Аппаратура для геологического картирования на акваториях

 

Союз Севатскмк

Сецмалмстююсимв

Республик

OflHCAHHE

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 938232 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 23,03.8 1 (21) 326590 1/18-25 (51)М. Кл.

Cj 01Ч 1/38 с прмсоедммеммем заявки М—

1всумретзее4 квивтвт

ССе1 ав аеам взвбувтеквй в етсрмтвй (23) ПрнормтетI

Опубликовано 23.06,82, Бюллетень № 23 (53) УДК 550.83 (088.8) . Дата опубликования описания 27.06.82 (72) Автор изобретения

А. И, Свечников

Ленинградский, ордена Ленина, ордена

Революции и ордена Трудового Краси горный институт им. Г, В Плехан (71) Заявитель (54) АППАРАТУРА ДЛЯ ?ЕОЛОП1ЧЕСКОГО

КАРТИРОВАНИЯ НА АКВАТОРИЯХ

Изобретение относится к геофизической аппаратуре, предназначенной для сейсмоакустических. исследований с целью изучения структурных и литоложческих осо-. бенностей донных отложений.на акваториях и может быть использовано при выпол-5 ненни работ ио гэолотическому картирова" нию детных осадксв, при изучении подданных структур, ттри поисках и разведке россыцнътх месторождений, полезных иско

1О паемых, щм поисках месторождений строятельиьас материалов, Известно усгройство, которое содержит накотвттель электрической анержи, трехэжктродный элекгрогидравлнческий иэЛу-.

S чатем., приемное устройство, усювттеаь, блок фильтрю, perscrparop . дискретного действия, два аналоговых магнитофона и схему управления Ь).

Однако его устройство предназначено 0 для решения структурных задач на акваториях по методике центрального луча и не макет быть использовано для изучения структурных и литоло тичвских .особеннос2 тей разреза осадков с использованием мет щик многоканального приема и обработ- . ки, не позволяет осуществлять автоматизированную обработку получаемой информации с цомсщью ЦВМ.

Известна цифровая геоакустическая станция, содержащая источники упругих колебаний, «осу с приемниками упругих колебаний, аналого-цифровой пре образоваrent, устройство обработки, устройство регистрации и устройство управления (2 .

Однако эта станция не может. быть использована для выполнения сейсмоакустических работ на акваториж для изучения структурных и лнтоложческих особенностей paspeea донных отложений с использованием методики многоканального приема и обработки, так «ак не позволяет осуществлять многоканаюи нуто цифровую permстрацию акустической информации н не обеспечивает возможность получения н ретттстрации акустической информации я призиаковой форьв.

3 93823

Наиболее близкой к предлагаемому является аппаратура для структурно-литоло еического картирования донных отложений, содержащая последовательно соединенные приз моиэлучающую акустическую систему (гипролокатор бокоього обзора) и аналого-цифровой пре обраэователь, последовательно соемненные первое оперативное запоминающее устройство и микро-ЭВМ, первый выход которой соединен с входом lg второго оперативнога запоминающего устройства, выход которого соединен с цифровым магнитным регистратором, последовательно соединенныа первый таймер, высокочастотный эхолот, схему выделения 15 импульса запуска второго таймера, второй таймер и схему управления пределами цифровой регистрации, tipn этом первый таймер соединен с приемоиэлучающей акустической системой, а первый, второй и тре-рр тий выходы схемы управления пределами цифровой регистрации соединены соответственноо с управляющими входами аналогоцифрового преобразователя, первого оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) j5 и микроЭВМ )3).

Однако известная аппаратура не может. быть непосредственно использована для изучения структурно-литологических особенностей разреза-донных осадков с испо Зр льэованием методики многоканального приема и обработки акустической информации, так как позволяет регистрировать в цифровой форме в признаковом представлении только ту акустическую информацию которая поступает с направлений, нормальных к поверхности донных отложений,.

Uem изобретения - расширение функци ональных возможностей аппаратуры путем повышения информативности ре гистрируемых данных и увеличение достоверности геологического картирования.

Укаэанная. цель досщгается тем, что аппаратура для геологического картирования на акваториях, содержащая послщо45 вательно coeäùåííûe приемоизлучающую акустийескую систему и аналого-цифровой преобразователь, последовательно соедипенЪж первое ОЗУ и микро-ЗВМ, первый выход которой соединен с входом второго оперативного запоминающего устрой-. 5Р ства, выход которого соединен с цифровым магнитным регистраторой, схему уп равления пределами цифровой регистрации, последовательно соединенные первый тай мер, высокочастотный эхолот, схему вы- 55 деления импульса запуска второго таймера и второй таймер, первый выход которого соединен с первым входом, схемы уп2 4 равления пределами цифровой регистрации, первый, второй и третий выходы которой соегпптены соответственно с управляющими входами аналогоцифрового преобразователя, первого ОЗУ и микро-ЭВМ, при атом второй выход первого таймера соединен с приемоиэлучающей аКустической системой, дополнительно содержит коммутатор цифровых каналов, схему хранения текущего адреса записи канала, третий таймер, схему хранения времени задержки регистрации канала и блок визуального отображения регистрируемой информации, при этом приемоизлучающая система выполнена в виде источника упругих колеба ний.и многоканальной приемной пьезокосы, аналого-цифровой преобразователь вы.полнен s виде многоканального аналогоцифрового преобразователя с независиь,t гми каналами, причем информационный выход аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным входом коммутатора цифровых каналов, информационный выход которого соединен с информационным входом первого оперативного запоминающего устройства, четвертый выход схемы управления пределами цифровой регистрации соединен с, управляющим входом коммутатора цифроьых каналов и входом схемы хранения текущего адреса записи канала, выход которой подключен к адресному входу первого оперативного запоминающего устройства, второй выход второго таймера соединен с входом. третьего таймера, выход которого подключен к второму входу схемы управления пределами цифровой регистрации, третий вход которой соединен с выходом схемы хранения ьремени задержки регистрации канала, вход которой соединен с вторыМ выходом микро-ЭВМ, третий выход микро-ЭВМ соединен с входом блока визуального отображения регистрируемой информации, управляющий выход которого соединен с входом первого таймера.

Такая аппаратура позволяет осущест» влять мно оканальиый прием и регистрацию результатоь сейсмоакустических исследований в цифровой форме на магнит» ной ленте в формате ЕС ЭВМ, причем на магнитной ленте формируется информация, представляющая собой последовательный поканальный набор приэнаковых характеристик ехо-сигнала для каждого регистриру» емого отражения в толще осадков по гекущему циклу зондирования или по серии зондирований. Аппаратура обеспечивает возможность непосредственной обработки зарегистрированной информации с исполь5 938232 6 зованием ЭВМ единой серии по алгорит- онным входом микро-ЭБМ 12, первый, мам структурного р го разделения донных от- - второй н третий выходы которой соедплакений, определения литологйческого ти- иены соответственно с входами втopого па выделенных структурных единиц с при- ОЗУ 15, схемы хранения времени задержменением методики многоканального при- 5 кн регистрации канала 9 н блока визуемаио р б аботки акустической информации, ального отооражения регистрируемой ино в оогоОЗУ 15 дает возможность определения скоростей формации 4, а выход второго рас —,.„т

ac —,.„остранения упругих волн в осадках ссединен с входом цифрового магиитного и позволяет аффективно исключать кратные регистратора 16 . волны на атапе обработки. !О Hà фиг. 2 представжна временная

На фиг. 1 приведена функциональная диаграмма работы аппаратуры в шестисхема аппаратуры для геологического канальном варианте в режиме вычислекартированйя на акватории; на фиг. 2 - ния и формирования поканального массивременная диаграмма работы аппаратуры sa признаковых характеристик, причем, в в режиме формирования последовательнсь-15 качестве примера, рассмотрена регистра го поканального массива признаковых ха- ция информации по первому, второму и рактеристик во втором оперативном з6п - шестому каналам, где сигналы син рониминающем устройстве; на фиг. 3 - вре- зацни запуска 17, поступающие от блока менная диаграмма работы аппаратуры в визуального отображения регистрируемой режиме -коммутации каналов. щ информации, временная последов ательность

Аппаратура содержит первый таймер 1, сигналов 18 первого таймера, импульс выходы которого соединены с входами запуска 19 высокочастотного вколота,имприемонзлучающей акустической. системы пульс запуска 20 приемоизлучающей аку2 и высокочастотного эхолота 3, а вход стической системы, сигнал 21 «Дно, соединен с управляющим выходом блока 25 форМируеМый СХеМой Выделения ИМПУльса визуального отображения регистрируемой запуска второго таймера по эхосигналу, информации.4, схему 5 выделения имщ- поступившему от высокочастотного эхоло- льса запуска второго таймера, вход кото» та, временная последовательность импурой соединен с выходом высокочастотно- льсов 22 второго таймера, временная по-. го зхолота 3, а выход — со входом вто- зр следовательность импульсов 23 третьего рого таймера 6, третий таймер 7, вход таймера, сигнал, определяющий время закоторого соединен с вторым выходом вто- держки 24 первого канала, управляющий рого таймера 6, а выход соединен с вто- сигнал 25, определяюппгй предел регистpblM Bx0RoM схемы управления пределами рации первоГо канала, сигнал, определяюцифровой регистрации 8, первый и третий tttttO время задержки 26 второго канала, входы которой соединены соответственно сигнал 27, определяющий предел регистс первым sblxogoM второго: таймера 6 tt рации второго канала, сигиал, определявыходом схемы хранения времени.задерж- ющий время задержки 28 шестого канала ки регистрации канала 9, а первый, вто- и си иал 29, определяющий предел регирой и третий выходы соединены соответ- страции шестого канала, сигнал 3 у алЗО П ск

« ел йв ственно с управляющими входами аналого- микро-ЭВМ, сигнал, определякаии рецифрового преобразователя 10, первого мя выполнения микро-ЭВМ операции выОЗУ 11 и мик о-ЭВМ 12, четвертый числения признаковых характерис гик 3 1 р ал сиг выход cxBMbl управления пределами цифро- в зарегистрированных зхосигиалах, си вой регистрации соединен с управлякицим нал,. определяющий время вычисления и входом коммутатора цифровых каналов 13 передачи времени задержки 32 регистраи входом схемы хранения текущего адре-. ции для каждого канала, сигнал, опредеса записи канала 14, вход аналого-цифро- ляюгций время передачи из микро-ЭВМ вого преобразсвателя 10 соединен с вы- признаковой информации 33 на регистраходом приемоизлучающей акустической си-;цию с помощью блока .визуального отоб г стемы 2, а информационный выход соеди- ражения регистрируемой информации. нен с .информационным входом коммутата На фиг. 3 представлена временная диаг ра цифровых каналов 13, информационный рамма работы аппаратуры в режиме коммута вход первого ОЗУ 11. соединен с инфор- ции каналов, причем в качестве примера также мационным выходом коммутатора цифровых рассмотрена работа аппаратуры рля первоканалов 13, адресный вход соединен с "го, второго и шестого каналов, где сигна,55 выходом схемы хранения текущего адреса лы синхронизации запуска 34 аналого-яи« записи канала 14, а информационный sbt- . фрового преобразователя, импульсы комI ход первого ОЗУ соединен с инфармаци- мутации соответственно первого канала

7 9382

35, второго 36 и шестого 37, сигналы управления записью 38 в первое оперативное запоминакшее устройство, сигналы, поступаюшие на изменение текущих адресов, записи соответственно для первого 39, второго 40 и шестого 41 каналов.

Аппаратура работает слецукицим образом.

По сигналам синхронизации запуска 17, поступающим с выхода устройства визуаль1ф ! ного отображения регистрируемой информации 4, запускается первый таймер 1 и вырабатывает вре менную последовательность сигналов 18, из которой формируется им- ., пульс запуска 19 высокочастотного эхо- и лота 3 и импульсы запуска 20 приемоиэлучающей акустической системы 2. Время задержки запуска приемоизлучающей анус тической системы 2 регулируется с помощью первого таймера 1 и выбирается та- 2е ким образом, чтобы эхо- игнал»Дно, по ступаюший or высокочастотного эхолота

3 опережал эхьсигналы, поступающие в приемоизцучающую акустическую систему 2 при прогнозируемом ивменейии рельефа д3 дна. По сигналу «Дно», поступившему от высокочастотного эхолота 3, схема выделения 5 импульса запуска второго таймара формирует сигнал 21> который запускает второй таймер 6. Второй таймер 6 вы3е рабатыьает временную последовательность импульсов 22 в соответствии с принятым временем цифровой регмстрации, которая поступает на схему управления пределами цифровой регистрации 6. С схемы хранения времени задержки регистрации канала

3S

9 поступают на схему управления пределами цифровой регистрации 8 цифровые ко- ды времени задержки регистрации для каждого канала. На основании псступиьших кодов задержки регистрации первого кана ла, спустя требуемое время задержки 24, формируется упраьлякаций сигнал 25 Пре целы регистрации первого канала . Подоб ным образом схема управления пределами, цифровой регистрации 8 форьерует управ, 4S ляюшие уровни Пределы рещстрации» для

2-го канала сигнал 27 и 6-го канала си гнала 29 после отработки соответствующего времени задержки для второго кана;. ла 26 и для шестого канала 28, Форми- 30 рование необходимой длительности време .ни рещстрации для каждогр канала осуще ствляется слвмой управления пределами цифровой регистрации 8 с помощью третьего таймера 7, который запускается после>5 окончания работы второго таймера 6.Временная последовательность импульсов 23 третьего таймера 7 псступает на схему

32 8 управления пределами цифровой регистрации 8, где на основании кодов времени задержки ре1ъстрации для каждого канала формируются моменты времени, соответствукицие окончашгю действия уровней Пределы рег истрацни для каждого канала.

В соответствии c управляквцими уровня» ми Пределы регистрации для каждого канала ча основании серии сигналов сиич хронизации запуска 34 вырабатываются импульсы запуска аналогоцифрового преобразователя 10, которые для всех кана- лов совпадают по времени. Спустя время, равное циклу работы преобраэоьателя, схема управления пределами цифровой регистрации 8 вырабатывает импульсы коммутации для тех каналов, цля которых разрешена регистрация. информации в соответствии с управляюццгми уровнями

Пределы режстрации, причем длительность. импульса коммутации равна времени цикла обращения к первому оперативному запоминающему усгройству 11, а сдвиг меж® импульсами коммутации последовательных. каналов также равен времени цикла обращения к первому ОЗУ 11.

В соответствии с уровнями Пределы регистрации первого канала 25 Пределы регистрации второго канала 27 и Пределы регистрации шестого канала» 29 вь рабагыьаются импульсы коммутации первого канала 35, для второго канала 36 и для шестого канала 37. Импульсы коммутации поступают,с схемы управления пределами цифровой рещстрации 8 на коммутатор цифровых каналов 13 и на схему хранения тенущего адреса записи канала 14. В соответствии с импульсами коммутации схема коммутации цифровых каналов 13 подключает соответствумцие информационные вькоды аналого-цифроього преобразователя 10 к информационному входу первого ОЗУ 11, а схема хранения текущего, адреса записи канала 14 перадает на адресный нвд первого ОЗУ

11 необходимый адрес коммутируемого канала. По переднему фронту импульсоь коммутации схемы упркйления пределами цифровой регистрации 8 вырабатывает сигналы записи 38, которые поступают на упраьлжнций вход первого ОЗУ l l, По заднему фронту импульсов коммутации осуществляется изменение текущих адре» сов записи каналов - для первого канала по сищалу 39, для второго по сигналу

40 и для шестого ро сигналу 41.

По окончании работы третьего таймера 7 схема управления пределами цифровой регистрации 8 формирует сигнал 30, 9. Й382 который поступает на управляющий вход микроЭВМ 12 и запускает ее на выполнение подпрограммы вычисления прн знаковых характеристик 31 в эхо-сигналах, раз-мещенных в первом ОЗУ.1.-Хъ — B прсцессе рабаты микро-ЭНМ 12 во втором ОЗУ 15 формируется информация следующего вида: для первого канала время прихода эхосигнала or первого слоя и набор характеристик экю-сигналах, время прихода эхо- Io сигнала от.второго слоя и набор. его ха. рактеристик и т.д., далее идет признаковый. массив характеристик эхо-сигналов для второго канала и т.д. для всех остальньк каналов. IS

В течение серии зондирований во вто ром ОЗУ 15 осуществляется формирова« ние информационной зоны, которая поступает на.запись на магнитную ленту цифрового магнитного регистратора 16. 2о

B каждом цикле зондирования после окончания вычисления признаковых характеристик микро-ЭВМ 12 на основании. времен прихода эхо-сигналов от первых слоев для всех регистрируемых каналов, 2S с учетом геометрии приема и характеристик движения судна, определяет время задержки регистрации каждого канала и выдает коды времени задеркки на схему хранения времени задержки релгстрации щ канала 9. После передачи кодов задержали микро-ЭВМ 12 выполняет операцию выдачи требуемой признаковой характеристи ки 33 на блок визуального отображения регистрируемой информации 4.

Использовайие предлагаемой аппаратуры позволит получить дополнительные сведения о разрезе донных отложений за счет использования методики многоканально о приема и обработки получаемой 4е акустической информации, что значительно повышает достоверность выполняемых сейсмоакустических исследований, дает возможность непосредственной обработки зарегистрированной информации на UBM по алгоритмам структурного разделения донных осадков и определения их литоло гического типа, обеспечивает возможность определейия скоростей распространения упругих волн в осадках и позволяет эф-

50 фективно исключать кратные aostHbl на этапе обработки. Предлаг аемая аппаратура .обеспечивает возможность комп. лексной обработки материалов сейсмоакуФ, стических исследований вплоть до авто55 матизированного построения геологичес- ких разрезов и карт развития донных осадков. Аппаратура обеспечивает расширение частотного ш апазона регистрации

32 10 эхо-сигналов в сторону высоких частот за счет выполнения аналого-цифрового преобразователя в виде многоканального аналого-цифрового преобразователя с независимыми каналами, что позволяет выполнять одновременное аналого-цифровое преобразование по всем каналам и соотвегс твенно снижает время, необходимое для одного цикла преобразования и записи акустической информации по всем регистгжруемым каналам. Предлагаемая аппаратура обеспечивает максимально возможное уплотнение акустической информации, поступающей от многоканальной приемной системы.

Ф ормула изобретения

Аппаратура для геологического карти-, рования на акваториях, содержащая последовательно соединенные приемопзлучаюшую акустическую систему и аналогоцифровой преобразователь, последовательно соединенные первое оперативное запоминающре устройство и микро-ЭВМ, первый выход которой соединен с входом второго оперативного запоминающего устройства, выход которого соединен с цифровым магнитным регистратором, схему управления пределами цифровой ре гистрации, последовательно соединенные первый, таймер, высокочастотный эхолот, схему выделения импульса запуска второго таймера и второй таймер, первый вькод которого соединен c ïåðâûì входом схемы управления пределами цифровой регистрации, первый, второй и третий выходы которой соединены соответственно с управляющими входыми. аналого-цифрового преобразователя, первого оперативного запоминающего устройства и микро-ЭВМ, при этом второй выход первого таймера соединен с приемоизщучающей акустической системой, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей аппаратуры путем повышения информативности регистрируемых данных и увеличения достоверности геолого гического картирования, она дополнительно содержит коммутатор цифровых каналов, схему хранения текущего ацреса записи канала, третий таймер, схему zpaкения времени задержки регистрации канала и.блок визуального отображения регистригруемой информации, при этом приемоизлучающая система выполнена в вице источника упругих колебаний и многоканальной приемной пьезокосы, аналого-цнф11 93823 ревой преобразователь вьптолнен ь виде многоканального аналого-цифрового преобразователя с независимыми каналами, причем информационный вькод аналогоцифрового преобразователя соединен с информационным входом. коммутатора цифре вых каналсв, информационный Выход которого соещгнен с информационным входом первого оперативного запоминаквцего устройства, четвертый выход сжмы управ- le ления пределами цифровой регистрации соединен с управлякицим входом коммутатора цифровых каналов и входом схемы хранения текушего адреса записи канала, выход которой подключен к адресному входу 15 первого оперативного запоминаквдего уст- ройства, второй выход второго таймера.. соединен с входом третьего таймера, вЫход которого подключен ко 5% îpoûó входу схемы управления пределами цифроьой щ

2 12 регистрации, третий вход которой соепинен с выходом схемы хранения времени задержки регистрации канала, вход которой соединен с вторым выходом микроЭВМ, третий выход микро-ЭВМ соединен с входом блока визуального отображения регистрируемой информации, управляющий выход которого соединен с входом первого таймера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Техническое описание аппаратуры

Аквамарин завода Геокрибо НПО Союзы отехника.

Й

2. Авторское свидетельство СССР

М 559204, кл. (j 01 Ч 1/22, 1974.

3» Авторское свидетельство СССР по заяьке N 2930259/ 18-25, кл. G 01 V 1/22, 1980 (прототип).