Система управления вибрационным источником сейсмических сигналов

Сфеэ СоветсккСфцяалистичеекикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 900235 61) Дополиительиое к авт, свил-ву(23) Приоритетубликоваио 2301,82, Беллетеи аавв наабретенн открытий К 550.83 (088.8) писания 2301,8 Дата опубликова(72) Автор изобретеии В.В.Циммерма Специа конструкторское техники ро с(71) Заявитель Й) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВИБРАЦИОНН ИСТОЧНИКОМ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛО Изобретение относится к сейсморазведке и может быть использовано дляуправления вибрационными источникамисейсмических сигналов, преимущественно электрогидравлическими, применяемыми при сейсморазведке на нефть игаз.Известны системы управления вибрационными источниками сейсмическихсигналов, содержащие программноеустройство, подключенное к преобразователю код-частота, выход которогоподключен к входу цифроаналоговогопреобразователя, соединенного с однимиз входов суммирующего усилителя,управляющего работой электрогидравлического усилителя, а также датчикиобратных связей, подключенные к .соответствующим детекторам датчиковобратных связей, выходы которыхподключены к другим входам суммирующего усилителя, и генератор синусоидального напряжения для эапитки датчиков,Работа указанных систем управления происходит следующим образом,При запуске вибрационного источника преобразователь код-частота си 4. темы управления начинает вырабатывать импульсную последовательность, из которой с помощью цифроаналогового преобразователя формируется сигнал управления вибрационным источником. Сигнал управления обыцно представляет собой переменное напря жение синусоидальной формы с часто" той, изменяющейся во времени по линейному закону.Сигнал управления через суммирую щий усилитель поступает на вход электрогидравлического усилителя, приводящего в действие гидравлический дополнительный механизм возбудителя вибрации. Возникающее силовое воз" действие через излучающую плиту воэ. будителя вибрации прикладывается к грунту, возбуждая в нем сейсмическую волну.3 9002Сигналы датчиков обратных связейрасположенных на электрогидравлическом возбудителе вибрации, поступаюта вход суммирующего усилителя нереэ соответствующие детекторы вместе Эс синусоидальным сигналом управления,обеспечивая тем самым рабочий режимэлектрогидравлицеского возбудителявибрации.Генератор синусоидального напряженив используется для запитки датчиков обратных связей 13.Недостатком описанных систем управления вибрационными истоцникамисейсмических сигналов является слож- Иность, заключающаяся в наличии цифроаналогового преобразователя.Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности являетсясистема управления вибрационным ис. 30точникомсейсмических сигналов,Вибрационный источник содержитэлектрогидравлический возбудительвибрации, состоящий из электрогидравлического усилителя и соединенного с излучающей плитой гидравлического исполнительного механизма срасположенными на них датчиками обратных связей, а также содержит систему управления, включающую в себя Юпоследовательно соединенные йварцевый генератор, программное устройство, преобразователь код-частота, Формирователь управляющего сигнала в виде цифроаналогового преобразователя, суммирующий усилитель,подключенный ко входу электрогидравлицеского усилителя, а также генератор синусоидального напряжения дляэапитки датчиков обратных связей, 4 пдетекторы обратных связей, сигнальные,входы которых подключены к выходам датчиков обратных связей, а выходы - к входам суммирующего усилителя. 45Работа источника и его системы управления аналогична работе рассмотренных ранее источников с электрогидравлическим возбудителем вибрации и происходит следуоцим образом.8 исходном состоянии датчики обратных связей устанавливают в рабочее положение электрогидравлицескую систему вибратора.При запуске вибратора с помощью кварцевого генератора, преобразова" теля код-частота и цифроаналогового преобразователя формируется сигнал(с)= .й 8 этом случае частоты сигналов на сигнальном входе (Фиг.5) и на управляющем входе (Фиг.6) синхронного детектора 8 не совпадают, и на его выходе образуется переменное напря" жение Ор, синусоидальной Формы (фиг.7) с частотой 1(й), равной разности частоты Ги 1(й) сигналов на выходе детектора 8. 5 9002тора 4 импульсов другой вход которого соединен с выходом кварцевогогенератора 1, два идентичных делителя 5 и 6 импульсов, вход первого изкоторых соединен с выходом кварцевого генератора 1, а выход - со входом генератора 7 синусоидальногонапряжения, вход второго делителяимпульсов соединен с выходом сумматора 4 импульсов, а выход - с управляащим входом синхронного детектора 8, выход генератора 7 синусоиадального напряжения 7, подключен к сигнальному входу синхронного детектора 8, выход которого подключен к од- иному из входов суммирующего усилителя 9, нагруженного на электрогидравлический усилитель 10, расположенныйна инерционной массе 11 гидравлического исполнительного механизма 12, 2 ена котором расположены датчики 13 и14 обратных связей, подключенные кгенератору 7 синусоидального напряжения и к другим входам симмутирующего усилителя 9 через детекторы 15 2 зи 16.Устройство работает следующим образом.Кварцевый генератор 1 генерируетвысокостабильную импульсную после- ЗЕдовательность с частотой К(фиг.2),которая поступает на вход делителя5 импульсов с коэффициентом деленияМ. При этом на выходе делителя 5образуется импульсная последовательность с частотой Г = (Фиг.4);ЧМГенератор 7 синусоидального напряжения использует эту импульсную последовательность для формирования синусоидального напряжения датчиков 0(фиг.5) той же частоты. Формирование синусоидального сигнала постоянной частоты 1 не представляет трудности. В качестве такого Формирова теля может быть использован высокодобротный резонансный усилитель,настроенный на частоту Г . Кроме того, при необходимости полученное нанапряжение может быть отфильтровано.С выходов датчиков 13 и 14 обратных связей синусоидальные напряженияОд с амплитудой, пропорциональнойперемещениям распределительного золотника электрогидравлического усилителя 10 и инерционной массы 11гидравлического исполнительного механизма 12, поступают на входы детекторов 16 и 15 соответственно.На выходах этих детекторов при этом 35 4образуются сигналы обратных связей, которые поступают на вход суммирующего усилителя 9, обеспечивая тем самым, рабочий режим электрогидравлического усилителя 10 и гидравлического исполнительного механизма 12.На вход синхронного детектора 8 поступает синусоидальное напряжение с выхода генератора 7, а на управляющий вход поступает считывающий импульс с выхода делителя 6, имеющего также коэффициент деления М.Перед началом работы, т.е. когда преобразователь 3 код-частота не вырабатывает импульсы, на вход делителя 6 поступают лишь импульсы кварцевого генератора 1 частотой 1, а на выхода образуется импульсна последовательность с частотой 1= ве данном случае равной частоте синусоидального напряжения запитки датчиков обратных связей 13 и 14. Пос,кольку частоты сигналов на входах синхронного детектора 8 одинаковы, то на его выходе образуется постоянное напряжение равное нулю.После запуска вибрационного источника преобразователь 3 код-частота начинает вырабатывать кмпульсную последовательность с линейно изменяющейся частотой и(с), пропорциональной мгновенному значению частоты Г(С) управ" ляющего сигнала, информация о кото" ром заложена в программном устройст ее 2. Пусть, напримерй=к г.Сумматор 4 импульсов суммирует импульсные последовательности кварцевого генератора 1 (фиг.2) и преобра-. зователя 3 код-частота и подает результирующую импульсную последователь" ность с частотой Г(С) тФи(й) (фиг.3) на вход делителя 6, на выходе которого образуется импульсная последовательность, с частотой (фиг.6)- - -Г(с)т,е. частота сформированного синхронЭным детектором 8 синусоидального нап-ряжения О, в точности равна мгновенному значению частоты управляющегосигнала, параметры которого заданыОв программном устройстве 2.Полученное таким образом синусоидальное напряжение испольэуют дляуправления вибрационным источникомсейсмических сигналов.1%Введение дополнительных делителей5 и 6 импульсов, сумматора 4 импульсов синхронного детектора 8 позволя"ет осуществить формирование синусои"дального сигнала управления с линейно изменяющемся во времени частотойч36путем преобразования переменногонапряжения, используемого для защиты датчиков обратных связей. Рри этом достигается упрощение за счет исклюЭЗчения сложного цифроаналогового преобразователя, содержащего прецизионные элементы, а дополнительно вводимые устройства являются относительно простыми и выпускаются промышленностью в микросхемном исполнении.Кроме того, формируемый та%им способом синусоидальный сигнал управления имеет весьма незначительную дис" кретность и высокую точность аппроксимации, которые определяются часто- фф той синусоидального напряжения запитки датчиков. Например, при частоте 4 кГц формирование сигнала управления с частотой 4 Гц осуществляется с дискретностью 1000 отсчетов на период,ф Рри такой аппроксимации гармонические составляющие синусоидального сигнала управления практически отсутствуют.Изобретение отличается более про ф стой конструкцией эа счет замены цифроаналогового преобразователя и в связи с этим сокращения количества комплектующих, а также позволяет формировать сигнал управления с меньшим М содержанием гарм )нических составляющих, что повышает качество получаемой сейсмической информации.Формула изобретенияСистема управления вибрационным источником сейсмических сигналов, содержащая кварцевый, генератор и программное устройство, подключенные к преобразователю код-частота, соединенному с входом формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к одному из входов суммирующего усилителя, соединенного с входом электрогидравлического усилителя, а также генератор синусоидального нап" ряжения, подключенный к датчикамобратных связей, выходы которых через соответствующие детекторы подключены к другим входам суммирующего усилителя, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности управления, формирователь управляющего сигнала выполнен в виде двух идентичных делителей импульсов, сумматора импульсов и синхронного детектора, вход которого подключен к выходу генератора синусоидального напряжения, выход - ко входу суммирующего усилителя, а управляющий вход - к выходу одного из делителей импульсов, вход которого соединен с выходом сумматора импульсов, входы которого подключены к выходам квар" цевого генератора и преобразователя код-частота, вход другого делителя импульсов подключен к выходу кварцевого генератора, а выход - ко входу генератора синусоидального напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеРатент США У 3979715,кл,340- 15,5, опублик.1976.2, Соп)роэ 1 йе Иапоа 1 Ъегчо Нудгац 11 с Оп 11 Иоде 1 5 НЧ 210 А 387910-701 И,ТЕ 6-243 СЕ, Е 1 есго ТесЬп 1 са 1 01 ч 1 э 1 оп, Сеоэоигсе, 1 пс, Ноцэйоп, Техаэ, 1976 (прототип),