WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
1 ВВЕДЕНИЕ 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ Учебное пособие предназначено для 1.1. ЦИФРОВАЯ РЕГИСТРАЦИЯ В СЕЙСМОстудентов специальности 0802, по РАЗВЕДКЕ курсу “Цифровые сейсморегистрирующие комплексы”. Пособие посвящено вопросам Внедрение цифровой регистрации построения и функционирования совресейсмических наблюдений явилось начаменных телеметрических систем сбора лом весьма важного этапа в развитии сейсмической информации. Рассмотрены сейсмического метода разведки. С одной последние достижения в области наземных стороны, это позволило значительно увесейсмических телеметрических комплексов личить точность измерения сейсмического, являющихся в настоящее время основными поля по сравнению с аналоговой регистрасистемами сбора сейсмических данных и цией, и, с другой стороны, только при позволяющих реализовать наблюдения по цифровой регистрации стало возможным 3-х мерной сейсморазведке.

полное использование преимуществ цифПособие преследует цель восполнить недосровых способов обработки сейсмических таток доступной для студентов литературы данных на ЭВМ. В то же время, цифровая по вышеупомянутому курсу.

регистрация приводит к значительной автоматизации процесса сбора данных.

Первое применение процесса цифровой регистрации сейсмической информации датируется 1958 годом, однако производственные работы с цифровыми сейсмическими станциями начались в 1965 году, а уже к 1975 году весь объем сейсмических исследований на нефть и газ на Западе стал осуществляться 1 2 в цифровом виде. В нашей стране этот пере- щиеся общепринятым способом подавления ход произошел с некоторым опозданием. В ряда помех, представляет собой низкочаснастоящее время практически все виды сейс- тотную фильтрацию значительно ослабляюмических исследований проводятся с цифро- щую высокочастотную часть спектра сейсвой регистрацией и последующей обработкой мического сигнала. Действие такой фильтрана ЭВМ. ции можно избежать, не снижая преимуДостаточно долгое время количество ществ группирования, если регистрировать каналов при регистрации сейсмических дан- сигнал каждого сейсмоприемника в группе ных ограничивалось числом 24, затем пере- отдельно, а затем реализовать оптимальное шли на 48 каналов и далее на 96. Преимуще- группирование при обработке. Естественно, ство иметь при одном возбуждении большое такой подход требует значительного увеличисло каналов очевидно в экономическом от- чения числа каналов регистрации.

ношении, так как при проведении сейсмиче- Другой задачей, требующей большого ских работ большая доля затрат пойдет на количества каналов регистрации, является организацию работ по возбуждению упругих многоволновая сейсморазведка, когда нужно колебаний. регистрировать все три компоненты сейсмиВ то же время, кроме чисто экономиче- ческого поля. Это относится и к прямой ских преимуществ, применение многока- оценке нефтегазоносности по сейсмическим нальной регистрации необходимо и для ре- данным.

шения задач по повышению геологической Наконец, трехмерная сейсморазведка ( эффективности сейсмической разведки. Гео- D ), занимающая в настоящее время ведулогическая эффективность любого геофизи- щие позиции, практически не может быть ческого метода в первую очередь связана с реализована без применения многоканальных увеличением разрешающей способности. В и сверхмногоканальных сейсморегистрисейсморазведке разрешающая способность рующих систем..

определяется наличием высокочастотных со- Таким образом, значительное увеличеставляющих в регистрируемом сигнале. ние канальности и точности регистрации явГруппирование сейсмоприемников, являю- ляется одной из основных тенденций в по строении современных сейсморегистрирую- ного пункта регистрации (ЦПР), а также щих систем. средств связи (канала) между этими модуляСовременные многоканальные и сверх- ми (рис. 1 б.) многоканальные сейсморегистрирующие комплексы построены на основе телемет- рических принципов сбора информации.

1 -сейсмоприёмник 2- линейный канал 1.2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ 3-сйсмический усилитель СЕЙСМИЧЕСКИХ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СИС 4-аналого-цифровой преобразоТЕМ ватель (АЦП) В отличие от классической сейсморегистри 5-цифровой магнитный региструющей системы с линейным разделением ратор каналов (ЛРК) ( рис.1 а.) телеметрические сейсморегистрирующие системы (ТСС) соРис.1 а. Сейсморегистрируюстоят из двух основных модулей - полевой щая система с линейтелеметрический модуль (ПТМ) и централь ным разделением кана- и сейсмостанцией, составляя для дальних калов ( ЛРК ). налов несколько километров. Информация передается в виде аналогового сигнала и пре терпевает в процессе передачи значительные искажения, связанные как с взаимными влияниями между каналами и наводками, так и с низкочастотной фильтрацией, обусловленной омическим сопротивлением проводов и электрической емкостью между ними.

В телеметрической системе сбора информации сейсмический сигнал преобразуется из аналоговой формы в цифровую до момента 1-сейсмоприёмник передачи в центральный модуль. Все элемен 2-цифровой канал передачи данных ты, необходимые для оцифровки сигнала 3-сейсмический усилитель с фильтрами (предусилитель, фильтры, преобразователь “ 4-преобразователь аналог -код аналог-код”) находятся непосредственно 5-цифровой магнитный регистратор около сейсмодатчиков. Весь этот набор 6-центральный блок сбора данных средств электроники, включая и память для 7-периферийный-телеметрический мо- временного хранения информации составдуль (ПТМ) ляют полевой телеметрический модуль 8-центральный пункт регистрации (ЦПР) (ПТМ).

Рис.1 б Телеметрический сейсморе- гистрирующий канал.



1.3. ТИПЫ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СЕЙСВ системе регистрации с линейным раздеМОРЕГИСТРИРУЮЩИХ СИСТЕМАХ лением каналов линии связи (провода) (рис1.а) находятся между сейсмоприемником Выбор канала связи между ПТМ и ЦПР в где: r - длительность элементарного значительной степени определяется инфор- сигнала мационным потоком и условиями работы Максимальная скорость передачи:

сейсморегистрирующей системы.

Для непрерывных каналов (в сейсмораз- Vмах=1/n =2dF;

ведке это кабельные линии) пропускная спо- (3.1) собность определяется формулой Шеннона:

где : n- время нарастания импульса;

С = F log (P1 / P2 + I) dF- частотный диапазон канала (1.1) связи.

где: F - отводимая полоса частот При передаче информации от каждого Р1 - мощность сигнала в канале сейсмоприёмника Р2 - мощность шума в канале по отдельному каналу связи в реальном мас штабе времени, В традиционных информационно- как это имеет место в системах с линейным измерительных системах, к которым относят- разделением каналов, проблемы уплотнения ся и большинство сейсморегистрирующих каналов не возникает.

систем, как правило, скорость передачи отно- В телеметрических системах сбора сительно не велика, и нет необходимости в сейсмической информации как правило испомехоустойчивом кодировании. Скорость пользуют единый канал передачи передачи от источника R (информационная данных. Проблема передачи значительных скорость) и скорость передачи в канале V объёмов информации может быть решена равны применением широкополосного канала или отказом от режима реального т.е., V=R=1/r.[бит/сек] ; времени. При этом ( 2.1) каждый полевой телеметрический модуль ются следующие типы каналов передачи ин(ПТМ) должен включать в себя блок памяти формации между ПТМ и ЦПР:

для временного хранения • витая пара(обычно их применяют информации одного цикла наблюдения либо несколько) иметь малогабаритный кассетный регистра• коаксиальный кабель;

тор [3]. В последнем случае необходимо ор• оптоволоконный кабель;

ганизовать сбор записанных кассет и их пере• радиоканал.

запись на носитель большой информацион Каждый из вышеуказанных имеет свои ной ёмкости.

преимущества и недостатки, так, наиболее При наличии в ПТМ автономной памядешевый вид связи- витая пара, ти реализуется режим квази-реального вреимеет наименьшую пропускную способность мени, который заключается в передаче дани низкую шумовую характеристику. Оптоных одного наблюдения последовательно от волоконный кабель обладает всех ПТМ по одному каналу в интервале обладает наибольшей полосой пропускания, между двумя наблюдениями.

однако требует Режим квази-реального времени позвоспециальных опто-электрических преобразоляет:

вателей и отличается относительно высокой • значительно уменьшить ширину полосы стоимостью. Каоксиальный кабель занимает частот, необходимой для передачи всего промежуточное положение между двумя выобъёма регистрируемой информации;

шеперечисленными.

• практически неограниченно увеличивать Радиоканал -наиболее удобный с точки канальность регистрации;

зрения отсутствия каких-либо соединяющих • использовать комбинированные виды пелиний, обладает достаточно узкой полосой редачи информации(по кабелю и радиокапередачи и позволяет работать только в услоналу) виях прямой видимости между приемником и В современных телеметрических сиспередатчиком (обычно используется УКВ темах сбора сейсмических данных использудиапазон).

Радиосвязь применяется, как правило, при проведении сейсмических работ в труд- нодоступных районах. К таким районам от- носятся так называемые промежуточные зо- ны между сушей и морем, а также сильно- заболоченные территории. Примером теле- метрических систем с радиоканалом являют- ся системы OPSEIS EAGLE фирмы OPSEIS [ 6 ] и MYRIASEIS [ 7 ], последняя может быть отнесена к сверхмногоканальным системам.

2. ПРИМЕРЫ СУЩЕСТВУЮНаиболее совершенным и перспективЩИХ ТЕным видом связи в сейсмической телеметрии ЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ настоящий момент является опто-волоконная линия. Такие линии состоят из многочисленПервые телеметрические системы появиных стекловолокон, способных транспортились в 1976 году в США (GUS-BUS) и во Франровать световые сигналы практически не ции в 1977 году (SN-348). В настоящее время внося при этом никаких помех[1].

за рубежом существует значительное число таОпто-волоконные кабели имеют следующие ких многоканальных систем: OPSEIS-5500, преимущества:

GEOCOR-IV, TELSEIS-200, MDS-16, MDS-18, • широкая полоса пропускания(до 50 Мгц);

• существенное снижение габаритов; I/O-SYSTEM-2, SN-388, G-DAPS-4. Эти системы имеют от 200 до нескольких тысяч ка• практически отсутствуют помехи при переналов и обладают широкими функциональными даче ин- формации;

возможностями.

• отсутствует гальваническая связь между каналами и приёмо-передающими модулями;

Рассмотрим для примера ряд сейсмореги• повышенная механическая прочность.

стрирующих телеметрических систем, разра ботанные фирмой Sercel (Франция),- SN 348, вую. Аналоговая часть выполняет функции SN 368, SN 388 [ 2,5,8 ], которые иллюстри- усиления, фильтрации и преобразования в цифруют эволюцию сейсморегистрирующих теле- ровую форму сигналов, поступающих от сейсметрических систем, а также последние разра- моприемников, цифровая - временное хранение ботки американской фирмы оцифрованной информации, передачу ее в лиINUT/OUTPUT,INC [ 4 ]., и геолого- нию связи, ретрансляцию информации с других геофизического института нефтяной компании ПТМ, прием телекоманд с борта и синхронизаJapex (Япония) [ 9 ]. цию и управление работой всех узлов модуля.





Передача информации по линиям связи осуществляется с использованием 2.1.Телеметрическая система принципа ВРК, а для повышения ее поSN-мехозащищенности используется линейный Система SN 348 широко эксплуатироваквазитроичный код. Поэтому каждый ПТМ, лась в разных странах. В этой системе на один учитывая функцию ретрансляции, имеет по ПТМ приходится один сейсмический канал.

два кодера и декодера для получения или Модули соединяются последовательно с помораспознавания такого кода.

щью шестижильного кабеля, питание осущестПодсистема сбора SN-348 позволяет вляется с ЦПР по кабелю связи. Теоретически развертывать как линейные, так и площадвозможно неограниченное наращивание числа ные системы наблюдения, причем для реаканалов системы. Входной блок ЦПР может облизации последних используется объединислуживать до 10 телеметрических каналов.

тельный модуль, соединяющий линии связи Предназначен ПТМ для сбора сейсмической (до четырех) и подключающий их к ЦПР с информации, преобразования ее в цифровую помощью магистральной линии. Этот моформу и передачи через линию связи на ЦПР.

дуль имеет схемы ретрансляции, дистанциУправляется ПТМ программно с ЦПР, для чего онного управления и синхронизации. При он имеет регистр управления. Модуль можно любой расстановке ПТМ система может в разделить на две части - аналоговую и цифрореальном масштабе времени одновременно обслуживать 120 каналов при шаге дискре- Достоинством системы SN тизации 1 мс, 240 каналов при 2 мс и 480 является возможность дистанционного заканалов при 4 мс. дания с ЦПР значений всех параметров ПТМ, а также развитое диагностическое обеспечение всех ПТМ, устройств ЦПР и контроль целостности линий связи. При ра2.2. Телеметрическая система боте системы с импульсными источниками для сбора сейсмических возбуждения или методом “вибросейс” в соданных SN 368.

став ЦПР включается соответствующий спецпроцессор для обработки данных.

Базовый вариант системы SN-368 [ 6 ] (используется только одна телеметриSN 368 использует кабельное подческая линия) позволяет регистрировать ключение периферийных станций ПТМ к информацию с 240 каналов при шаге дисЦПР.

кретизации 2 мс (120 каналов -1 мс и С помощью дополнительных расканалов при 4 мс). При применении дополширителей линий (ДРЛ) максимальное чиснительного блока расширения линий на ло записываемых каналов можно довести до ЦПР число регистрируемых сейсмических 1200. К ЦПР может быть присоединено три трасс равно 1200 при 2 мс. ПТМ системы типа периферийных станций. - SU-S - пеявляются одноканальными и обладают париферийная станция с одним каналом сораметрами, значения которых аналогичны вместимым с SN 348;

значениям параметров ПТМ системы SN 348.

• SU-E - периферийная станция с одним каналом с расширенным частотным Для регистрации данных в системе диапазоном;

SN 368 может использоваться до 99 линий, • SU-D - периферийная станция с однако существует ограничение на число двумя каналами (требуется ДРЛ).

доступных максимально удаленных от ЦПР ПТМ на каждую линию.

ЦПР может быть использован в автономном 6. Периферийное оборудование режиме. Поставляемое программное обеспе- (принтер, коррелятор накопитель, цифровая чение позволяет работать как с одной так и с или аналоговая камера).

несколькими телеметрическими линиями.

Подключенный принтер позволяет выводить 2.3. Телеметрическая система все поступившие данные на печать. Полученные данные записываются на магнитную для сбора сейсмических данленту. ЦПР состоит из шести блоков, котоных SN 388.

рые могут быть дополнены различными устSN 388 разработана для сбора сейсройствами.

мических данных в полевых условиях [5].

Собран весь накопленный фирмой опыт в 1. Основной блок управления кабельных телеметрических системах объе(ОБУ) выполняет все необходимые функции диненный с передовой электроникой и техдля сбора данных. Шаг дискретизации 1 мс нологией рабочих станций. SN 388 преддля 120 каналов, 2 мс для 240 каналов или назначена для нефтяной и газовой отрасли и мс для 480 каналов.

может применяться в любых полевых услоВ режиме однолинейной или мновиях. Число каналов может составлять до голинейной записи он содержит встроенный 19200.

миникомпьютер LSI 2/2. Управляющий блок (блок дисплея и блок программируемого терминала управления) 3. Блок расширитель линий.

4. Блок питания.

5. Накопитель на магнитной ленте (три типа).

энергопотреблением выполняет сбор цифровых данных по 24 битной технологии.

ПТМ этой системы могут настраиваться.

Это позволяет построить систему с минимальной стоимостью и максимальный гибкостью применительно к решаемым задачам.

В ЦПР применен компьютер с операционной системой UNIX и архитектурой локальной сети, который позволяет получить максимальную гибкость и быстродействие. Производительность компьютера составляет более 28 Mips (миллионов операций в секунду).

Интерфейсная система X-window позволяет удобно и качественно отобразить информацию о состоянии системы и о поступающих данных в нескольких окнах.

Программное обеспечение интерфейса человек-компьютер позволяет Рис. 3. Функциональная схема телеметрибыстро и комплексно отображать получаеческойсистемы SN-388.

мые геофизические данные. Стандарт сетевой передачи данных Ethernet используется SN 388 состоит из ЦПР и электрондля подключения дополнительных модулей.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.