Устройство для проведения морской сейсморазведки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПNCana

83OS r nm

К АВТЬРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р «972439 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 14.04.81 (21) 3272592/18 -25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 021Ы2. Бюллетень №41

Дата опубликования описания 07 . 11.82

Р М К з

G 01 V 1/38

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

f 53) УДК 550 . 83 (088.8) Е.В.Завалко, О.К.Шалдыкин, В.В.Цокур, А.

В.К.Утнасин и В.Г.Нудьга

l б

I гФ

Всесоюзное морское научно-производстве йое,",:- ;,,",, геолого-геофизическое объединение по разведке нефти и газа "Союзморгео" < 1:il j (i с „ (72) Авторы изобретения воднна, (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МОРСКОЙ

СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к сейсмической разведке на нефть и газ в при шельфовых и шельфовых зонах морей и океанов.

Известно устройство для проведения сейсморазведки корреляционным методом преломления волн (КМПВ),включающее источник возбуждения сейсмических сигналов, приемное устройство ц одноканальная пьезокоса донного типа, сейсморегистрирующий канал на базе сейсмостанции СМ0В-24, бортовой аппаратуры управления ис.очником возбуждения. Весь комплекс аппаратуры располагается на двух геофизических судах. При этом на судне-взрывпункте расположен источник возбуждения сейсмических сигналов с пультом подрыва и блоком связи, а на судне-Регистраторе — приемно-регистрирующая часть устройства.

С помощью указанного устройства сейсморазведочные работы на море проводятся по методике передйижного пункта взрыва (ППВ). Упругие колебания воэбужцаются на ходу судна-вэрывпункта с определенным шагом, например 100 м. Судно-регистратор в этом случае устанавливается в гидроточке .профиля на якорь. С борта судна опус- кается и укладывается на дно моря одноканальная пьезокоса, выход которой подключен через кабель на вход сейсморегистратора. Управление и синхронизация источника возбуждения осуществляется по радиоканалу с помощью аппаратуры связи, подключенной к входу судовой радиостанции. По радиоканалу с судна-взрывпункта на суднорегистратор передается аналогичным образом информация об отметках момента возбуждения сейсмических импульсов, которые регистрируются на сейсморегистраторе.

Процесс регистрации поступающей сейсмической информации происходит в реальном масштабе времени.

После прохождения судна-взрывпункта по профилю между расчетными точками рабочий цикл отработки одного профиля считается законченным.

При этом на аналоговом магннтоносителе накапливается информация,позволяющая получить один двусторонний; годограф с записями преломленных волн Следующий рабочий цикл производится аналогичным образом на соседнем пикете профиля и так далее, по всей длине профиля, O

972439

Таким образом, реализуется полная корреляционная система годографов (при наличии достаточно плотной сис-.. темы наблюдений)$1).

С помощью описанной методиками известного комплекса сейсморегистрирующей аппаратуры успешно .решается основная геологическая задача - прослеживание поверхности фундамента и границ в осадочной толще..

Однако известное устройство обла- IO дает существенными недостатками, снижающими его эффективность при производстве работы KMIIB. Наличие

1 жесткой временной связи между источником возбуждения сейсмических 15 сигналов, однокакальным приемным устройством и регистратором позво ляет отрабатывать лишь одну точку профиля за один рабочий цикл. В результате этого известная методика 20 обладает низкой производительностью труда и высокой себестоимостью физической единицы работ КМПВ. Кроме того, с использованием известного устройства невозможно проводить сей- 25 сморазведочные работы КМПВ на акваториях с глубинами моря свыше 6070 м, так как при этом нельзя осущест вить надежную якорную. стоянку суднарегистратора. 30

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для проведения ,морской сейсморазведки методом КМПВ, содержащее выносное приемное устройство, автономные донные сейсмологические станции АДСС-М, управляемый блок коммутации, пульт подрыва, пневмоизлучатель, датчик контроля пневмоизлучателя, транслятор, блок ввода информации временных данных и накопитель информации. Автономная донная сейсмическая станция АДСС-М предназначена для регистрации землетрясений, волновой картины при проведении глубинного сейсмического зондирования ГСЗ и КМПВ (2). 45

Однако это устройство не является самостоятельным для проведения работ КМПВ. В частности, отсутствуют блоки программного временного управления, необходимой коммутации, хранения и накопления информации. Визуализация сейсмической информации производства с помощью шлейфового осциллографа. Возможен вариант использования для этой цели ЭВМ, но при этом отсутствует точная пространственно-временная привязка полученных записей.

Отмеченные недостатки донного сейсмографа и АДСС-М не позволяют исполь60 зовать эти устройства для целей морской сейсморазведки КМПВ в производственном варианте. Отсутствие программного управления н единой системе: процессов возбуждения сейсмических сигналов многоканальной регистрации визуализации и экспресс-обработки данных КМПВ с помощью современных средств вычислительной техники, резко снижает эффективность и практическую ценность существующих устройств для исследования КМПБ-ГСЗ, удорожает работы, имеет низкую производительность

Oåëüþ изобретения является повышение эффективности морской сейсморазведки КМПВ.

Поставленная цель Достигается тем, что в устройство для проведения морской сейсморазведки корреляционным методом преломления волн, содержащее выносные приемные устройства, автономные донные сейсмические станции, управляемый блок коммутации, пульт подрыва, пневмоиэлучатель, датчик контроля пневмоизлучателя, транслятор, блок ввода информационно-временных данных ,и накопитель информации, введеи блок программного временного управления, соединенный с управляемым блоком коммутации, транслятором, блоком ввода информационно-временных данных и с датчиком контроля пневмоизлучателя, причем выходы выносных приемных устройств подключены к входам автономных донных сейсмических станций, выходы которых связаны двойной связью с управляемым блоком коммутации, один из выходов которого подключен через пульт подрыва к пневмоизлучателю, а другой выход соединен с одним из входных каналов транслятора, вход управляемого блока коммутации соединен с первым выходом блока программного временного управления, у которого на входе подключен датчик контроля пневмоизлучателя, второй выход соединен с блоком ввода информационно-временных данных, а третий выходс входом транслятора, выход которого через блок ввода информационно-временных данных соединен с входом накопителя информации.

Все устройство располагается на борту одного геофизического судна.

Применение предложенного устройства позволяет реализовать новую технологию.морских исследований КМПВ, обладающую более высокой эффективностью и более низкой себестоимостью.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. устройство содержит выносные приемные устройства 1, автономные донные сейсмические станции 2 (АДСС),управляемый блок 3 коммутации, блок 4 программного временного управления, транслятор 5, блок б ввода информационно-временных данных, накопитель

7 информации, пульт 8 подрыва, пневмоизлучатель 9 и датчик 10 контроля пневмоизлучателя.

972439

60

Выносное приемное устройство 1 предназначено для приема сейсмических сигналов и выполнено с применением гидрофонов. В качестве согласующего элемента между высокоомными выходами пьезоприемников и входом АДСС 2 использован предварительный усилитель с низким выходным сопротивлением и с коэффициентом усиления, равным 10. Уровень собственных шумов не превышает 0,5 мкВ. Расположен предварительный усилитель непосредственно в выносном приемном устройстве 1, которое соединяется с выходом донной станции через герметичный ввод с помощью специального гиб- I5 кого кабеля.

Автономная донная сейсмическая станция 2 в используемом варианте содержит усилитель записи, электронные часы и отметчик времени, програм- 20 мное устройство, кодировщик отметок текущего времени низкоскоростного магнитного регистратора и блока питания.

Запись сейсмических сигналов на 75 магнитоноситель осуществляется на одну иэ дорожек методом прямой записи. Динамический диапазон записи составляет 80 дБ и обеспечивается схемным решением путем сжатия ампли. туд входного сигнала по корню квадратному. На служебные трассы других дорожек записываются с выхода отметчика времени кодированные минут нйе марки и синхроимпульсы (CH).

Запуск станций осуществляется с помощью управляющего блока коммутации последовательно от основного блока программного временного управления. 40

Краткие технические характеристики одного из вариантов применяемых донных станций следующие:

Число каналов записи 3 из них служебных 2 45

Динамический диапазон записи сейсмических сигналов, дБ 80

Частотный диапазон, Гц 3-30

Уровень собственных шумов тракта записи, приведенного к входу, мкВ 0,25

Скорость записи, мм/с 1+103

Продолжительность непрерывной регистрации, ч Не менее

Потребляемая мощность, Вт 0,3

Габариты станции, длина, мм, 700 диаметр, мм 220

Масса, кг 40

Управляемый блок 3 коммутации соержит ряд электронных коммутирующих стройств, с помощью которых осуще- 65 ствляется двусторонняя связь последовательно во времени всех эталонных донных сейсмических станций и съем информационно-временной информации, выдача командных импульсов на пульт

8 подрыва, а также передача данных

АДСС через транслятор непосредственно на вход блока б ввода информационно-временных данных. Управляется блок

3 в каждый момент и последовательно во времени от блока 2 программного временного управления. Все коммута" ционные устройства работают в автоматическом, полуавтоматическом либо ручном режиме. Блок 3 снабжен необходимой цифровой индикацией.

Блок 4 программного временного управления содержит магнитный носи|тель памяти, кодировщик и декодировщик абсолютного и относительного текущего времени, программное устройство задания моментов взрывов и запуска автономных донных сейсмических станций. Работа всех узлов блока 4 контролируется термостатированным электронным отметчиком времени.Данный блок позволяет производить следующие операции, необходимые для проведения комплекса работ: управление по заданной программе блоком 3 с целью последовательного во времени запуска кварцевых часов электронного отметчика времени АДСС и последующая проверка наличия запуска, проверка правильности работы кодировщиков времени как АДСС, так самого блока 4; считывание двоичного кода времени, а также отметок моментов взрыва с магнитного носителя памяти через транслятор 5 и блок 6 ввода информационно-вычислительных данных в накопитель 7 информации.

Блок 5 является многоканальным транслятором для передачи данных с блока 4 и через блок 3 с АДСС на вход блока 6 ввода информационновременных данных. Причем на первом этапе по одному каналу передаются закодированные в двоичном коде марки времени, по другому каналу подаются сигналы синхроимпульсов.На втором этапе производится передача аналогичных временных данных через блок 3 с выходов АДСС, а по третьему каналу — данных сейсмической информации в цифровом 12-разрядном двоичном коде.

Основу транслятора .составляет прецизионный магнитограф, например

H-062, с помощью которого осуществляется трансформация скорости передачи данных в 100 раз (начальная скорость записи 1 мм/с, конечная

100 мм/c) .

Блок 6 ввода информационно-временных данных состоит из узлов преобразования поступакщих аналого-цифровых

972439 данных в формат входа системы малых

ABM (СМ-ЭВМ) типа ЕС1010, "Электроника-60", и ряда других.

Выбор участка перезаписи данных и контроль аналого-цифровой информации на входе блока б осуществляется с помощью блока 3 программного временного управления, для чего предусмотрена отдельная и непосредственная связь блоков 4 и б.

Блок 7 является основным накопителем всей информации, получаемой с помощью предлагаемого устройства и состоит из трех основных блоков: устройства преобразования (форматтер) торбовой геофизической ЭВМ и ленточного магнитного накопителя (НМЛ) .

Операции, выполняемые блоком 7,осу ществляются с помощью разработанного для этой цели комплекса программ экспресс-обработки °

Предложенное устройство имеет также пульт 8 подрыва, источник возбуждения сейсмических сигналов, например пневмоизлучатель и датчик контроля пространственного положения пневмоисточника за бортом, с помощью которого можно записать форму излучаемого сейсмического сигнала.

Управление источником 9 возбуждения осуществляется через пульт 8 подрыва от управляемого блока 3 коммутации, который в свою очередь управляется от основного блока 4 программного временного управления.

Примерный технологический цикл работ с использованием устройства для проведения морской сейсморазведки корреляционным методом преломленных волн заключается в выполнении следующих операций: начальная привязка к известному гидрографическому пункту (отсечка от опорного пункта привязки ОПП),переход от ОПП к гидроточке постановки первой станции на профиле (при этом производится включение блока 4 программного временного управления и управляемого блока 3 коммутации с помощью которых

;последовательно во времени запускаются все АДСС), последовательная постановка всех включенных

АДСС в гидроточки профиля, переход к проектной точке начала отстрела на профиле, возбуждение упругих колебаний от пневмоисточника в процессе прохождения судна вдоль профиля (программа возбуждения источника выбирается заранее в соответствии с методической целесообразностью), обратный переход к месту постановки

АДСС (после окончания работы на профиле), последоватепьный подъем всего комплекса станций, проверка работы

АДСС и последовательное считывание информационно-временных данных через управляемый блок коммутации, транслятор и блок ввода информацион5

fS

20 но-временных данных в накопитель информации.

При опытно-производственном опробовании предлагаемого устройства были проведены профильные наблюдения °

"Отстрел" годографов был осуществлен до удалений 100-150 км. Получены новые сведения о характере залегания поверхности фундамента и основных границ раздела внутри. осадочной толщи с кажущимися скоростями в пределах 2200-6000 м/с. В ряде случаев зарегистрированы волны от более глубоких границ внутри земной коры и от поверхности Мохоровичича с кажущимися скоростями 7000-8000 м/с.

С помощью предложенного устройства можно проводить морские исследования как КМПВ, с целью прослеживания фундамента, так и методом ГСЗ для излучения глубоких границ земной коры и верхней мантии.

Формула изобретения

Устройство для проведения морской сейсморазведки корреляционным методом преломленных волн, содержащее выносные приемные устройства,авнономные донные сейсмические станции, управляемый блок коммутации, пульт подрыва, пневмоизлучатель, датчик контроля пневмоизлучателя, транслятор, блок ввода информационно-временных данных и накопитель информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности сейсморазведки, в него введен блок программного временнного управления, соединенный с управляемым блоком коммутации, транслятор, блоком ввода информационно-временных данных и датчиком контроля пневмоизлучателя, причем выходы выносных приемных устройств подключены к входам автономных донных сейсмических станций,выходы которых связаны двойной связью с управляемым блоком коммутации, один из выходов которого подключен через пульт подрыва к пневмоизлучателю, а другой выход соединен с одним из

50 входных каналов транслятора, вход управляемого блока коммутации соединен с первым выходом блока программного временного управления, у которого на входе подключен датчик контроля пневмоизлучателя, второй выход соединен с блоком ввода информационно-временных данных, а третий выход с входом транслятора, выход которого через блок ввода информационновременных данных подключен на вход накопителя информации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бондаренко Б.A. и др. Возможности КМПВ для ивучения глубокозалегающих осадочных отложений и фун972439

Составитель Е. Городничев

Редактор И.Николайчук Техред M.Tenep Корректор О. Билак

Закаэ 8510/38 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дамента в пределах южных морей СССР.

В сб. "Морская геология и геофизика", Экспресс-информация ВИЭМС. М.,1978.

2. Новиков В.С. Автономная донная сейсмическая станция ЭДСС-М,ОКБИФЗ

AH СССР, 15.01.76 (прототип).