Аппаратурно-программный комплекс (апк) управления работ с сейсмическими автономными донными станциями (дс)



Аппаратурно-программный комплекс (апк) управления работ с сейсмическими автономными донными станциями (дс)
Аппаратурно-программный комплекс (апк) управления работ с сейсмическими автономными донными станциями (дс)

 


Владельцы патента RU 2441258:

Общество с ограниченной ответственностью "Сейсмо-Шельф" (RU)

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Аппаратурно-программный комплекс (АПК) включает блок инициализации донных станций (ДС), блок гидроакустики с гидроакустической антенной, навигационный блок, блок считывания и переформатирования сейсмической информации, интерфейс связи с ДС и центральный управляющий блок. АПК дополнительно снабжен - блоком автоматизации постановки ДС в воду и блоком управления сейсмическими возбуждениями, включающим контроллер управления работой пневмоисточника. Блок инициализации ДС дополнительно включает контейнер с ячейками для ДС, оснащенными световой сигнализацией, коммутирующий блок, соединенный с интерфейсом связи с ДС, и управляющий компьютер. Центральный управляющий блок соединен в режиме двустороннего обмена сигналами с блоком автоматизации постановки ДС в воду, с навигационным блоком, с гидроакустическим блоком, с блоком управления сейсмическими возбуждениями, с блоком считывания и переформатирования сейсмической информации. Технический результат: расширение функциональных возможностей АПК. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

АПК относится к области разведочной геофизики, является измерительно-программным комплексом для зондирования морского дна при проведении морских сейсмических работ. АПК предназначен для обеспечения комплексных работ, выполнения исследовательского проекта по получению характеристик окружающей среды, измеряемых донными станциями, и контроля всех технологических операций парка донных станций, а также сбора и хранения служебной информации о ходе выполнения проекта.

Из уровня техники известно изобретение «Мультипараметрическая система измерения гидрофизических параметров», патент RU 2350934, опубл. 27.03.2009, МПК G01N 27/00, G01V 1/38, включающий микропроцессорный узел, который связан через блок цифровой обработки параметра с интерфейсом связи и с донными станциями и заключен в бароустойчивый корпус. Предназначен для комплексного измерения гидрофизических параметров в экспериментальной океанологии, выступает как измерительная система, которая способна гибко и просто изменять измерительные функции в зависимости от поставленных исследовательских целей. Однако каждый модуль используют как самостоятельный измерительный прибор, который размещают непосредственно в толще воды, несмотря на то что данные модули могут быть собраны в систему. Однако такая конструкция модулей существенно усложняет всю систему. Ограничивает возможности вариабельности параметров конкретным объемом или количеством модулей, что весьма существенно в процессе конкретной экспедиции или рейса судна.

Известно изобретение «Мобильная робототехническая система с несколькими сменными рабочими модулями и способ управления этой системой», патент RU 2313442, опубл. 27.12.2007, МПК B25J 5/00, B25J 13/00, включающая модульную базовую станцию, содержащую несколько рабочих модулей, которые отделяются от станции по заданию. Управляющие модули подсоединяют к рабочим модулям согласно рабочему заданию. В модульной базовой станции содержится корпус и элемент для стыковки рабочих модулей. Инициирование рабочих модулей осуществляют после определения рабочего задания, при этом модульная станция снабжена сигнальными элементами. Позволяет выполнять различные функции одним роботом, при этом система может выполнять различные задания и обеспечивать ее управление. Однако назначение данной системы другое - создание управление мобильных роботов и управление ими. Не решена задача использования модулей в разведочной геофизике, с агрессивной морской средой и экстремальными внешними воздействиями, на больших площадях морского дна и на протяжении длительного срока наблюдения. Предложенная система не позволяет получить точные исследовательские данные, которые должны поступать стабильно на протяжении всего исследования, независимо от тяжелых условий работы измерительных приборов в агрессивной среде, помещенных на большой глубине.

Известно изобретение «Автономная станция гидроакустического наблюдения», патент RU 24890, опубл. 27.08.2002, МПК G10K 11/00, G01H 17/00, включающий гидроакустический модуль с гидроакустической антенной, систему определения ориентации, включающую Эхолот и GPS и вычислительный бортовой модуль, а также блок управления. Позволяет выбрать способ накопления первичной информации в универсальной форме и ее дальнейшее многоцелевое использование. Однако не предоставляет возможность осуществления контроля качества промежуточных операций при проведении работ по обработке информационных потоков с сейсмических автономных донных станций (ДС) в режиме реального времени и автоматизации управления работой модуля, а также не позволяет объединить модули в систему с различными меняющими характеристиками измерения.

Известно также изобретение «Способ определения комплексных данных о состоянии океана», патент RU 2282217, опубл. 20.08.2006, МПК G01V 1/38, включающий многоканальное устройство регистрации, диспетчерские станции по каналам связи, канал гидроакустической связи и измерительный модуль, при этом перед установкой донных носителей многоканальных устройств регистрации определяют точки на профиле дна. Способ позволяет оперативно осуществлять мониторинг за состоянием океана по измеренным физическим параметрам. Однако способ не позволяет в процессе выполнения работ вносить корректирующие поправки координат донных носителей и осуществлять контроль качества промежуточных операций при проведении работ по обработке информационных потоков с сейсмических автономных донных станций (ДС) в режиме реального времени, кроме того, не позволяет реализовывать данный способ в измерительной системе, которая была бы способна гибко и просто изменять измерительные функции в зависимости от поставленных исследовательских целей.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является изобретение «Сейсмическая регистрирующая система», патент RU 2328018, опубл. 27.06.2008, МПК G01V 1/22, включающее систему сбора данных, сформированную из совокупности источников сейсмических данных с использованием открытого сетевого протокола и линейную сеть, причем источники сейсмических данных передают данные одновременно на гидроакустический блок и навигационный блок, обеспечивающих сервис обслуживания источников сейсмических данных с автоматическим конфигурированием расстановки источников сейсмических данных и через маршрутизаторы для направления данных от источников сейсмических данных, направляют их в систему сбора данных. Система относится к устройству, реализующему сетевую инфраструктуру в системе сбора сейсмических данных при сейсмической разведке, и реализует работу сетевой инфраструктуры в сейсмической регистрирующей системе. Позволяет обеспечить при необходимости точного знания физического положения источников данных для современного процесса регистрации сбор данных от большого числа отдельных блоков (станций). Однако система только собирает и предварительно обрабатывает полученные данные, но не задает начальные условия работы источников и не управляет источниками данных в процессе работы. Система не может обеспечить контроль качества промежуточных операций при проведении работ по обработке информационных потоков с сейсмических автономных донных станций (ДС) в режиме реального времени, а также автоматизацию управления работой ДС, что исключает выполнение комплексной работы как проекта в целом с изменяемыми характеристиками сбора данных. Кроме того, система ограничена по количеству технологических операций в единицу времени и требует длительного времени на подготовку станций, с системой затруднена работа операторов, что увеличивает вероятность ошибки оператора.

В настоящее время нет технических решений, которые бы позволили применять в области разведочной геофизики программируемые логические контроллеры, а также измерительные устройства, связанные между собой и автоматизированным местом оператора с возможностью обмена данными в цифровом виде, передаваемыми через коммуникационные модули от измерительных станций непосредственно на модуль панели оператора.

Имеются многочисленные проблемы, возникающие при проведении сейсморазведочных работ. Одна из проблем заключается в необходимости точного знания физического положения источников, когда они создают акустические сигналы, и приемников, когда они принимают отраженные/преломленные сигналы. Кроме того, для современного процесса регистрации сейсмических данных необходимы данные от большого числа отдельных блоков, источников, датчиков положения, сейсмических датчиков и т.д. При работе эти блоки функционируют как источники данных. Обычно в процесс включены несколько отдельных станций сбора данных, при этом в каждой используется свой заданный набор характеристик, который надо собрать, и свой способ для подключения и передачи сигнала от источников данных к системе сбора данных. Вся инфраструктура, определяющая возможность подключения станций, оптимизирована так, чтобы соответствовать конкретной цели и поэтому часто имеет различные неконтролируемые характеристики и средства обработки. При введении нового источника данных и/или новой системы сбора данных, и/или нового набора характеристик требуется введение новой инфраструктуры, определяющей возможность подключения, что повышает сложность всей системы и является трудновыполнимой задачей. Задачей предложенного АПК является преодоление данных проблем. В общем случае необходимо обеспечить задание начальных параметров работы каждой станции и системы в целом в соответствии с комплексным проектом исследований, отследить ввод/вывод каждого источника данных в процессе работы всей системы в рамках проекта, ввести вовремя поправочные коэффициенты ввиду появления внешних факторов в процессе работы системы, а также посредством автоматизации этих операций и упрощения работы диспетчера на центральном пункте (станции) исключить, по возможности, ошибки на промежуточных этапах выполнения исследовательского проекта, в начале работы - при задании начальных характеристик измерения, на конечном этапе - при обработке полученных данных в зависимости от задач проекта. При этом следует учитывать, что, поскольку время и условия проведения исследований могут меняться, система должна обеспечить наиболее удобное и гибкое изменение измерительных функций в зависимости от поставленных исследовательских целей.

Техническим результатом предложенного аппаратно-программного комплекса является:

- расширение функциональных возможностей измерительного комплекса;

- обеспечение возможности осуществления контроля качества промежуточных операций при проведении работ по обработке измеренных данных с сейсмических автономных донных станций (ДС) в режиме реального времени;

- обеспечение возможности автоматизации управления работой ДС, что позволяет осуществить работы по исследованию морского дна как единый многоэтапный проект;

- повышение производительности комплекса при получении со станций исследовательских данных;

- улучшение технологичности работ на ДС, включающее уменьшение времени на подготовку станций, уменьшение вероятности ошибки оператора за счет сведения его работы к выдаче общих команд и контролю их выполнения.

Данный технический результат обеспечен за счет того, что аппаратно-программный комплекс (АПК) включает блок инициализации донных станций (ДС), блок гидроакустики с гидроакустической антенной, навигационный блок, включающий антенны GPS и эхолот, блок считывания и переформатирования сейсмической информации и интерфейс связи с ДС. АПК отличается тем, что он дополнительно снабжен: блоком автоматизации постановки ДС в воду со специальным программным обеспечением (ПО), центральным управляющим блоком, который в свою очередь снабжен пользовательским интерфейсом работы с основными блоками АПК, блоком хранения и обработки информации и блоком управления сейсмическими возбуждениями, включающим соответствующий контроллер управления работой пневмоисточника, а блок инициализации ДС снабжен специальным ПО и дополнительно включает - контейнер с ячейками для ДС, оснащенными световой сигнализацией, коммутирующий блок, соединенный с интерфейсом связи с ДС, управляющий компьютер, который снабжен специальным ПО. Причем блок считывания и переформатирования сейсмической информации обеспечивает получение данных в стандарте SEG-Y посредством специального ПО, гидроакустический блок снабжен специальным ПО для контроля местоположения ДС на дне, интерфейс связи с донными станциями обеспечивает двусторонний режим обмена информацией с каждой находящейся в контейнере блока инициации ДС от блока инициации ДС и/или от блока считывания и переформатирования сейсмической информации, а центральный управляющий блок соединен в режиме двустороннего обмена данными с блоком автоматизации постановки ДС в воду, с навигационным блоком, с гидроакустическим блоком, с блоком управления сейсмическими возбуждениями, с блоком считывания и переформатирования сейсмической информации и с блоком инициации ДС и от центрального управляющего блока получают выходные данные и/или в который вводят входные данные об исследовательском проекте.

При этом вшитое программное обеспечение (ПО) блока автоматизации постановки ДС в воду обеспечивает автоматическую постановку того набора донных станций, который требует проект в конкретный отрезок времени. ПО блока хранения и обработки информации обеспечивает хранение и работу с базой данных по проектам сейсмических работ, что позволяет обмениваться информацией, контролировать полученные данные, корректировать характеристики измерения. ПО блока инициализации ДС обеспечивает комплексную в соответствии с исследовательским проектом инициацию ДС с независимыми параметрами режима работы каждой ДС. ПО коммутирующего блока, соединенного с интерфейсом связи с ДС, обеспечивает связь каждой станцией с коммутирующим блоком по радиоканалу (Wi-Fi) или по сетевому (Ethernet) кабелю. ПО управляющего компьютера обеспечивает подготовку ДС по заданным временным параметрам - по крайней мере, режима сбора сейсмических данных и параметрам сбора - по крайней мере, коэффициентов усиления и частоты дискретизации. ПО блока считывания и переформатирования сейсмической информации обеспечивает получение данных в стандарте SEG-Y или ином требуемом формате, при необходимости. ПО вычисления донных координат гидроакустического блока обеспечивает контроль местоположения ДС на дне, что позволяет при недопустимом отклонении фактических координат ДС от проектных осуществить постановку дополнительных станций в проектные точки.

Чертеж иллюстрирует построение системы аппаратно-программного комплекса.

На Фиг.1 - показана функциональная блок-схема АПК.

На Фиг.2 - показана схема взаимодействия каждой ДСi в соответствии с условиями работы АПК.

Функции блоков АПК состоят в следующем:

- 1. сбор и хранение служебной информации:

- - задание начальных условий работы станций и последующей их корректировки по результатам контроля работы станций - расписание работ - задание начальных параметров сбора сейсмостанциями материала и корректировка параметров сбора материала (канальные коэффициенты усиления, частота дискретизации, время начала и режим сбора данных регистраторами станций);

- - информация о работе станций

- 2. сбор, обработка и передача исследовательской информации, полученной измерительными приборами донной станции

- 3. управление работой донных станций:

- автоматическая синхронизация внутренних часов и введение заданного расписания в регистраторы выбранных для постановки станций;

- отражение (вывод) и запись результатов самопроверки регистраторов, проверки датчиков, гидроакустического канала, состояния элементов питания для каждой станции;

- включение/исключение станций из проекта на основе информации о тестировании и проверках;

- обеспечение наглядной сигнализации, характеризующей текущее состояние каждой станции, а также информирующей о необходимости/возможности проведения тех или иных операций с ней;

- запись координат точек сброса каждой станции и запись координат мест фактической постановки станций, определенных при их гидроакустическом опросе;

- определение ошибок постановки;

- сверка (определение ухода) внутренних часов регистратора станций;

- наглядная сигнализация для операторов о протекании (выполнении) проекта;

- одновременное скачивание собранной сейсмической информации с нескольких донных станций через специальные разъемы в их корпусах;

- диагностика неисправностей сейсмической аппаратуры, расположенной на станции;

- устранение неисправностей в случае возможного оперативного вмешательства на программном уровне или исключение станции из проекта в случае невозможности устранения неисправности.

Каждой ДСi задают и от нее получают служебную и исследовательскую информацию - начальные параметры и характеристики измерений, которые станция должна собрать и передать в АПК, а также начальные условия ее работы - координаты, глубина и т.п.

Работа ДС на протяжении всего проекта контролируется независимо от того, находится ли ДС в ячейке АПК в режиме ожидания или работает в заданном месте исследования на морском дне. Вся служебная информация о работе ДС поступает на центральный управляющий блок, на который также поступает информация о текущем состоянии ДС - синхронизация внутренних часов ДС, расписание введения/исключения ДС из общего проекта, результаты самопроверки ДС. В зависимости от изменения условий работы ДС - вносятся необходимые корректировки и/или ДС исключается из работы в проекте.

На начальном этапе проекта каждой ДСi определяют параметры и характеристики измерений. При дальнейшем изменении параметров проекта ДС получает новые данные для исследования в соответствии с новым заданием.

Все контрольные параметры и время ввод/вывода ДС из проекта, а также изменение ее характеристик работы и изменение параметров и характеристик измерения, которые задаются ДС, собираются и сохраняются в базе данных и выводятся на пульт оператора на его автоматизированном рабочем месте, а также дублируются световой индикацией в контейнере с ячейками, в которых располагаются незадействованные в проекте ДС.

АПК состоит из следующих блоков (Фиг.1):

Блок инициализации донных станций (1) с блоком программы комплексной инициализации донных станций (2) состоит из контейнерного блока с ячейками (3) для донных станций (4), блока световой сигнализации (5), коммутирующего блока (6) и управляющего компьютера (7), в который вшит блок с программным обеспечением (2). Всего предусмотрено 220 ячеек для ДС.

Каждая ячейка (8) контейнера (9) оснащена блоком световой сигнализации (5) с несколькими лампочками различных цветов. К ячейкам подведены кабели от коммутирующего блока (10).

Связь станций с коммутирующим блоком осуществляется по радиоканалу (Wi-Fi) или по сетевому (Ethernet) кабелю посредством интерфейса связи с ДС (11).

При помощи световой сигнализации (5) на каждой ячейке (8) оператор, непосредственно работающий со станцией, получает информацию на интерфейсе пользователя (12) в центральном управляющем блоке (13). Оператор оценивает состояние ДС по минимальному количеству показателей:

- станция готова к постановке;

- станция требует вакуумирования (проверки герметичности перед постановкой);

- со станцией не нужно производить никаких действий (она находится в процессе подготовки к работе, проходит сверку, неисправна или с нее считывается информация).

Четкая и удобная работа операторов на своих рабочих местах обеспечивает минимальное количеству ошибок с их стороны, т.к. оператор наблюдает за автоматическим выполнением операций на ДС и его вмешательство требуется только в экстренных случаях.

В блоке хранения и обработки информации (14) центрального управляющего блока (13) собирается и хранится как служебная, так и исследовательская информация. Причем по линии связи I от блока инициации донных станций (1) на центральный управляющий блок (13) передается вся служебная информация, а по линии связи II от блока считывания и переформатирования сейсмической информации (15), оснащенной блоком ПО по получению геофизической информации в сейсмическом формате SEG-Y (16), передается на центральный управляющий блок - ЦУБ (13) вся исследовательская информация.

Гидроакустический блок контроля координат донных станций на дне (17) с помощью блока программы вычисления донных координат (18), а также на основе данных, полученных посредством блока гидроакустики (19) с гидроакустической антенны (20), определяет и запоминает координаты установки каждой ДС и ведет журнал периодической проверки координат установленной на рабочее дежурство ДС. С гидроакустического блока контроля донных станций на дне (17) вся информация передается на ЦУБ (13), через который может осуществляться корректировка ДС как по координатам, так и по параметрам сбора исследовательской информации и параметрам расчета уже собранной ДС информации, что позволяет отслеживать промежуточные этапы работы ДС и результаты полученной исследовательской информации, полученной на промежуточных этапах проекта, что существенно повышает точность и достоверность исследовательской информации, полученной с помощью АПК. Навигационный блок (21) включает антенну GPS (22) и эхолот (23), с помощью которых сверяют внутренние часы АПК и каждой ДС и определяют в процессе работы глубину установки ДС, а также обеспечивают навигационной информацией другие блоки АПК. Навигационный блок (21) передает все данный на ЦУБ (13), которые накапливаются в базе данных блока хранения и обработки информации (14) и с помощью блока автоматизации постановки ДС в воду (24) со своим вшитым в блок ПО автоматизации постановки донных станций (25), осуществляется управление всеми операциями со станциями, накапливается информация о расписаниях, событиях, параметрах расстановки, ведется вахтенный журнал работ.

Блок управления сейсмическими возбуждениями (26) через соответствующий контроллер (27) управляет работой пневмоисточника (28). Пневмоисточники (28) снабжаются воздухом высокого давления при помощи компрессора и выбрасывают его в воду по команде специального ПО блока управления сейсмическими возбуждениями (26) в точках с заданными координатами, при этом излучается акустический сигнал с определенными характеристиками, который проникает в земную кору и отражается от границ слоев различных пород и преломляется на этих границах. ДС (4) регистрируют этот отраженный сигнал для получения разреза земной коры после обработки сигнала, полученного от ДС (4). Блок управления сейсмическими возбуждениями (26) связан в режиме получения и передачи сигнала с ЦУБ (13) и на основе полученной информации.

С помощью блоков ПО (2) блока инициации донных станций (1), блока считывания и переформатирования сейсмической информации (15), гидроакустического блока контроля ДС (17) отображается вся информация о состоянии каждой донной станции, а также существует возможность формировать различные отчеты по работе комплекса и выводить полный отчет о выполненном исследовательском проекте на блоке вывода данных (29).

Кроме того, поскольку установка, слежение и корректировка работы ДС автоматизирована, возможно в процессе выполнения проекта получать с блока входных данных (30) не только начальные параметры и характеристики исследовательского проекта, но и откорректированные по результатам выполненных этапов характеристики и параметры исследований, в которые требуется внести изменения на основе полученных промежуточных данных.

Взаимосвязь данных блоков осуществляется по схеме, показанной на Фиг.2.

Так с ЦУБ (13) на каждую ДСi приходит служебная информация, необходимая для начала ее работы, и также в режиме контроля работы с блоков 1, 14, 17, 21 вся информация о состоянии ДСi направляется в ЦУБ (13), на основе которой ЦУБ (13) осуществляет управление проектом, а также в блок (1) о том - следует ли оставить ДС в рабочем режиме или вывести ДС из работы в проекте.

В процессе работы блоки АПК обмениваются между собой следующими информационными сигналами (Д1-Д18) (см. Фиг.2).

Д1. От заказчика получают или разрабатывают геологическое задание, определяют характеристики исследовательских работ - параметры разреза (зависимости состава от глубины) земной коры в интересующем районе, в том числе глубина разреза и его разрешение, проектные координаты постановки донных станций; проектные координаты пунктов возбуждения пневмоисточником сейсмических сигналов; временной режим записи ДС материала (дата и время начала и конца записи, непрерывный или периодический режим записи, поступающие в блок (13) из блока (29). Исследовательские работы выполняют с применением сейсмических станций (4), которые осуществляют регистрацию преломленных и/или отраженных от различных пластов земной коры упругих колебаний - волн, которые генерируются искусственно, например, специальными пневматическими источниками (28), применяемыми на акваториях.

Д2-Д3, Д14-15. Задается режим сбора ДС (4) исследовательских данных, им отправляется текущая навигационная информация - точное время и параметры режима сбора информации ДС: временной режим записи ДС материала; частоту дискретизации сигнала в ДС при регистрации; канальные коэффициенты усиления (по каждому из 4-х каналов записи от трех датчиков - геофона и одного датчика - гидрофона; а также требуемое количество ДС, участвующих в проекте. Проводится синхронизация внутренних часов ДС с точным временем и проверки ДС. С ДС (4) получают на блок инициализации донных станций (1) результаты тестирования и синхронизации станций: напряжение на элементах питания, объем свободной памяти, информация о прохождении теста гидроакустики и синхронизации. Режим и параметры сбора вводятся в прошедшие тестирование и подготовку донные станции.

Д4-Д5. Эти станции расставляются с судна-постановщика в проектных точках с помощью блока автоматизации постановки ДС (24). Для этого на ЦУБ (13) получают от блока инициации ДС (1) номера ДС, успешно прошедших подготовку и проверку и участвующих в проекте, номера неисправных ДС, информацию о выявленных неисправностях (какие тесты не пройдены, численные данные по параметрам, по которым станции не прошли проверку).

Д6-Д7. На всех этапах работы АПК координатами и точным временем его блоки обеспечивает навигационный блок (21) через ЦУБ(13).

Д8, Д9. С помощью системы гидроакустического определения координат постановки ДС на дно - гидроакустический блок (17), определяются координаты мест фактической постановки ДС (4) (которые в силу неточностей сброса, удержания скорости и курса судна, воздействия течений на ДС во время спуска на дно будут отличаться от проектных), контролируется состояние станций на дне (углы наклона, азимут, состояние элементов питания и карты памяти)

Д4, Д5. В точках, где отклонения выходят за допустимые значения, производится сброс дополнительных станций. Для этого передают навигационную информацию (текущие координаты и время) и координаты постановки донных станций (по проекту), номера донных станций, участвующих в проекте в блок автоматизации постановки ДС (24).

Д10, Д11. После расстановки станций с помощью блока автоматизации постановки ДС (24) судно-источник, на котором размещаются компрессоры и пневмоисточники (28), идет по заданному курсу (данное судно может быть совмещено с судном-постановщиком). При этом в точках с заданными координатами инициируется срабатывание пневмоисточника (28). Образовавшиеся акустические волны проникают в земную кору, преломляются на границах раздела ее слоев, сформированных разными породами, а также отражаются от них, часть из них регистрируется датчиками расставленных донных станций. Навигационная информация, проектные координаты пунктов возбуждения сейсмических сигналов. Фактические координаты пунктов возбуждения сейсмических сигналов, информация об отказах и сбоях, параметры возбуждения: сигнатура сигнала; давление в камерах пневмоисточника; задержка срабатывания пневмоисточника; глубина буксировки пневмоисточника, передаются с помощью блока управления сейсмическим возбуждением (27).

Д16-Д17. После окончания работы пневмоисточника донные станции поднимают на борт судна и проводят сверку внутренних часов регистратора ДС с точным временем после подъема ДС на борт судна (определяют "уход" внутренних часов, учитываемый при обработке материала). Информация о координатах донных станций на дне, о координатах точек возбуждений и параметров возбуждений, произведенных с помощью пневмоисточника, передаются на блок считывания и переформатирования сейсмической информации (15). С ДС (4) получают на блок считывания и переформатирования сейсмической информации (15) первичные сейсмические данные с регистраторов ДС, величину "ухода" внутренних часов регистраторов ДС.

Д12-Д13. Сейсмические данные с 4-х каналов каждой ДС в формате SEG-Y передают от блока считывания и переформатирования сейсмической информации (15) в ЦУБ (13).

Д17. С блока считывания и переформатирования сейсмической информации (15) на ДС (4) получают команду об очистке памяти регистратора ДС.

Д18. С ЦУБа (13) передают сейсмические и навигационные данные по проекту, вычисленные данные по точности навигационной информации. Отчеты о работе блоков АПК, сбоях, времени поступления информации от блоков АПК в базу данных центрального управляющего блока. При этом в ЦУБе (13) информация, собранная с донных станций, считывается, совмещается с информацией о работе пневмоисточников и представляется в общепринятом формате. Затем она обрабатывается с помощью специальных пакетов ПО, которые позволяют получить разрез земной коры в исследованном районе.

Таким образом, АПК выполняет функции по автоматизации и контролю качества выполнения этапов работ, связанных с подготовкой донных станций к работе и заданию параметров их работы, определенных исходя из геологического задания, их расстановкой, уточнению координат постановки, работе пневмоисточников, считыванию со станций информации, слияние ее с информацией о работе пневмоисточников и выдаче в общепринятом формате для последующей обработки.

А именно.

1. На этапе подготовки сейсмических автономных донных самовсплывающих станций к работе комплекс обеспечивает:

- задание расписания, т.е. задание параметров сбора сейсмостанциями материала (канальные коэффициенты усиления, частота дискретизации, время начала и режим сбора данных регистраторами станций);

- проведение автоматической синхронизации внутренних часов и введение заданного расписания в регистраторы выбранных для постановки станций;

- отражение и запись результатов самопроверки регистраторов, проверки датчиков, гидроакустического канала, состояния элементов питания для каждой станции;

- включение/исключение станций из проекта на основе информации о тестировании

и проверках;

- наглядную сигнализацию (для операторов, работающих со станциями), характеризующую текущее состояние каждой станции, а также информирующую о необходимости/возможности проведения тех или иных операций с ней.

2. На этапе расстановки донных станций комплекс позволяет произвести:

- запись координат точек сброса каждой станции и запись координат мест фактической постановки станций, определенных при их гидроакустическом опросе, определение ошибок постановки (что позволяет произвести постановку дополнительных станций при выходе ошибок за пределы допустимых значений).

3. При подъеме станций на борт судна комплекс позволяет выполнить:

- автоматическую сверку (определение ухода) внутренних часов регистратора станций;

- наглядную сигнализацию (для операторов, работающих со станцией);

- одновременную скачку собранной сейсмической информации с нескольких донных станций через специальные разъемы в их корпусах.

Под информационными сигналами в контексте данной заявки понимают передачу сигналов по коммуникационному каналу, содержащих информацию об исследовательских измерениях, измерениях состояния аппаратуры, команды блоков АПК.

Таким образом, АПК решает выполнение следующих функций: накапливание полной информации о сейсмическом проекте - название и номер проекта, количество и номера используемых донных станций, параметры сейсмических возбуждений, Координаты профилей, точек постановки донных станций, точек возбуждения, параметры сейсмического регистратора для записи материала;

При работе АПК обеспечивается автоматизация технологических операций в процессе выполнения работ;

АПК обеспечивает контроль качества выполнения промежуточных операций в процессе проведения работ; аккумулирует все промежуточные данные, возникающие в процессе работ: навигационные файлы, файлы сейсмических возбуждений, материалы по измерению наклонных дальностей до донных станций, состояние станций, углы их постановки, материалы сейсмических записей, файлы информации об уходе внутреннего времени регистраторов и т.д.;

АПК обеспечивает вычисление реальных координат донных станции на дне;

АПК обеспечивает временную синхронизацию всех систем;

АПК обеспечивает одновременную инициализацию нескольких (200 и более) донных станций через специальные разъемы в их корпусах либо через беспроводную сеть;

АПК обеспечивает одновременное скачивание информации с нескольких донных станций через специальные разъемы в их корпусах;

АПК обеспечивает получение геофизической информации в стандартном сейсмическом стандарте SEG-Y.

Применение комплекса позволяет обеспечить проведение сейсмических работ по объекту как единого проекта, с накоплением и хранением в базе данных всей информации, повышает технологичность/производительность работ, снижает риск ошибки оператора (за счет автоматизации операций), позволяет осуществлять наглядный контроль выполнения различных этапов работ и параметров постановки станций, своевременную диагностику неисправностей сейсмической аппаратуры.

Таким образом, достигается автоматизация работ, в т.ч. измерение и отражение реальных координат постановки ДС, коммуникацию с ДС такую, как получение и передача команд и данных, введение поправок, задание режима сбора станциями сейсмических параметров, представление сейсмических данных в требуемом стандарте, процессов перекачки и конвертации данных. Достигается увеличение производительности, т.е. увеличение количества технологических операций в единицу времени при проведении исследовательских работ с ДС. Существенно улучшается технологичность работ за счет уменьшения времени на организацию подготовки и управления проектом и парком ДС. АПК позволяет гибко и просто изменять измерительные функции в зависимости от поставленных исследовательских целей.

1. Аппаратурно-программный комплекс (АПК), включающий блок инициализации донных станций (ДС), блок гидроакустики с гидроакустической антенной, навигационный блок, включающий антенны GPS и эхолот, блок считывания и переформатирования сейсмической информации и интерфейс связи с ДС, отличающийся тем, что АПК дополнительно снабжен:
блоком автоматизации постановки ДС в воду со специальным программным обеспечением,
центральным управляющим блоком, который включает пользовательский интерфейс работы с основными блоками АПК и блок хранения и обработки информации,
блоком управления сейсмическими возбуждениями, включающим контроллер управления работой пневмоисточника, причем
блок инициализации ДС дополнительно включает контейнер с ячейками для ДС, оснащенными световой сигнализацией, коммутирующий блок, соединенный с интерфейсом связи с ДС и управляющий компьютер со специальным программным обеспечением, причем,
блок считывания и переформатирования сейсмической информации обеспечивает посредством специального программного обеспечения получение данных в стандарте SEG-Y,
блок гидроакустики с гидроакустической антенной включен в гидроакустический блок, снабженный специальным программным обеспечением для контроля местоположения ДС на дне,
интерфейс связи с донными станциями обеспечивает двусторонний режим обмена сигналами с каждой установленной или находящейся в контейнере блока инициации ДС донной станцией от блока инициации ДС и/или от блока считывания и переформатирования сейсмической информации,
а центральный управляющий блок соединен в режиме двустороннего обмена сигналами с блоком автоматизации постановки ДС в воду, с навигационным блоком, с гидроакустическим блоком, с блоком управления сейсмическими возбуждениями, с блоком считывания и переформатирования сейсмической информации и с блоком инициации ДС и формирует выходные данные о полученных результатах исследования и/или формирует начальные данные об исследовательском проекте на основе входных параметров.

2. АПК по п.1, отличающийся тем, что программное обеспечение блока автоматизации постановки ДС в воду обеспечивает автоматизацию постановки донных станций.

3. АПК по п.1, отличающийся тем, что программное обеспечение блока хранения и обработки информации обеспечивает хранение и работу с базой данных по проектам сейсмических работ.

4. АПК по п.1, отличающийся тем, что программное обеспечение блока инициализации ДС обеспечивает комплексную, в соответствии с исследовательским проектом, инициацию ДС с независимыми параметрами режима работы каждой ДС.

5. АПК по п.1, отличающийся тем, что программное обеспечение коммутирующего блока, соединенного с интерфейсом связи с ДС, обеспечивает связь каждой донной станции с коммутирующим блоком по радиоканалу (Wi-Fi) или по сетевому (Ethernet) кабелю.

6. АПК по п.1, отличающийся тем, что программное обеспечение управляющего компьютера обеспечивает подготовку ДС по заданным временным параметрам по крайней мере режима сбора сейсмических данных и параметрам сбора - по крайней мере коэффициентов усиления и частоты дискретизации.

7. АПК по п.1, отличающийся тем, что программное обеспечение блока считывания и переформатирования сейсмической информации обеспечивает получение данных в стандарте SEG-Y.

8. АПК по п.1, отличающийся тем, что программное обеспечение вычисления донных координат гидроакустического блока обеспечивает контроль местоположения ДС на дне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к донным устройствам для сейсмических наблюдений в акваториях морей и океанов. .

Изобретение относится к области геофизики и невзрывной сейсморазведочной техники и может быть использовано для поиска полезных ископаемых, в частности на нефть и газ.

Изобретение относится к области сейсмических исследований. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при организации мер безопасности объектов прибрежного базирования, располагаемых в сейсмически активных районах океана.

Изобретение относится к области сейсморазведки и может быть использовано для изучения геологического строения среды с целью обнаружения месторождений нефти, газа и других полезных ископаемых.
Изобретение относится к геофизике и может быть использовано для контроля сейсмических процессов в процессе поиска и разведки нефтяных и газовых подводных месторождений.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для прогнозирования катастрофических явлений преимущественно на акваториях морей и океанов. .

Изобретение относится к способам пространственной интерполяции восстановления рельефа морского дна при дискретных измерениях глубин посредством эхолокаторов и может быть использовано при выполнении метеорологических интерполяций, включая анализ ветровых полей, анализ радиологического и химического загрязнения, топографические интерполяции и другие, как при исследовании океана, так и при решении прикладных задач, обусловленных необходимостью картирования морского дна в обеспечение изыскательских и проектных работ на морских акваториях.

Изобретение относится к области морской сейсморазведки, а именно к устройствам, предназначенным для буксировки сейсмооборудования на акваториях с ледовым покрытием.

Изобретение относится к области морской сейсморазведки, а именно к устройствам, предназначенным для буксировки сейсмооборудования на акваториях с ледовым покрытием.

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к способам обнаружения возможности наступления катастрофических явлений преимущественно на море и может быть использовано при решении следующих фундаментальных задач:изучение строения земной коры в акваториях мирового океана, исследование совокупности проявления геофизических полей в зонах тектонических разломов непосредственно на дне океана, исследование состояния морской среды в придонной зоне и ее взаимодействие с тектоническими процессами, геофизический мониторинг сложных гидротехнических сооружений, оперативная оценка сейсмического и гидродинамического состояния районов и прогноза возможных сейсмических и экологических последствий, а также при заблаговременным оповещении о землетрясениях и цунами

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при морской сейсморазведке

Изобретение относится к области сейсмологии, а именно к способам определения предвестника цунами, а более конкретно к способам регистрации преимущественно акустических сигналов, предвестников цунами

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе морской сейсмической разведки
Изобретение относится к области сейсмологии, а именно к способам определения предвестника цунами, а более конкретно к способам регистрации преимущественно акустических сигналов, предвестников цунами

Изобретение относится к области сейсмической или акустической разведки районов, покрытых льдом, и может найти применение при поиске полезных ископаемых

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в морях, океанах, пресноводных водоемах в качестве геофизической косы для проведения исследований на морском дне
Наверх