Автономная сейсмостанция

 

1. ABTOHOMHAiH СЕЙСМОСТАНЦИЯ, соде.ржащая последовательно соединенные сейсмоприемное устройство, усилитель , аналого-цифровой преобразователь , буферное запоминающее устройство с информационным и управляющим BKOAaNffi.. кодирующее устройство и передатчик, а также.устройство управления , включающее приемник и дешифратор , отличающаяся тем, что, с целью повышения автономности работы сейсмостанции путем обеспечения автономного управления режимом регистрации , в устройство управления введены решающее устройство, а также триггер , счетчик, таймер, наборное устройство и схема совпадений. Причем входы триггера, счетчика и таймера соединены с выходом дешифратора, а выходы счетчика, таймера и наборного устройства соединены с cooтвeтcтвyюш iи входами решающего устройства, выход g триггера и выход решающего устройства соединены с соответствующими входами схемы совпадений, выход которой сое- ДИНеН с управляющим входом буферного |1«аега запоминающего устройства. 1/

союз советсних

РЕСГ1УБЛИК () G 01 V 1/22

ГОсудАРстВенный номитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3488502/24-25 (22) 07.09.82 (46) 23.11.84. Бюл. К - 43 (72) В.П.Ефремов, В.А.Граудин, З.И.Зильберман и 0.0.1Иеремета (71) Всесоюзное морское научно-производственное объединение инженерной геологии "Союзморинжгеология" (53) 550.834(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 313191, кл. С 01 V 1/24, 1970.

2..Патент США i9 4112412, кл. G 01 V 1/00, 1978 (прототип) . (54) (57) 1, АВТОНОМНйЯ СЕИСМОСТАНЦИЯ, содержащая последовательно соединенные сейсмоприемное устройство, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, буферное запоминающее устройство с информационным и управляющим,„SU, п2Ы22 А входами. кодирующее устройство и передатчик, а также. устройство упраг,— лення, включающее приемник и дешифратор, отличающаяся тем, что, с целью повышения автономности работы сейсмостанции пу-.ем обеспечения автоноМного управления режимом регистрации, в. устройство управления введены решающее устройство, а- также триггер„ счетчик, таймер, наборное устройство и схема совпадений, причем входы триггера, счетчика и таймера соединены с выходом дешифратора, а выходы счетчика, таймера и наборного устройства соединены с соответствующими входаии решающего устройства, выход

9 триггера и выход решающего устройства соединены с соответствующими входами схемы совпадений, выход которой соединен с управляющим входом буферного запоминающего устройства.

2. Сейсмостанция по п. 1, о .т л ич а ю .щ а я с я тем, что решающее устройство содержит первый и второй компараторы, первый и второй иннерторы, сумматор и коммутатор, при этом первый вход первого компаратора соединен с таймером устройства управления, первый вход второго компаратора непосредственно, а первый вход сумматора через первый инвертор соедине72 ны с выходом наборного устройства выР) ход сумматора соединен с первым входои коммутатора непосредственно и с вторым входом коммутатора через второй инвертор., управляющий вход коммутатора соединен с выходом второго коипаратора, а выход коммутатора соединен с вторым входом первого коипаратора, выход которого является выходом решающего устройства.

Изобретение откос; тся к сейсморазведке, а именно к автономным сейсиостанциям, предназначенным для регистрации сейсмических сигналов от удаленных взрывов, например, 5 при морской с ейс мора з н едк е к орр еляционным методом преломленных волн (КИПВ), а также глубинном сейсмическом зондировании, и может быть применено в автономных сейсиостанциях, входящих в состав цифровой телеметрической системы.

Известна автономная сейсмостанция, содержащая сейсмоприемники, усилители, устройство оцифронки сигналов, кодирующее устройство и передатчики. Такая сейсиостанция входит в состав телеметрических систем с передачей данных на центральный пункт сбора по радиоканалу (1) .

Недостатком автономной сейсмостанции является большая избыточность данных, регистрируемых в пунктах наблюдений или передаваемых на пункт сбора по радиотелеметрическому ка- 25 налу связи, что связано с необходимостью автономного управления режимом регистрации автономной сейсмостанции.

1О

Наиболее близкой по технической

30 сущности к изобретению является автономная сейсмостанция, содержащая последовательно соединенные сейсмоприемное устройство, усилитель, ана.пого-цифровой преобразователь, буферное запоминакщее устройство с информационным и управляющим нходами, кодирующее устройство и передатчик, а также устройство управления, включающее передатчик, дешифратор и генератор управляющих сигналов. Выход аналого-цифрового преобразователя соединен с инфориационныи входом буфе рног о запоминающе г о устройства а выход управляющего устройства — с управляющим входом. На вход управляющего устройства подается телеметрическая информация, передаваемая с центрального пункта управления цифровой телеметрической системы, в состав которой входит сейсмостанция.

Эта информация включает адрес автономной сейсмостанции и сведения, необходимые для формирования управляющих сигналов в устройстве управления.

Генератор формирует управляющие сигкалы (21 .

Недостатком известной автономной се йс мо с та нции явля е тс я не об х одимос т ь использования большого объема информации, получаемой по радиоканалу те- леуправления для формирования сигнала, управляющего режимом работы буферного запоминающего устройства и передатчика. Так, например, для передачи команды на включение буферного запоминающего устройства в режим регистрации оцифрованных сейсмических сигналов надо передать по радиоканалу телеуправления присвоенную устройству управления данной сейсмостанции комбинацию импульсов временного или смешанного кода, т.е. адрес сейсмостанции. С увеличением числа автономных сейсмостанций (в системе их может быть несколько десятков) усложняется адрес каждой сейсиостанции. Это приводит к увеличению вероятности возникновения ложных команд ь результате сбоев в канале телеуправ3 1125 ления ° При этом в буферное запоминающее устройствб по ложно воспринятым командам записываются неинформатинные сигналы, не несущие сейсмической информации. Это в свою очередь увеличивает непроизводительный расход носителя информации буферного запоминающего устройства при записи неинформативных трасс, ведет к уменьшению времени между циклами считыва- 10 ния информации в радиателеметрический канал и в, конечном счете, к увеличению энергопотребления станции и снижению ее автономности.

Цель изобретения — повышение авто-15 номности работы сейсмостанции путем обеспечения автономного управления режимом регистрации.

Поставленная цель достигается тем, что в автономной сейсмостанции, содержащей последовательно соединенные сей— смоприемное устройства, усилитель, аналог о-цифр оной п реоб раз ователь, буферное запоминающее устройство с информационным и управляющим входами, кодирующее устройство и передат-. чик,а также устройство управления, включающее приемник и дешифратор, в устройство управления введены решающее устройство, триггер, счетчик, таймер, наборное устройство и схе- ма совпадений, причем входы триггера, счетчика и таймера соединены с выходом дешифратара, а выходы счетчика, таймера и наборного устройства

35. соединены с соответствующими входами решающего устройства, выход триггера и выход решающего устройства соединены с соответствующими входами схемы совпадений, выход которой соединен с управляемым входом буферного запоминающего устройства.

Кроме того, решающее устройство содержит первый и второй компараторы, первый и второй инверторы, сумматор и коммутатор, при этом вход первого компаратора соединен с таймером устройства управления, первый вход второго кампаратора непосредственно, а первый вход сумматора че- 5О рез первый инвертор соединены с выходом наборного устройства управления, выход сумматора соединен с первым входом коммутатора непосредственно и с вторым входом коммутатора - через 55 второй инвертор, упПавлякиций вход коммутатора соединен с выходом второго компаратора, а выход коммутато572 4 ра соединен t вторым входом первого компаратора, выход которого является выходом решакщега устройства.

Сущность изобретения заключается в там, что сейсмостанция снабжена автономным устройством управления, которое на каждый сигнал отметки момента взрыва формирует режим регистрации сейсмических сигналов, реализуя заложенныи в устройстве управления алгоритм, учитывающий местоположение станции, меняющееся расстояние вэрывприбор" и технологические особенности проводимых работ. Отметка момента взрыва в канале телеуправления задана в виде элементарного (беэадресного сигнала), не меняющегося при увеличении числа автономных сейсмостанций н системе наблюдений. Местоположение сейсмостанций и технологические особенности проводимых работ задаются с помощью наборного устройства управления при постановке автономной сейсмостанции в каждой данной точке.

Выполнение автономной сейсмостанции позволяет обеспечить автономность управления режимом регистрацни и тем самым повысить автономность станции в целом. Реализация автономного управления обеспечивает отбор и регистрацию полезной сейсмической информации, что ведет к повышению автономности эа счет уменьшения времени записи и передачи информации и, следовательно, за счет экономии энергетического ресурса. Поскольку в регистрируемой информации существенно сокращается доля неинформативной части, то повышается также и достоверность получаемой информации.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема автономной сейсмостанции, на фиг. 2 — схема решающего устройства.

Станция содержит сейсмоприемное устройство 1, усилитель 2, аналогоцифровой преобразователь 3, буферное запоминакщее устройство 4, имеющее информационный вход 5 и управляющий вход 6, кодирукнцее устройство 7, ра.диопередатчик 8, устройство 9 управления, включающее приемник 10, дешифратор 11, триггер 12 с входом

f3 установки в состояние "1", таймер 14 с управлякщим входом 15, счетчик 16 со счетным входом 17, наборное устройство 18, решающее устройство 19 и схему 20 совпадений.

Ь 11255

Решающее устройство (фиг. 2) содержит. первый вход 21 первого компаратора 22, второй вход 23 первого компаратора 22, первый вход 24 второго компаратора. 25, первый инвертор 26 сумматор 27, второй инвер«

У тор 28, коммутатор 29 с управляющим входом 30.

Лвтаномная сейсмастанция в режиме э аписи спифрова нных сейсмических сиг-«р

««а««ав работает следующим образом.

Сейсмические сигналы с выхода сейсмоприемнога устройства 1 через усилитель 2 поступают на аналого-цифровой преобразователь Зи далее на информа««ионный вход 5 буферного запоминающегоа устр ойства 4 . Сигналы отметки момента (ОК), передаваемые с пункта управления по радиока «алу при иэ,чуче««ии в среду оче«.едного упругого щ импульса, принимаются в устройстве

9 управления приемником 10 и декад««руются дешифратаром 11. С выхода дешифратора 11 сигнал ON поступает к триггеру 12 на вход 13 установки 2 в состояние "1" TpBFãåðà 12, на управляющий вход 15 таймера и на счетный вход 17 счетчика 16„ При этом ус!

5 !! та «àâëêíàeòñ«« в состояние 1 тригг-=р 12, осуществляется запуск тайР1 !1 мера 14 и увеличивается на 1 число, содержащееся в разрядах счетчи;,а 16, соответствующее общему количеству переданных с. пунктов управле««ня сигналов ON.

Э

Хаким образом, на входы решающег о устройства 19 поступает следующая информация: ат таймера 14 информа-, ция а текущем времени, прошедшем

«омента поступления на сейсмостан- 40 пию очереднога сигнала ON, ат счетчика 16 информация а количестве переданных с начала работ сигналов ON, соответствующему положению подвижного пункта возбуждения на схеме наблюдений, от наборного устройства 18 информация о положении данной сейсмостанции на схеме наблюдений (устанавливается при постановке станции в соответствующем пункте наблюдений сейся ческих сигналов).

Решающее устройства 19 по результатам анализа информации, поступаю-щей от таймера 14, счетчика 16 и наборного устройства 18, с задержкой 5 относительно сигнала ON, соответствующей расстоянию взрыв †приб для дач

«2 Ь на включение режима записи оцифрованных сейсмических сигналов в буферное запоминающее устройство 4, который с выхода решающего устройства 19 через логическую схему 20 совгадений поступает на управляка ий вход буферного запоминающего устройства 4, На второй вход схемы 20 совпадений пас гупает сигнал от триггера 12. После окончания цикла записи триггер

12 и таймер 14 устанавливаются в исходное состояние и станция готова к приему с пункта управления очередного сигнала ОМ. После заполнения буферного запоминающего устройства 4 или и о сп е циал ьному сиг калу с пу нкта управления буферное эапоминающсе устройство 4 переводится в режи« считывания данных, которые с помощью кодирующего устройства 7 и передатчика 8 транслируются на пункт сбора данных сейсморазведки.

Принцип действия решающего устройства 19 и его функциональная схема определяются принятой схемой наблюдений при проведении сейсмораэведочных работ.

На фиг. 2 представлена функциональная схема решающего устройства

19 для определения задержки начала регистрации сейсмических сигналов относительно сигнала ОМ при линейной схеме наблюдений. Необходимая.задержка начала регистрации определяется на каждой из автономных сейсмостанций как заданная функция текущего расстояния "взрыв-прибор" с помощью решающего устройства 19 следую«цим образ огл.

Весь профиль разбивается на отрезки, длина которых соответствует интервалу между взрывами. Каждому пункту возбуждения ставится в соответствие свой номер, относительно услоьно выбранного начала профиля, при этом пункт возбуждения с номером "О" располагается в начале профиля, а пункт возбуждения с номером " 1" — в конце.

В пунктах профиля с номерами, крат— ными некоторому целому числу Л (в дальнейшем именуемых опорными пунктами) располагаются автономные сей1 смостанции,при этом каждой иэ них присваивается номер того опорного пункта, в котором сейсмастанция распаложена.

Таким образом, номера пунктов возбуждения„ опорных пунктов и автаном7 11255 нъм сейсмостанций однозначно соответствуют удалениям пунктов возбуждения, опорных пунктов профиля и автономнык сейсмостанций от начала (кон.ца) профиля и могут быть использованы 5 в качестве их координат в данной схеме наблюдений, а по разности между номерами пункта возбуждения и сейсмостанции можно судить о текущем рас( стоянии "взрыв-прибор" 0 1О где д1 — интервал между пунктами воэ-15 буждений, м, 1

"мц- номер пункта возбуждения; йст — номер автономной сейсмостанции °

При сейсморазведке интервал между возбуждениями обычно составляет сотни, иногда десятки метров. Для определения задержки начала регистрации сейсмических сигналов относительно отметки момента взрыва точность спределения расстояния "взрыв-прибор" может быть значительно ниже. Например, для определения Q достаточно знать

М„ и и с точностью по и, при этом ! ошибка в определении 3 не будет превышать величины цап, и при всех пунктах возбуждения с номерами от

"о до"ов,„, где " я„ - номер 1 опорного пункта) задержка начала ре гистрации относительно отметки момента будет иметь одну и ту же величи- З5 ну. При этом расстояние "взрыв-прибор", измеряемое с точностью дод 3

Q определяется выражением

Э"=ь0п/и,„- 8

Для определения задержки начала регистрации сейсмических сигналов удобно измерять Il в относительных едиии» 45

Ф;ах:

Задержка начала регистрации сейсмических сигналов автономными сейсмостанциями относительно отметки момента Т „ в большинстве случаев имеет55 линейную зависимость от расстояния

"взрыв-прибор . Sap, )

72 8 где gt " коэффициент пропорциональности, соответствующий изменению задержки начала регистрации при перемещении пункта возбуждения на расстояниевЬ; с, Р— относительное расстояние меж ду пунктом возбуждения и asтономной сейсмостанцией..

Как правило, необходимо, чтобы на участках профиля, прилегающих к данной автономной сейсмостанции, задержка начала регистрации сигналов была бы минимальной (например, равной "О"). В этом случае Т определяется выражением

Параметры q,h3 и lit определяются характером сейсморазведочных исследований и конкретными сейсмогеологическими условиями в районе проведения работ. Для правильного их выбора строят теоретические годографы на ос-1 нове априорной модели,, а также результатов опытно-методических работ.

Принцип действия решающего устройства 19 заключается в следукицем.

С выхода таймера 14 на первый вход

21 первого компаратора 22 поступает двоичное число, соответствующее времени, прошедшему с момента поступления на сейсмостанцию очередного сигнала отметки момента, измеренному с точностью до gt (коэффициент пропорциональности в выражении (1).

На второй вход 23 первого компаратора 22 поступают закодированные значения (3-1) или Д (в соответствии с выражением (1), которые определяются следующим образом.

В старших разрядах счетчика 16 устройства 9 управления хранится текущий номер опорного пункта, пройденного подвижным пунктом возбуждения в процессе его перемещения вдоль профиля. Этот номер опорного пункта со старших разрядов счетчика в параллельном коде поступает на первый вход 24 второго компаратора

25 и через первый инвертор 26 — на сумматор 27. На вторые входы компаратора 25 и сумматора 27 поступает в параллельном коде номер сейсмостанции, устанавливаемый на наборном устройстве 18 перед постановкой сейсмостанции в соответствукщем опорном пункте. В сумматоре 27 происходит еложение чисел, представляющих прямой код номера сейсмостанции и обратный код текущего номера опорного пункта, при этои перенос из старшего разряда суммы во,внимание не принимается. Результат суммировайия с помощью инвертора 28 и коммутатора 29 может быть прецставлен 1О с помощью прямого или обратного кодов, в зависимости от выполнения одного из условий, определяемых компаратором 25, выход которого соединен с управляницим входом ЗО коммутатора 29

Цп "ст *, Мар ""ст .

C выхода коммутатора 29 представленное с помощью параллельного двоичного кода значение 3 или (2-1) по25 ступает на второй вход 23 компаратора 22, на первый вход 21 которого, как уже указывалось, поступает. двоичное число, соответствующее текущему временному интервалу, прошедшему

30 с момента поступления очередного сигнала отметки момента. При совпадении кодов иа обоих входах компаратора 22 на его выходе, являющемся выходом решающего устройства 19, формируется логический сигнал, соответствующий по времени началу регистрации сейсмических сигналов. При этои время задержки начала регист1125572 1О рации будет соответствовать выражению (1) .

Таким об ра зом, а вт он омная с ейс иостанция будет включена в режим записи сейсмической информации к моменту прихода в точку расположения сейсмостанции полезной сейсмической волны от пункта взрыва.

Автономное формирование устройства управления режима регистрации сейсмостанции с применением безадресного управлякщего сигнала, обеспечивает высокую надежность команды управления. За счет улучшения режима регистрации информации достигается экономия энергетического ресурса станции, носителя. информации, что повышает автономность сейсмостанции, также повышается достоверность реги2О стрируемой сейсмической информации и соответственно качество геологической информации.

При применении предлагаемого технического решения в практике морских сейсморазведочных работ, например, КМПВ-ГСВ, повышение автономности, по сравнению с известным устройством. позволяет улучшить технологию работ за счет уменьшения количества операций подъема-ностановки станции и,следовательно, повысить производительность работ. Автономное управление сейсиостанцией позволяет использовать большое количество таких сейсмостанций в системе наблюдений. Это приводит почти к пропорциональному повышению производительности работ, что в свою очередь существенно повышает

1 их экономическую эффективность.

ЯЩИПЦ Заказ 8535/35 Тираж 71О Подписное филиал ggg "Патент", г.ужгород, ул„Проектная, 4