Многоканальная система сбора и обработки сейсмической информации

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 6 01 Й 1/22

ОПИСАНИЕ, ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н BB TOPOIONIV CBIIBBTBIIBCYBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbffHA (21) 3464498/18-25 (22) 03 ° 03.82 (46) 23.06.83. Бюл. В 23 (72.) A С. Алексеев, Б. А. Елисеев, Э. И. Машинский и В. Н. 01атокин (71) Вычислительный центр Сибирского отделения AH СССР (53) 550.834(088.8) (55) 1. Авторское свидетельство СССР

9 557337р кл. 6 01 V 1/00, 1971.

2. Патент COLA В 4042905, кл. G 01 Ч 1/22, опублик. 1977.

2. Патент США М 4072023, кл. 6 01 VB 1/22, опублик. 1977 .(прототип) (54}(57) МНОГОКАНАЛЬНЫМИ СИСТЕМА СБО»

РА И OSPASOTKH СЕИСИИЧЕСКОИ ИНФОРМА„.SU.„ 1024791 А

IlHH, содержащая сейсмоприемники, модули, включакщие последовательно соединенные бинарный усилитель, аналогоцифровой преобразователь, блок памя-: ти и баэовый регистратор с микроЭВМ, соединенный двухпроводной линией связи с модулями, о т л и ч а ю щ а« я с я тем, что, с целью повышения точности измерейий, каждый канал система содержит модуль, к бинарному усилителю которого подключен сейсмоприемник, при этом каждый модуль снабжен ячейкой ретрансляции, модули последовательно соединены между собой, и," по меньшей мере, два модуля .снабжены блоком определения координат сейсмоприемников на местности. Е

1024791

Изобретение относится к сейсморазведке, в частности к многоканаль- ным устройствам для регистрации иобработки сейсмической информации в полевых условиях.

Известна сейсмическая система, сбора данных, содержащая передатчик сигналов единого времени с каналом связи, пункт сбора информации, линии связи с соединительными устрой»

1ствами, пункт.,наблюдения, образу- 10 ющие подсйстему, где с целью расширения пропускной способности осущест вляется уплотнение сигналоа в канале связи Ц .

Известна также систеМа сбора, 15 передачи и запоминания сейсмических данных, в которой сигналы на пункт регистрации передаются по одной паре проводников в виде одноразрядных слов. В такой системе сейсмопрнемиики нескольких каналов последовательно подключаются к терминалу, гдв сигналы усиливаются, преобразуются и запоминаются в регистре. От терминала сигналы по двум провОдам . в мультиплексированной форме лередаются на пункт регистрации. Для амплитудной оценки сигналов в качестве белого шума используются микросейсмы (2 .

Наиболее близким техническим реЫеиием является многоканальная система сбора и обработки сейсмической информации, содержащая сейсмоприемники, модули, включающие после» довательно соединенные бинарный уси- . З" литель, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, базовый регист ратор с микроЭВМ, соединенный двухпроводной линией связи с модулями.

Передача информации на централь-,40 ный пункт осуществляется через распо ложенные вдоль линии связи приемее передатчики, каждый из которых обслуживает несколько модулей. Приемопередатчики соединены последователь- 4$ но и включают скоте чу линейного усилителя для приема информации от соседнего приемопередатчика, более удаленного от центрального луикта, и для передачи ее на соседний, ближ: о иий к центральному пункту. По сиГна-: лам опроса с центрального пункта,. следующим а постоянным интервалом, опрашиваются выходные сигналы;моду лейн в цифровой форме последовательно передаются на центральный пункт, где запоминаются, обрабатываются и записываются на магнитную ленту дяя долговременного хранения и последующей обработки. При обработке материалов в полевых условиях используется микроЭВМ, расположенная на центральном пункте f3).

К недостаткам известных систем относятся следующие. К каждому мо- у дулю .подсоединены несколько сейсмоприемников или их групп, т.е. несколько каналов. В модуле имеется коммутатор каналов, где сигналы мультиплексируются. Это увеличивает аппаратурные помехи, что прнводит, к снижению надежности и точности регистрации слабых сигналов. Кроме того, подсоединение к одному модулю нескольких сейсмоприемников вызывает необходимость применения сейсмических кос, связывающих сейсмоприемникк с модулями. Применение кос вызывает наличие взаимных влияний между каналамь, что вриводит к снижению точности. Разветвленная сеть сейсмических кос при площадных на.блюдениях усложняет технологию работ., а в лесистой местности вызывает необходимость рубки просек.

Применение промежуточных приемолередающих устройств снижает надежность системы, уменьшает точность передачи данных, усложняет систему, ограничивает. гибкость методики площадных наблюдений, так как при из-. менении методики наблюдений необхо« димо делать новые косы, что вызывает дополнительные затраты времени и средств

Площадная методика сейсмических работ требует высокой точности определения местоположения точек наблюдения на местности. При большом количестве сейсмоприемников (500 и бо, gee), расставленных на большой площади, очень трудно достичь высокой точности измерения координат сейсмо". приемников, что влечет снижение точности. структурных построений при обработке полевых материалов.

Подсоединение нескольких каналов на один модуль ограничивает возможносзи обработки полученных материалов в полевых условиях (непосред Ственно на месте проведения наблю" дений) ввиду невозможности использования мультиплексированных сиг - налов, записанных в памяти модулей, в качестве оперативной памяти микро»

ЭВМ базового регистратора. Для обработки в полевых условиях приходится испольэова ь магнитную память или память на дисках, которые явля» ются довольно-таки. сложными и дорогостоящими устройствами, кроме того, зто низкая производительность обработки за счет длительного поиска sorr нужной информации.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальной системе сбора и обработки сейсмической информации, содержащей сейсмоприемнн« ки, модули, включающие последователь но соединенные бинарный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, 1024791

25 регистрацию и возбуждение сейсми45 ческого сигнала. При разрыве моментной линии происходит синхронизация начала отсчета блока 13, включается тактовый генератор 14. После записи сигнала в память модулей эта инфор50 мация может быть записана в долговременную память базового регистратора или остаться в модулях для дальнейшего ее использования при обработке. В первом Случае информация записывается в оперативное запоминающее устройство 7, затем преобразуется в формат ЭВМ s преобразователе 15 и записывается в этом формате на магнитную ленту 10.. Be втором случае, т.е. при обработке матери60 алов непосредственно на месте наблюдения, информация в модулях оперативно используется как память ЭВМ, позволяя значительно увеличить общую память ЭВМ и в очень короткий

65 срок обращаться к ней. блок памяти и базовый регистратор с микроЭВМ, соединенный двухпроводной линией связи с модулями, каждый канал системы содержит модуль,. к бинарному усилителю которого подключен сейсмоприемннк, при этом каждый модуль снабжен ячейкой ретрансляции, модули последовательно соединены между собой, и, по меньшей мере, два модуля снабжены блоком определения координат сейсмоприемников на мест ности..

На чертеже изображена блок-схема многоканальной система сбора и обработки сейсмической информации.

Система включает сейсмокриемники .1, встроенные в модули 2, состоящие из усилителя, который согласован с. сейсмопрнемником и может иметь фильтры, преобразователя аналогкод, ячейки памяти, ячейки адреса и схемы ретрансляции (нормализации) сигнала, блок определения координат сейсмоприемников. Модули 2 соединены двухпроводной. линией 3 связи с. общей шиной 4 ввода-вывода баэсвоГО регистратора 5. Последний состоит . из блока микроЭВМ 6, оперативного.. запоминающего устройства {ОЗУ) 7, источника 8.питания, библиотеки 9 программ; накопителя на магнитной ленте (HNI) 10 блока 11 визуализации, пульта Ъйруправления, блока 13 синхронизации, тактового генератора 14, преобразователя 15 формата в формат

ЭВМ. Блок микроЭВМ б управляет ра-,, ботой системы и связан с пультом 12, ОЗУ 7 и библиотекой 9 програмМ. НМЛ. 10 служит для долговременного хранения информации. Он связан с

ОЗу 7 через преобразователь 15 Формата. Блок 11 визуализации служит 4 для просмотра записанного материала, контроля записи и его визуализации после обработки. Блок 13 синхрони.зации связан с тактовым генератором

14 и моментной линией.

Число модулей в системе соответствует числу .ее каналов. Модули меж ду Собой и базовым регистратором соединяются последовательно двухпроводной линией связи. Во время записикаждый модуль является самостоячейками.регйстрирующим устройством, имеющим собственную, достаточной емкости, цифровую память. Каждый модуль имеет свой адрес, т.е. име+ ет воэможность эа очень короткий промежуток времени считать информацию нужного канала или группы каналов.

Блок определения. координат сей- смоприемников имеет, по крайней мере, два модуля. Он состоит из излучаТеля звука,и приемника звука (например, громкоговоритель или сирена и микрофон), отстоящих друг от дру-; га на известное расстояние.

Bo время записи информации. s долговременную память базового регнстратора илй в процессе обработки материалов непосредственно на месте наблюдения и использования.памяти модулей s качестве оперативной памя- ти ЭВМ базового регистратора модули соединяются следующим образом. Один из модулей опрашиваемый,r а.остальные s последовательной цепи, соединенные с базовым регистратором, в этот момент времени работают как ретрансляторы. Выход опрашиваемого модуля соединяется со входом ячейки ретрансляции последовательно соединенного с ним соседнего модуля, расположенного пе линии связи ближе к базовому регистратору 5. Остальные модули соединяются между со- . бой только через ячейки ретрансляции. Таким образом; каждый опрашиваемый модуль имеет на пути к базовому регистратору модуль-ретранслятор, нормализующий сигнал. Линии цепочки иэ модулей могут иметь боко. вые ветки различной конфигурации.

Когда любой другой модуль является опрашиваемям, то все. остальные в

:последовательной цепочке, ближние к базовому регистратору,.работают как ретрансляторы и т.д.

Система работает следующиМ образом.

Модули с сейсмоприемниками рас-, станавливаются по площади ко опре-, деленной конфигурации.Производится соединение модулей 2 линией 3 связи между собой и базовым регистратором 4. Перед взрывом производится проверка системы и всех блоков на работоспособность. После окончания подготовки на:пульте 12 нажимается кнопка номера програльы "Запись сигнала".

МикроЭВМ 6 посыпает разрешение на

1024791

Перед регистрацией сигнала или после того, как информация с модулей считана, производится определение координат сейсмоприемников (местоположения) на местности. Для этого источник звука блока определения координат модуля излучает в воздух сигнал, который регистрируется приемником звука в этом же модуле или приемником звука в соседнем модуле, распоаоженном на известном от него расстоянии, и по времени прихода звукового сигнала от источника до приемника определяется скорость звука в воздухе для данных условий приема, которая записывается в память и считается для дальнейшего кратковременного акта измерений величиной постоянной. Затем производятся измерения, по которым определяются координаты сейсмоприемников на местности.

По меньшей мере,два модуля иэлу« чают звуковые сигналы поочередно, которые принимают сейсмоприемиики, расставленные на площади. По времени прохождения звука до сейсмоприем» ников и известной скорости звука в воздухе вычисляются расстояния от излучателей до сейсмоприемников методом засечек, и результаты в виде координат на местности записываются" в память базового регистратора и используются для обработки. Модули с блоками определения координат имеют жесткую топографическую привязку к триангуляционной сети или местному реперу.

Обработка сейсмической информации в полевых условиях с помощью предлагаемой многоканальной системы осуществляется следующим cnocof бом.

МикроЭВМ системы дополняется па-. мятью модулей. Память модулей состав1 ляет величину 64 кбит. При 500 модулях общая память составит 32 Мбит.

Такой памяти не имеет ни одна современная машина. При обработке по. программе, имеющейся в библиотеке. программ, оперативная память модулей может эа короткий промежуток време« ни через ячейки адреса и ретрансляции канала подключаться к ЭВМ. Время расходуемое на поиск эон с нужной информацией, практически определяется временем прохождения сигнала от нужного модуля до базового регистратора. Потери сигнала компенсируются ятельным ретрансляции. Например, при методике работ по методу прост-. ранственного направленного приема (ПНП) необходимо суммирование 9 трасс, т.е. 9 сейсмических каналов.

Подключение этих каналов через ячейки адреса и ретрансляции модулей осуществляется значительно быстрее, или вводятся поправки.

Применение памяти модулей в качестве оперативной памяти микроЭВМ при обработке материалов позволяет значительно повысить производитель55 ность обработки. Специфика сейсморазведочных работ такова, что для переезда площадной системы со стоянки на стоянку необходимо время

2-3 ч. A за это время можно рбрабоб0 тать. записанную информацию. Этот способ обработки позволяет высвободить большие ЭВМ или память.на магнитофонах и дисках. При 500 каналах, системы память машины увеличивается до 35 Мбит. Время считывания 16-раз-

65 б чем при поиске соответствующих 9 трасс при наличии магнитной памяти или памяти на дисках. Таким образом, обработка осуществляется путем подключения памяти модулей через их адресные ячейки к микроЭВМ.

Преимущества предлагаемой многоканальной системы сбора и обработки сейсмической, информации следующие:

s данной системе эа счет того, что каждый канал имеет свой модуль, исключается наличие сейсмических кос между сейсмоприемниками и модулями.

Этим исключаются взаимные влияния . между каналами,что повышает точность

15 измерений. Кроме того, модуль упро-щается, т.е. исключаются устройства для коммутации каналов.

Отсутствие кос увеличивает гибкость методики, повышает техиологич2р ность и производительность работ.

При наблюдениях в залесенной местности работы удешевляются, так как позволяют отказаться от рубки прс сек. .Легко осуществляется быстрая расстановка сейсмоприемников на площади при изменении шага между ними.

Введение в каждый модуль ячеек ч нормализации сигнала позволяет испольэовать модули помимо их основного назначения также в качестве ретрансляторов, что повышает частоту опроса сигнала и упрощает систему в целом.

Наличие в модуле блока определе,. ния,.коордннат сейсмоприемников позво«

35" ляет без применения специ„ьнрго то пографического оборудования производить с высокой точностью привязку сейсмоприемников на местности. Для этого используется та же расстанов40 ка сейсмоприемников, которая преднаэ« начена для сейсмических наблюдений.

В этом .случае может применяться любая произвольная расстановка сейсмо рриемников, причем точность измере45 ний обеспечивается высокая„так как скорость звука в воэдуже может быть определена с высокой точностью и контролироваться в зависимости от изменения условий окружающей среды, 1024791 рядного слова с модуля составляет менее 50 мкс., s то время как с магнитоФона не менее 80 мкс. К тому же времяг затрачиваемое на поиск эон в магнйтофоне, исчисляется от единиц секунд до десятков и более.

Таким образом, время, затрачиваемое на обращение и поиск нужной информации, сокращается в сотни раэ, что позволяет резко повысить пройэводительность обработки материала в. полевых условиях. Последнее обстоятельство имеет. существенное значение, так как позволяет получать результаты сейсмораэведочных работ не через месяцы (как при полной обработке на .региональных Вц), а непосредственйо перед перемещением площадной расстановки на следующую стоянку,,т.е. сейсмораэведчикн могут оперативно корректировать направление поисковйх работ и ускорить разведку нефтяных структур. В результате по® виаается геологическая и экономическая эффективность сейсморазведки. й

1024791

ВНИИПИ Заказ 4383/39 Тираж 873 Подписное

° Э

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная,4