, с помощью которого можно записать форму излучаемо го сейсмического сигнала. Управление источником 9 возбужде ния осуществляется через пульт 8 под рыва от управляемого блока 3 коммутации, который в свою очередь управляется от основного блока 4 програм много временного управления. Примерный технологический цикл работ с использованием устройства для проведения морской сейсморазведки корреляционным методом прелом ленных волн заключается в выполнении следующих операций: начальная привязка к известному гидрографичес кому пункту (отсечка от опорного пункта привязки ОПП),переход от ОПП к гидроточке постановки первой стан ции на профиле (при этом производит ся включение блока 4 программного временного управления и управляемог блока 3 коммутации с помощью которых .последовательно во времени запускаются все АДСС), последовательная постановка всех включенных АДСС в гидроточки профиля, переход к проектной точке начала отстрела на профиле, возбуждение упругих колебаний от пневмоисточника в процессе прохождения судна вдоль профиля (программа возбуждения источника выбирается заранее в соответствии с методической целесообразр остью) , обратный переход к месту постановки АДСС (после окончания работы на профиле), последовательный подъем всего комплекса станций, проверка работы АДСС и последовательное считывание информационно-временных данных -через управляемый блок коммутации, транслятор и блок ввода информационно-временных данных в накопитель информации. При опытно-производственном опробовании предлагаемого устройства были проведены профильные наблюдения. Отстрел годографов был осуществлен до удалений 100-150 км. Получены новые сведения о характере залегания поверхности фундамента и основных границ раздела внутри, осадочной толщи с кажущимися скоростями в пределах 2200-6000 м/с. В ряде случаев зарегистрированы волны от более глубоких границ внутри земной коры и от поверхности Мохоровичича с кажущимися скоростями 7000-8000 м/с. С помощью предложенного устройства можно проводить морские исследования как КМПВ, с целью прослеживания фундамента, так и методом ГСЭ для излучения глубоких границ земной коры и верхней мантии. Формула изобретения Устройство для проведения морской сейсморазведки корреляционным методом преломленных волн, содержащее выносные приемные устройства,авнономные донные сейсмические станции, управляемый блок коммутации,пульт подрыва, пневмоизлучатель, датчик контроля пневмоизлучателя, транслятор, блок ввода информационно-временных данных и накопитель информации, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности сейсморазведки, в него введен блок программного временнного управления, соединенный с управляемым блоком коммутации, транслятор, блоком ввода информационно-временных данных и датчиком контроля пневмоизлучателя, причем выходы выносных приемных устройств подключены к входам автономных донных сейсмических станций,выходы которых связаны двойной связью с управляемым блоком коммутации,один из выходов которого подключен через пульт подрыва к пневмоизлучателю, а другой выход соединен с одним из входных каналов транслятора, вход управляемого блока коммутации соединен с первым выходом блока программного временного управления, у которого на входе подключен датчик контроля пневмоизлучателя, второй выход соединен с блоком ввода информационно-временных данных, а третий выход с входом транслятора, выход которого через блок ввода информационновременных данных подключен на вход накопителя информации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бондаренко Б.А. идр. Возможности КМПВ для изучения глубокоэалегающих осадочных отложений и фундамента в пределах южных морей СССР. Q сб. Морская геология и геофизика. Экспресс-информация ВПЭМС. М.,1978.

2. Новиков B.C. Автономная донная сейсмическая станция ЭДСС-М,ОКБИФЗ АН СССР, 15.01.76 (прототип).