Система для сейсмической разведки

(19) И 1) 1/00 3(51) 6 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ Э 21) 3374887/18-25Э 22) 01,01.82Э 46) 23.11.83, Бюл.43Э 72) Е. В. Карус, Е. А, Козлов,Е. В, Пасхин, В. И. Коробов, Н, В. Максимяк, А. Б. Мухамепжанов, .Ю. В, Кондратов)ч, А, А. Люмимов, А. П. Елесин,А. И. Трушин и В, Н, ЗахаровЭ 71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведкиЭ 53) 559,834 Э 088.8)Э 56) 1. Гурвич И, ИБоганик Г. НСейсмическая разведка, МНедра",1980, с. 261-277,2. Патент США4188611,кл. 367-41, опублик. 1980 Эпрототип).Э 54) Э 57) системА Для сейсмичесКОЙ РАЗВЕРТКИ, включакзцая источниквозбуждения сейсмических волн, линиюсвязи, сейсмоприемник, приемнопреобразовательный блок, блок синхронного накопления, состоящий из контроллера и.соединенного с ним по цепи управления,блока оперативной памяти, коррелятор,накопитель сейсмических данных, блокконтрольного воспроизведения, блок памяти констант с вхопом ручного вводаданных, блок управления, шину управления, при этом сейсмоприемники присоединены к линии связи, которая подключена к вхопу приемно-преобразовательногоблока, источник возбуждения соединенс дополнительным входом коррелятора,а управляющие входы блоков приемнопреобразовательного контроллера, накопителя сейсмических данных, контрольного воспроизведения, памяти констант,а также источника возбуждения посреаством шины управления соединены с блоком управления, о т л и ч а ю ш а я сятем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы и повышения качества разведки, в системуввеаены сигнализатор, блок измерениягеофизических координат, .блок считывания, блок накопления геодезических данных,блок обработки и информационная шина,а блок синхронного накопления дополнительно содержит блок управляющих программ и блок формирования временногосдвига, при этом сигнализатор функциОнально связан с сейсмоприемникамии источником возбужаения сейсмическихволн и своим выходом подключен к одному из входов блока считывания, который пругим своим входом подключен квыхопу блока измерения геодезическихкоординат, а выходом - к блоку геофизических данных, при этом управлявшиевходы блока накопления геодезическихданных и блока обработки присоединены к шине управления, а контроллер цепями управления соединен с блоком управляющих программ и блоком формирования временного савнга, а информационными цепями - с блоком оперативнойпамяти и блоком. формирования временного савига, который своим выхоаом соеди,нен с другим входом блока оперативнойпамяти, причем выходы блоков приемнопреобразовательного и накопления геодезических данных, входы-выхопыблоков контроллера, оперативной памяти, коррелятора, накопителя сейсмических данных, памяти констант,блока обработки и вход блока контрольного восцроизвеаения соеаиненыс информационной виной.Изобретение относится к геофизике и предназначено для изучеиия геологичес кого строения земной коры с целью поиска и развецки месторождений полезных ископаемых и цругих целей методами 5 сейсмической разведки.Известна система цля сейсмической разведки, основанная на изучении распространения в земной коре искусственно возбужцаемых на поверхности земли упругих (сейсмических) волн, которые, распространяясь в толще земной коры, частично возврашаются к земной поверхности.и регистрируются специальной аппаратурой (ССБ, ССБ-З, Прогресс, 15 Волжанка и др,). Основными функциональными узлами (блоками) сейсморазведочных систем являются возбуцигель .сейсмических волн (генератор сейсмических колебаний, вибратор, взрывное устройство и др,), многоканальная линия связи с подключенными к ней преобразователями механических колебаний в электрические (сейсмическая коса), приемно-преобраэовагельный блок, ре-25 гисгрируюший блок и блок контрольного воспроиэвецения Г 1 1.Недостатком системы цля сейсмичес кой развецки является то, что. в ней нет возможности получить автоматизированным способом временной разрез, так как определение и учет априорных статических и кинематических поправок и построение предварительного временного разреза для экспрессанализа произво 35 цят на экспециционных или на региональных вычислительных центрах. 20 Наиболее близким к изобретению техническим решением является система цля40 сейсмической разведки, включающая источник возбуждения сейсмических волн, линию связи, сейсмоприемник, приемно-преобра-зовательный блок, блок синхронного накопления, состояший из контроллера и со 45 ециненного с ним по цепи управления бло . ка оперативной памяти, коррелятор, накопитель сейсмических данных, блок контрольного воспроизведения, блок памяти констант с входом ручного ввода данных, блок управления, шина управления, при этом сейсмоприемники присоединены к линии связи, которая поцключена к входу приемно.преобразовательного блока, ис ,точник возбужцения соединен с цополнительным входом коррелятора, а управ ляюшие входы блоков приемно преобразовательного контроллера, накопителя сейсмических цанных, контрольного воспроизведения, памяти констант, а такжеисточника возбужцения посрецством шины управления соединены с блоком управ;ления 2 ,Недостатком системы для сейсмической разведки является невозможностьполучения прецварительного временногоразреза непосредственно при проведенииработ, а также невозможность оперативного ввецения поправок во времена срабатывания каждого источника при ихгруппировании на сильно пересеченнойместности или при изменчивом строенииверхней часги разреза,Белью изобретения является расширение функциональных воэможностей системы и повышение качества разведки.Поставленная дель цостигается тем,что в систему для сейсмической разведки, включающую источник возбуждения сейсмических волн, линию связи,сейсмоприемники, приемно-преобразовательный блок, блок синхронного накопления, состоящий из контроллера и соединенного с ним по цепи управления блокаоперативной памяти, коррелятор, накопитель сейсмических цанных, блок контрольного воспроизвецения, блок памятиконстант с вхоцом ручного ввода данныхблок управления, шину управления, приэтом сейсмоприемники присоецинены к.линии связи, .которая подключена к вхо 4ду приемно-преобразовательного блока,источник возбужцения соецинен с дополнительным входом коррелятора, а управляюшие вхоцы блоков приемно-преоб- .разовательного контроллера, накопителясейсмических данных, контрольного воспроизведения, памяти констант, а такжеЪисточника возбуждения посредством шины управления соецинены с блоком управления, введены сигнализатор, блокизмерения геоцезических координат, блоксчитывания, блок накопления геодезических данных, блок обработки и информационная шина, а блок синхронного накопления цополнительно соцержит блок управляющих программ и блок формирования временного сцвига, при этом сигнализатор функционально связан с сейсмоприемниками и источником возбуждениясейсмических волн и своим вхоцом поцключен к .одному из вхоцов блоке считывания, который другим своим вхоцомпоцключен к выходу блока измерения геоцезических координат, а выхоцом - кблоку геоцезических данных, при этомуправляющие входы блока накоплениягеоцезических данных и блока обработкиприсоес;инены к шипе управления, а контроллер цепями управления соепинен с блоком управляющих программ и блокомформирования временного сцвига, а информационными цепями - с блоком оперативной памяти и блоком формированиявременного сцвига, который своим выхоаом соецинен с аругим вхоцом блока оперативной памяти, причем выхоаы блоковприемно-преобразовательного и накопления 10геоцезических панных, вхоцы-выхоцы блоков контроллера, оперативной памяти,коррелятора, накопителя сейсмическихданных, памяти констант, блока обработки и вхоп блока контрольного воспроизвепения соеаинены с информационнойшиной.На фиг, 1 изображена блок-схемасистемы цля сейсмической развецки;на фиг. 2 - блок синхронного накопления,Система соаержиг блок 1 управления, управляюшую шину 2, источник 3возбужцения приемно-преобразовательный блок 4, блок 5 синхронного накопления, коррелятор 6, накопитель 7 сей.смических аанных, блок 8 контрольноговоспроизведения, блок 9 памяти констант,обрабатымюший блок 10, накопитель 11геоцеэических цанных, информациойную З 0.программ, внутренние информационныецепи 25 и 26, вхоцы 27 и 28 ручноговвоца данных.40Блок 1 управления через шину 2.управления имеет функциональную связь с источником 3 возбужпения, приемно- преобразовательным блоком 4, блоком 5 синхронного накопления, коррелятором 6, накопителем 7 сейсмических цанных, бло ком 8 контрольного воспроизвецения, блоком 9 памяти констант, обрабйтываюшим блоком 10 и накопителем 11 гео. цезических цанных. Информационные 50 вхоаы-выхоцы блока 5 синхронного на копления, коррелятора 6, накопителя 7 сейсмических данных, блока 9,памяти констант, обрабатывающего блока 10, а также информационный вхоц блока 8 55 контрольного воспроизвецения и информационные выхоцы приемно-преобразователь ного блока 4 и накопителя 11 геоаеэических панных присоединены к информационной шине 12. Кроме этого, сейсмоприемники 13 попключены к линии 14 связи, соециненной с входом приемноВ преобразовательного блока 4, измеря"ель 15 геоцезических коорпинат поцключен к блоку 16 считывания, которьй своим выхопом соецинен с вхопом накопителя 11 геоаезических панных, а вторым аополнительным вхоцом - с сигналиэатором 17, имеюшим функциональную связь с линией 14 связи и с источником 3 воэбужпения, Источник 3 возбужпения соецинен с аополнигельным вхоаом коррелятора 6. В блоке 5 синхронного накопителя контроллер 18 по цепям 19-21 управления соединен соотвегственно с блоком 22 оперативной памяти, блоком 23 формирования временных савигов и блоком 24 управляюших программ, а посрепством внутренних информационных цепей 25 и 26 - соответственно с блоком 22 оперативной памяти и блоком 23 формирования временных сцвигов, который поасоеаинен своим выходом к цополнительному вхопу блока 22 оперативной памяти, Причем информационные вхоцы-выхоаы 22 оператив ной. памяти и информационный вхоп контроллера 18 соецинены с информационной шиной 12, а управляющий вхоп контроллеIра 18 - с управляющей шиной 2. Блок 9 памяти констант и блок 16 считывания имеют также вхопы 27 и 28 ручного ввоца цанных,Устройство работает слецуюшим образом.При развертывании линии 14 связи вцоль профиля сигнализатором 17, преаставляющим собой электромеханический контактор, вырабатываются управляюшие сигналы кажпый раз, когаа с барабана смоточного устройства сходит очерецная пара контактов поцключения к линии 14 связи сейсмоприемников 13. Сигналы сигнализатора 17 посгупают на вхоп блока 16 считывания, которым провопится считывание коцовьгх значений геодезических хоорпинат,(Х,У,2) с измерителя 15 геодезических коорцинат и запись их в зацанном формате в накопитель 11 геоцезическкх цанных, который прецставляет собой зацоминаюшее устройство с произвольной выборкой. Вместе с панными текущих коорцинат в блок 16 считывания. записымются также исхоцные цанные (номер профиля, номер сейсмоприемника и ар), необхопимые аля послецуюшей обработки цанных сейсмо 1056098развецки. Ввод исходных данных произ-воцится через вход 28. После развертывания линии 14 связи проводится определение координат местоположенияпунктов установки источников 3 возбуждения, которые (координаты) такжечерез блок 16 считывания фиксируются в накопителе 11 геодезических цан 25 По следующей команде, вырабатывае- мой в бдоке 1 управления, источником 345 возбуждения проводится возбужцение сейсмических сигналов и формируется сщ;-нал отметки момента воэбужцвния(ОИВ). Сейсмические колебания воспри-нимаются сейсмоприемниками 13 и в ви50 це электрических сигналов по многоканальной линии 14 связи поступают на вхоц приемно-преобразовательного бдо ка 4. Приемно-преобразовательный блок 4включает прецварительные усилители, электрических сигналов (по числу сейсмических каналов), электрические фильтры, коммутор (мультиплексор), преобразователь аналог-код, форматтер. С помощью: ных.По команде с блока 1 управления данные о пространственном местоположении сейсмоприемников 13, пунктов нахождения источников 3 возбуждения и другие информационные данные по информационной шине 12 ввоцятся в 15 блок 9 памяти констант. Блок 9 представляет собой твердотельную память с произвольной выборкой и счетчик, управляющий распрецелением информации . в ячейках памяти. Через второй вход 27 блока 9 памяти констант проводится ввоц в его память априорных данных о строении и скоростной характеристике верхней части разреза и априорного графика средних скоростей. По сигналкоманце, вырабатываемой в блоке 1 управления, проводится считывание всех значений плановых координат, высот, мощностей и скоростей из блока 9 памя" ти констант в обрабатывающий блок 10, 30 представляющий собой типовой микропрог раммный вычислитель, состоящий из процессора, пяти микропрограмм, управлявшей памяти и оперативного запоминающето устройства. В обрабатывающем блоке 10 проводится вычисление статических 6, тпоправок за прием и за возбуждение и кинематических ЬГ, поправок для кажцого канала измерения.Вычисленные значения суммарных вре 40 менных поправок ввоцятся по информационной шине 12 в блок 9 памятиконстант,этих узлов сейсмические сигналы усиливаются, фильтруются от различного рода помех,преобразуются из непрерывных в дискретные,оцифровываются, калибруются и приводятся к форме, пригоцной для дальнейшей ихобработки и регистрации. С выхода приемнопреобразовательного .блока 4 преобразованные сейсмические сигналы в виде последовательности кодовых импульсов поступают по информапионной шине 12 вблок 22 оперативной памяти блока 5 синхронного накопления.Блок 5 синхронного накопления состоит из контроллера 18, построенного намикропроцессорном принципе и состоящемиз логического процессора с блоком микропрограммного управления, блока 24 управляющих программ, представляющегопостоянную память микропрограмм и программ управления, связанных с блокоммикропрограммного управления контроллера 18, блока формирования временногосдвига, прецставляюшего, собой вычислительное устройство. с ограниченнымобъемом памяти, блока 22 оперативнойпамяти; Блок 24 управляющих программи блок 23 формирования временного сцвига работают только при введении временных поправок по командам, поступающимс блока 1 управления,При ввоце временных поправок команда, с блока 1 управления поступает в контроллер 18, который перевоцит, блок 22 оперативной памяти, блок 23 формирователя временных сцвигов, блок 24 управляющих программ и блок 9 памяти констант в указанный режим их работы. При этом блоком 1 управления задается также количество накопления единичных возбуждений. Сигналы готовности блоков к работе в указанном режиме цоступают на контроллер 18. С приходам сигналов готовности со всех блоков контроллером 18, проводится считывание из блока 9 памяти констант, хранящихся в нем значений временных поправок (статических и кинематических) и ввоц их по информационной шине 12 через контроллер 18 и далее по цепи 28 в блок 22 оперативной памяти, После записи поправок в блок 22 оперативкой памяти посрвцством онтролдера 18 проводится запуск блока 24 управляющих программ, Блок 24 управляющих программ переводит контроллер 18 в режим вычисления временного сцвига поканадьно относитель ъ ноОМВ сейсмических волн. При этомконтроллером 18 проводится поканальная выборки с блока 22 оперативной памяти хранящихся в нем временных поправок, суммирование их относительно ОМВ и ввод суммированных поправок посредством блока 23 формирователя временного сдвига в блок 22 оперативной па мяти, при каждом единичном возбуждении сейсмических волн. По окончании процесса накопления контроллер 18 по управляющей шине 2 выдает команду в блок 1 управления о готовности вывода скорректированной и накопленной информации с блока 22 оперативной памяти на цругие: блоки в зависимости от мето-. дики работ, используемых источников возбуждения и способов обработки.В случае проведения работ с исполь,зованием групп вибрационных источников, командой с блока 1 управления информационная шина 12 переключается на соединение выхоца блока 22 оперативной памяти с. вхоцом коррелятора 6, В корреляторе 6 известными способами провоцят обработку поступающих сейсмических сигналов с опорным сигналом, поступающим с источников 3 возбуждения на дополнительный информационный вхоц коррелятора 6, Сигналы с выхода коррелятора 6 поступают. на накопитель 7 сейсмических данных. Накопитель 7 пред- ставляет собой накопитель с цолговременной памятью (магнитный регистратор). Вместе с сейсмическими цанными в эти кетку магнитограммы ввоцятся с блока 9 памяти констант координаты. местоположения источников возбужцения, сейсмоприемников и априорные цанные о величинах статических и кинематических поправок. При работах с импульсными источниками возбуждения информация с блока 22 оперативной памяти поступает. непосредственно в накопитель 7 сейсмических данных.Для контроля качества провоцимых измерений, а также цля возможности оценки геологического результата, по . команде с блока 1 управления сейсмическая информация, записанная на маг- нитной ленте 7,сейсмических данных , (после работы в каком пибо режиме), списывается в блок 8 контрольного воспроизведения. Блок 8 контрольного воспроизведения включает усилитель воо произведения, цеформаттор, преобразова , тель коц-аналог, восстановитель динамического. циапазона, автоматический регулятор.усиления, цемультиплексер, усилитель с фильтрами и графопостроитель. -С помощью указанных устройств проводится списывание с магнитной лентыкодового множества цвоично-цесятичных 5 чисел, характеризующих измеряемое волновое поле, усиление, перегруппированиеинформации с формата записи к форматупреобразователя коц-аналог, преобразо вание закодированных чисел в импульсы О соответствующей величины, восстановление общего уровня сигнала, цемультиплексирование сигналов, усиление и графическое изображение методом переменной плотности или цр.) волнового 15 поля.Для получения суммарного временного разреза в соответствии с выбранной методикой обработки: общая точкавозбуждения (ОТВ); общая точка прие ма (ОТП); общая глубинная точка (ОГТ),сейсмическая информация с накопителя 7сейсмических данных (относящаяся к, нескольким пунктам возбужцения и нескольким расстановкам сейсмоприемников) 25 передается в обрабатывающий блок 10,.в котором по известным алгоритмам обработки (ОТВ, ОТП, ОГТ) провоцится сортировка трасс, суммирование и цругиеоперациинац сигналами с последующим ЗО выводом результата, представляющегособой суммарный временной разрез, наблок 8 контрольного воспроизведения и(или) на блок 7 накопителя сейсмических данных.Управляющая.шина 2 по своему функ. циональному назначению разделяется наадресную шину и шину команд, Кажцыйпроводник указанной шины имеет соединение с одноименными разряцами адрео О ных и команцных вхоцных-выходныхрегистров управляющего и управляемыхблоков. Информационная шина 12 такжепрецставляет собой многопровоцную, линиюсвязи, кажцый нровоцник.которой имеет 45 соецинение с одноименными разрядамивходных-выходных информационных регистров блоков устройства.Измеритель 15 геоцезических коорди.нат представляет собой топопривязчик(цополненный схемой преобразования плановых коорцинат в цифровую коцовую форму) и барометрическую систему измерений высот с использованием выносныхбаростанций. Конструктивно изме ри тель 15 геодезических координат, блок 55 .16 считывания и накопитель 21 геодезических цанных размещены на подвижномосновании, с которого провоцится развер-тывание (укладка) сейсмического кабеля.98 9 10560 Выносные баростанции могут размещаться на других подвижных основаниях, вхо- . дящих в комплект сейсмостанпии (иа источниках возбуждения сейсмических волн, на сейсморегистрируюшей станции),Линия 14 связи представляет собой секционированный кабель, в котором в местах подключения сейсмоприемников имеются заметные утолщения, равные . двум дйаметрам кабеля. В процессе страв 1 О ливания кабель проходит между обжимают шими его с двух сторон подпружиненными .роликами, являющимися элементами элек- тромеханического контактора 1 сигнализагора 17). Когда между валиками про ходиг утолщенная часть кабеля, ролики раздвигаются и происходит замыкание электрической цепи, в которой формиВ руется электрический сигнал-команда списывания кодовых значений плановых координат и высот в накопитель 11 геодезических координат.Блок 16 считывания имеет схему формирования номера сейсмоприемника, представляющего собой счетчик числа импульсов, формируемых сигнализатором; . значения которого (счетчика) накапливаются (списываются) относительно начального номера, устанавливаемого оператором вручную. Ввод геодезической ннформапии в блок 9 памяти констант проводится по рааиоканалу по команае, вырабатываемой в блоке 1 управления. Предусмотрена возможность ввода геоаезических координат в блок 9. памяти констант посредством проводной линии.