Устройство для запуска импульсных невзрывных источников сейсмических колебаний

 

Изобретение относится к технике возбуждения сейсмических колебаний в сейсморазведке и сейсмологии , а именно к системам управления импульсными источниками сейсмических колебаний. Цель - повьппение то 1ности синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе. При помощи блока формирования отметок момента образования сейсмических колебаний следят за срабатыванием каждого источника, работающего в группе, а при помощи арифметико-логического блока осуществляется вычисление поправок и коррекция времени задержки срабатывания каждого источника. 2 я.п. ф-лы, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ggy G 01 Ч 1/37

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ AUGHT СССР (21) 4180727/24-25 (22) 14.01.87 (46) 23.01.89. Бюл. Р 3 (71) Киевское геофизическое отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного инсти1 тута (72) П.Т.Сиротенко и В.И.Роман (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 781731, кл. G 01 V 1/24, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 1287072, кл. G 01 Ч 1/24, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА ИМПУЛЬСНЫХ НЕВЗРЫВНЫХ ИСТОЧНИКОВ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

„.Я0„„1453348 А1 (57) Изобретение относится к технике возбуждения сейсмических колебаний в сейсморазведке и сейсмоло гии, а именно к системам управления импульсными источниками сейсмических колебаний. Цель — повышение точности синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе. При помощи блока формирования отметок момента образования сейсмических колебаний следят sa срабатыванием каждого источника, ра ботающего в группе, а при помощи арифметико-логического блока осуществляется вычисление поправок и коррекция времени задержки срабатывания каждого источника. 2 в.п. ф«лы, 3 ил.

1453348

Изобретение относится к технике возбуждения сейсмических колебаний в сейсморазведке и сейсмологии, а именно к системам управления импульсными источниками сейсмических колебаний.

Целью изобретения является повышение точности синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для запуска импульсных невзрывных источников сейсмических колебаний; на фиг. 2 . — структурная схема арифметико-логического . блока; на фиг. 3 — структурная схема формирователя управляющих сигналов.

Устройство для запуска импульсных невзрывных источников сейсмических колебаний (фиг ° 1) содержит генератор

1 опорных импульсов, электронный ключ 2, счетчик 3 импульсов, триггер .4, блок 5 усилителей-формирователей, блок 6 ячеек запуска, блок 7 опроса, блок 8 формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний, элемент ИЛИ 9, формирователь.10 управляющих сигналов, арифметико-логический блок 11, кодовый датчик 12 и блок 13 памяти.

Арифметико-логический блок 11 (фиг. 2) содержит первый коммутатор

14, состоящий из элементов 2И-ИЛИ

i5-18, второй коммутатор 19, состоящий из элементов 4И-ИЛИ 20-23, арифметико-логический элемент 24, первый регистр 25, состоящий из триггеров

26-29, второй регистр 30, состоящий из триггеров 31-35, элементы И 36-.

38 и элементы ИЛИ .39 и 40.

Формирователь 10 управляющих сигналов (фиг. 3) содержит одновибраторы 41-44 и элемент И 45.

Блое 5 усилителей-формирователей содержит m идентичных каналов, где

m †число источников, работающих в группе. Каждый канал состоит из последовательно- соединенных двухвходового элемента И, одновибратора, формирующего импульс заданной длительности, и усилителя, создающего сигнал, достаточный для включения тиристора ячейки запуска блока 6.

Блок 6 ячеек запуска состоит из

m тиристорных ячеек запуска исполнительньгх механизмов источников.

Блок 7 опроса является общеизвестным.устройством, состоящим из

55 двоичного счетчика импульсов, дешифратора и инвертора. Разрядные выходы двоичного счетчика импульсов блока

7 опроса подключены к адресным входам блока 13 памяти. Выходы дешифратора блока 7 опроса подключены к входам блока 8 формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний и первым входом блока усилителей-формирователей. Вход счетчика импульсов блока 7 опроса подключен к второму выходу генератора опорных импульсов.

Блок 8 формирования отметок моментов образования сейсмических -колебаний содержит m независимых (параллельных) идентичных формирователей отметок моментов образования . сейсмических колебаний. Каждый формирователь состоит из сейсмоприемника малой чувствительности, установленного на опорной плите источника или на грунте вблизи источника, усилителя, диодного моста для выпрямления сигналов ключа на транзисторе, одновибратора и двухвходового элемента

И, соединенных последовательно. На первый вход логического элемента И блока 8 подается сигнал одновибратора в момент срабатывания источников сейсмических колебаний, а на второй вход элемента И подается сигнал с тактового выхода блока 7 опроса.

Длительность импульса,одновибратора равна времени опроса блоком 7 всех формирователей блока 8.

Кодовый датчик 12 выполнен на программных переключателях типа ПП-8 или ПП-10.

Блок 13 памяти представляет собой оперативное запоминающее устройство °

Арифметико-логический элемент 24 выполнен на микросхемах К155 ИПЗ.

Устройство для запуска импульсных невзрывных источников сейсмических колебаний работает следующим образом.

Источники сейсмических колебаний устанавливаются в пункте возбуждения. От сейсмостанции поступает командный импульс (КИ),который устанавливает триггер 4 в единичное сос" тояние, а счетчик 3 импульсов - в нулевое состояние. С этого момента с первого выхода генератора 1 опорных импульсов поступают импульсы через электронный ключ 2 на тактовый з 145 вход счетчика 3 импульсов, поскольк" от триггера 4 на управляющий вход электронного ключа 2 подан сигнал разрешения включения. Счетчиком 3 импульсов подсчитываются поступающие импульсы от генератора 1 опорных импульсов. Код с разрядных выходов счетчика 3 импульсов подается на вторые входы элементов 2И-ИЛИ 15-18 коммутатора t4 арифметико-логического блока 11. В момент начала каждого положительного импульса с второго выхода генератора 1 опорных импульсов одновибратор 41 формирователя 10 управляющих сигналов выдает" более короткий импульс, который поступает на первые входы элементов

4И-ИЛИ 20-23 коммутатора 19, на второй вход элемента И 36 и йа первый вход элемента ИЛИ 39 арифметико-логи. ческого блока 11.

Во время поступления импульса с выхода одновибратора 41 формирователя 10 управляющих сигналов через элемент ИЛИ 39 на первые входы элементов 2И-ИЛИ 15-18 коммутатора 14, информацию с выходов счетчика 3 импульсов через вторые входы элементов, 2И-ИЛИ 15-18 коммутатора 14 передается на первую группу информационных входов арифметика-логического элемента 24 ° Во время поступления импульса с выхода одновибратора 41 формирователя 10 управляющих сигналов на первые входы элементов 4И-ИЛИ

20-23 коммутатора 19 информация с выходов блока 13 памяти поступает через вторые входы элементов 4И-ИЛИ

20-23 коммутатора 19 на вторую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24. Поскольку частота опорных импульсов на втором выходе генератора 1 превьппает частоту опорных импульсов на первом выходе не менее чем в т раз, где ш— число источников сейсмических колебаний, работающих в группе„ то блоком

7 опроса будет произведен опрос всех ш ячеек памяти блока 13 за один пе-, риод импульсов, поступающих с первого выхода генератора 1 опорных импульсов на тактовый вход счетчика

3 импульсов. Поэтому арифметикологический элемент 24 за один период импульсов на первом выходе генератора 1 производит сравнение содержимого счетчика 3 импульсов и всех m ячеек памяти блока

3348

13 и при равенстве данных кодов чисел арифметико-логический элемент 24 выдает на выходе сравнения Е сигнал

5 высокого уровня, поступающий на первый вход элемента И 36 для разрешения поступления импульса одновибратора 4 1 формирователя 10 управляющих сигналов на выход сравнения арифметико-логического блока 1t. Импульсы с выхода сравнения арифметико-логического блока 11 поступают на вторые входы блока 5 усилителей-формирователей.Однако срабатывает только тот уси" литель-формиронатель блока 5, на первьп вход которого в это же время поступает тактовый импульс с блока 7 опроса. Сигнал с выхода сработавшего

2р усилителя-формирователя блока 5 поступает на соответствующую ячейку запуска блока 6 для включения источника сейсмических колебаний. Таким образом, в моменты равенства кодов

25 чисел, содержащихся в счетчике 3 импульсов, и кодов чисел, записанных в

m ячейках блока 13 памяти на выходе сравнения арифметика-логического блока 11, выдаются ж пульсы разрешения

gp включения тех усилителей-формирователей блока 5, на первые входы которых в это же время поступают тактовые импульсы блока 7 опроса ° Поэтому после поступления КИ с сейсмостанции будут нключены все ячейки запуска

35 блока 6, что приводит к срабатыванию в заданное время всех источников сейсмических колебаний, работающих н группе. Так как время срабатывания

40 каждого источника сейсмических колебаний из-за естественного разброса параметров различно, то для получения одинакового времени срабатывания всех источников, заданного кодовым датчиком 12, необходимо запускать источники с соответствующими задержками. Для этого с помощью счетчика 3 импульсов, блока 7 опро"а, блока 8 формирователей отметок мо50 ментов образования сейсмических колебаний, элемента ИЛИ 9, формирователя 10 Управляющих сигналов, арифметико-логического блока 11 и кодового датчика t2 определяется рассогла55 сование заданного кодовым датчиком

12 времени срабатывания и фактического времени срабатывания каждого источника сейсмических колебаний и производится соответствующая коррек5 145 ция моментов запуска источников. Такая коррекция времени задержки срабатывания источников осуществляется следующим образом.

В момент срабатывания источника сейсмических колебаний, работающего в группе, блоком 8 в соответствующем канале формируется иМпульс-, разрешающий прохождение тактового импульса с соответствующего выхода блока 7 опроса на один из входов элемента

ИЛИ 9, Сигнал с выхода элемента

KIH 9 поступает на второй вход элемента И 45 формирователя 10, что обеспечивает прохождение через элемент И 45 импульса одновибратора 41 на вход одновибратора 42. В результате срабатывают последовательно одновибраторы 42-44 формирователя 10 управляющих сигналов. Следовательно, за время одновременного существования положительного импульса на втором выходе генератора 1 опорных импульсов и импульса на выходе элемента

ИЛИ 9 будут выданы последовательно импульсы на выходах одновибраторов

42-44. Поскольку импульс с одновибратора 42 формирователя 10 поступает через элемент ИЛИ 39 на первые входы лементов 2И-ИЛИ 15-18 коммутаторов

14, то информация со счетчика 3 импульсов через коммутатор 14 поступает во время этого импульса на первую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24 ° Одновременно импульс с одновибратора 42 поступает на третьи входы элементов

4И-ИЛИ 20-23 коммутатора 19, что позволяет передать в это же время информацию кодового датчика 12 через коммутатор:19 на вторую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24. Кроме того, импульс одновибратора 42 проходит через элемент ИЛИ 40 на управляющие входы арифметико-логического элемента 24, в это же время на его управляющие входы сигнал с выхода элемента И 38 будет выдаваться низким уровнем. Таким образом на управляющие входы арифметико-логического элемента 24 будет подан код 0110, задающий выполнение операции вычитания А-В, где А — код числа счетчика 3 импульсов, В ; код числа, заданного кодовым датчиком 12. На информационных выходах арифметико-логического элемента 24 при А ) В будет получен резуль3348 6 тат в прямом коде, а при А - В результат будет в дополнительном коде.

Определение в каком коде получен результат производится по сигналу с выхода переноса арифметико-логического элемента 24, при этом сигнал логического нуля соответствует прямому коду результата вычисления, а сигнал логической единицы соответствует дополнительному коду результата вычислений. Результат вычисления с информационных выходов арифметикологического. элемента 24 подается на информационные входы D-триггеров 3134 регистра 30 и D-триггеров 26-29 регистра 25, а информация с выхода переноса арифметико-логического элемента 24 поступает на информационный вход D-триггера 35 регистра 30. Поскольку на тактовые входы D-триггеров

31-35 регистра 30 поступает импульс одновибратора 42 формирователя 10, то информация результата вычисления

25 будет записана в регистр 30 по заднему фронту импульса одновибратора

42 формирователя 10.

В зависимости от состояния D-триггера 35 регистра 30 арифметико-логическим элементом 24 во время импульса одновибратора 43 формироватеl ля 10 будет выполнена операция А — ЬА, где А — код числа, считанный с соответствующей ячейки. блока !3

35 памяти АА . — код числа записанный

Э У в D-триггерах 31-34 регистра 30, если D-триггер 35 регистра 30 на-. ходится в нулевом состоянии, если же

D-триггер 35 регистра 30 находится

40 в единичном состоянии, то арифметико-логическим элементом 24 будет выполнена операция А + АА. Выполнение таких операций арифметико-логическим элементом 24 обеспечивается

45 пОдачей на еГО упраВляющие ВхОды В первом случае кода 0110, а во втором случае — кода 1001.

Данные операции осуществляются следующим образом., Импульс с одновиб"

50 ратора 43 формирователя 10.поступает на третьи входы элементов 2И-ИЛИ

15-18 коммутатора 14, а поэтому во время существования этого импульса информация соответствующей ячейки

55 блока 13 памяти поступает на первую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24 через коммутатор 14. Одновременно, если

D-триггер 35 регистра 30 находится

1453348

20 в единичном состоянии, то импульс одновибратора 43 формирователя 10 проходит через элемент И 38 и поступает на седьмые входы элементов

4И-ИЛИ 20-23 коммутатора 19, что обеспечивает прохождение кода с инверсных выходов D-триггеров 31-34 регистра 30 на вторую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24. Так как при этом импульс с выхода элемента И 38 поступает на управляющие входы арифметико-логического элемента 24, то на его управляющих входах образуется код 1001 обеспечивающий выполнение

f элементом 24 операции А + ДА. Использование информации с инверсных выходов D-триггеров 31-34 регистра

30 позволяет преобразовать ее из дополнительного кода в прямой, так как на вход переноса арифметико-логического элемента 24 поступает сигнал переноса постоянно (подан сигнал логического нуля). Если D-триггер 30 будет в нулевом состоянии, то импульс одновибратора 43 формирователя 10 пройдет через элемент И 37 на пятые входы элементов 4И-ИПИ 20-23 коммутатора 19, в результате информация с прямых выходов D-триггеров

31-34 регистра 30 поступает через коммутатор 19 на вторую группу информационных входов арифметико-логического элемента 24. При этом через элемент ИЛИ 40 импульс с выхода элемента И 37 поступает на управляющие входы арифметико-логического элемента 24, а поэтому на управляющих входах арифметико-логического элемента 24 образуется код 01 10, обеспечивающий выполнение операции А -5A.

Полученный результат вычисления на информационных выходах арифметикологического элемента 24 во время импульса одновибратора 43 формирователя 10 будет записан в D-триггеры

26-29 регистра 25, поскольку на тактовые входы этих триггеров поступает импульс с одновибратора 43 формирователя 10. Следовательно, в регистре 25 будет записан код числа задержки запуска соответствующего источника сейсмических колебаний. Этот код во время поступления импульса с одновибратора 44 формирователя 10 на вход разрешения записи информации блока 13 памяти записывается в соответствующую ячейку памяти блока 13.

Таким образом производится коррекция времени запуска остальных источников сейсмических колебаний, работающих в группе. Время задержки запуска источников сейсмических колебаний записывается в регистр 25 и блок 13 памяти в прямом коде.

Возбуждение импульсных последовательностей на пункте возбуждения профиля начинается после подготовительного этапа, во время которого при поступлении командного импульса от сейсмостанции производится возбуждение источниками единичных импульсов (1-2 импульса), необходимых для уплотнения грунта. При этом в блоке 13 памяти будут записаны задержки запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе.

Формула изобре тения

1. Устройство для запуска импульсных невзрывных источников сейсмических колебаний, содержащее генератор опорных импульсов, электронный ключ и счетчик импульсов, соединенные последовательно, блок ячеек запуска, блок усилителей-qîðìèðoâàòåëåé, выходы которого соединены с входами блока ячеек запуска, выходы которого соединены с выходами устройства, блок памяти, элемент ИЛИ, триггер, блок формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний и блок опроса, первые выходы которого связаны с входами блока формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний и первыми входами усилителей-формирователей, адресные входы блока памяти соединены с вторыми входами блока опроса, вход которого связан с вторым выходом генератора опорных импульсов, выходы блока формирования отметок моментов образования сейсмических колебаний соединены с входами элемента KIH a управляющий вход электронного ключа подключен к выходу триггера, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности синхронного запуска источников сейсмических колебаний, работающих в группе, в него дополнительно введены арифметико-логический блок, кодовый датчик и формирователь управляющих сигналов, управляющие входы арифметико-логического блока подключены к соответствующим выходам

9 1453 формирователя управляющих сигналов, первый вход которого подключен к входу блока опроса, информационные входы арифметико-логического блока связаны с информационными выходами счетчика импульсов, блока памяти и кодового датчика, дополнительный выход счетчика импульсов связан с входом установки в нулевое состояние триггера, вход установки в "О" счетчика импульсов и вход установки в единичное состояние триггера связаны с входом устройства, вход разрешения записи информации блока памяти связан с разрешающим выходом формирователя управляющих сигналов, выход элемента ИЛИ связан с вторым входом формирователя управляющих сигналов, информационные выходы арифметико-логического блока связаны с информационными входами блока памяти, а выход сравнения арифметнко-логического блока соединен с вторыми входами блока усилителей-формирователей.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что арифметико-логический блок содержит первый коммутатор, состоящий из и элементов

2И-ИЛИ, где n — - число информационных выходов арифметико-логического блока, второй коммутатор, состоящий из п элементов 4И-ИЛИ, арифметико-логический элемент, первый регистр, состоящий из п триггеров, второй регистр состоящий из и + 1 триггеров, три элемента И и два элемента ИЛИ, причем первая группа информационных входов арифметико-логического элемента подключена к выходам и элементов 2И-Hj1Í первого коммутатора, вторая группа информационных входов арифметико-логического элемента подключена к выходам и элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора, информационные выходы арифметико-логического элемента подключены к информационным входам и триггеров первого и второго регистров, выход сравнения арифметико-логического элемента соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого и первые входы и элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора и первого элемента ИЛИ подключены к

4 первому управляющему входу арифметика-логического блока, вторые входы и элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора и четвертые входы и элементов

2И-ИЛИ первого коммутатора соединены

348 10 соответственно с первой группой информационных входов арифметико-логического блока, тактовые входы и + 1

5 триггеров второго регистра, третьи входы и элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора и вторые входы первого и второго элементов ИЛИ подключены к второму управляющему входу арифмети10 ко-логического блока, четвертые входы п элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора подключены соответственно к второй группе информационных входов арифметико-логического блока, первые входы и элементов 2И-ИЛИ первого коммутатора подключены к выходу первого элемента ИЛИ, вторые входы и элементов 2И-ИЛИ первого коммутатора подключены соответственно к третьей . группе информационных входов арифметико-логического блока, третьи входы и элементов 2И-ИЛИ первого коммутатора, первые входы второго и третьего элементов И и .тактовые вхо25 ды п триггеров первого регистра подключены к третьему управляющему вхо- ду арифметико-логического блока, пятые входы и элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора и первый вход второго элемента ИЛИ подключены к выходу второго элемента И, выход второго элемента ИЛИ связан с вторым и третьим управляющими входами арифметико-логического элемента, шестые входы и элементов 4И-ИЛИ второго коммута35 тора подключены соответственно к прямым выходам п триггеров второго. регистра, седьмые входы и элементов

4И-ИЛИ второго коммутатора, первый и четвертый управляющие входы арифметико-логического элемента подключены к выходу третьего элемента И, восьмые входы и элементов 4И-ИЛИ второго коммутатора подключены соответственно к инверсным выходам триг45 геров второго регистра, информационный вход (n + 1)-го триггера второго регистра подключен к выходу переноса арифметико"логического элемента, 50 прямой выход (n + 1)-го триггера второго регистра подключен к второму входу третьего элемента И, инверсный выход (и + 1)-ro триггера второго регистра подключен к второму входу

55 второго элемен га И, выходы и триггеров первого регистра подключены со" ответственно к группе информационных, выходов арифметико-логического блока, а выход первого элемента И подll

145 ключен к выходу сравнения арифметик о-ло гиче ско ro блок а.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь управляющих сигналов содержит четыре одновибратора и элемент

И, причем вход первого одновибратора подключен к первому входу формирователя, выход первого одновибратора связан с первым входом элемента И, 3348

l2 второй вход которого подключен к второму входу формирователя, выход элемента И соединен с входом последоваб тельно соединенных второго, третьего и четвертого одновибраторов,.при этом выходы первого, второго и третьего одновибраторов подключены к соответствующим выходам формирователя, а выход четвертого одновибратора,подклюI чен к разрешающему выходу формировач теля.

1453348

Ф га Я

Составитель Д.Заргарян

Техред М.Дидык Корректор В Гирняк

Редактор Л.Гратилло

Заказ 7281/43 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Гоаударстввнного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

»»eю»»»»»»»»»»»»»» »»»»»» »»»»»»»»»»»»» »»»»»

Проиэводстввнно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4