Сейсморазведочное оборудование и апаратура

Технические средства сейсморазведки включают:

1) источники сейсмических волн;

2) средства регистрации и сбора данных;

3) обрабатывающие устройства.

И с т о ч н и к с е й с м и ч е с к и х к о л е б а н и й - это ограниченная область внезапного выделения энергии, приводящего к возникновению напряженного состояния окружающей среды.

В настоящее время для проведения сейсморазведочных работ применяются разнообразные источники сейсмических и акустических волн, имеющих различные энергетические и частотные характеристики. Выбор источника определяется условиями ведения работ ( суша, море, город), характером решаемых геологических задач (исследование глубинного строения земной коры, нефтяная, рудная, инженерная сейсморазведка) и наличием конкретного фона сейсмических помех. Характеристика источников колебаний по частоте приведена на рис. Одним из способов возбуждения упругих колебаний в горных породах является в з р ы в.

Для этих целей обычно бурят сейсмические взрывные скважины глубиной до 60 метров, куда закладывается заряд взрывчатого вещества. Взрывной пункт оборудуется системой синхронизации возбуждения, предназначенной для синхронного запуска сейсмостанции, производства взрыва и получения отметки момента взрыва (возбуждения колебаний).

Взрыв - достаточно дешевый и высокоэффективный источник сейсмических колебаний, имеющий достаточную энергию и широкий диапазон частот. Его основной недостаток - невозможность повторного точного воспроизведения формы импульса источника, а также сохранения точных временных интервалов между повторными взрывными импульсами, например при движении разведочных судов на море. Кроме того, требуется специальное разрешение на перевозку, хранение и использование ВВ. При этом необходимо учитывать и неблагоприятные экологические последствия взрывов.

Н е в з р ы в н ы е и с т о ч н и к и к о л е б а н и й частично свободны от указанных недостатков и имеют дополнительные преимущества. При проведении сейсморазведочных работ на суше нашли широкое применение в и б р а ц и о н н ы е и с т о ч н и к и вибросейс, создающий в породах с помощью металлической плиты импульсы давления частотой 10 -80 Гц. Источник смонтирован на автомобиле, поэтому удобен в использовании и позволяет получать точно известный и воспроизводимый сигнал. Этот источник можно использовать при проведении работ в городах, т.к. он не причиняет ущерба окружающей среде. Иногда источниками колебаний служат землетрясения.

И м п у л ь с н ы е и с т о ч н и к и в о з б у ж д е н и я используют при морских исследованиях. К ним относятся воздушные и водяные пушки, которые выбрасывают в морскую воду под большим давлением струю воды или воздушный пузырь. С п а р к е р ы и б у м е р ы генерируют акустические импульсы в результате разряда батареи конденсаторов непосредственно в морскую воду через систему электродов или жесткую алюминиевую плиту. Бумеры дают лучшее разрешение ( до 0, 5м ) по сравнению со спаркерами, но акустические импульсы в них имеют меньшую мощность и, следовательно, проникают на меньшие глубины ( до n 100 м). Основой п и н д ж е р о в являются керамические пьезоэлектрические преобразователи, излучающие высокочастотны акустические импульсы небольшой мощности. Их разрешающая способность достигает 0, 1 м при небольшей глубинности исследования (несколько десятков метров в илах и еще меньшая в песках и более плотных породах), поэтому пинджеры применяются при инженерно-геологических изысканиях на море.

С е й с м о п р и е м н и к - это устройство для приема сейсмических волн и преобразования механических колебаний почвы в электрическое напряжение. В наземной и скважинной сейсморазведке применяют сейсмоприемники с электродинамическими индукционными преобразователями. В морской и речной используют г и д р о ф о н ы - сейсмоприемники давления, возникающего при распространении упругой волны и преобразующегося в электрический сигнал пьезоэлектрическими преобразователями.

 

С е й с м о р а з в е д о ч н ы е у с и л и т е л и применяются для усиления и частотной фильтрации сигналов и регулировки усиления с целью уменьщения амплитуды сигнала на входе основного усилителя.

В сейсморазведочной аппаратуре используются э л е к т р и ч е с к и е ф и л ь т р ы верхних и нижних частот, полосовые и узкополосные (режекторные) фильтры. После фильтрации сигнал записывается с помощью регистратора на бумажной или магнитной ленте.

На рис. 6.????? представлена блок-схема типичной сейсморазведочной станции. Сигналы от сейсмоприемников поступают на усилители и ВЧ, НЧ и режекторный фильтр 50 Гц для ослабления промышленной помехи. В мультиплексоре (МUX) происходит дискретизация сигналов и последовательная выборка значений сигналов с подключением выходов предварительных усилителей к основному усилителю (ОУ), коэффициент усиления которого изменяется в зависимости от величины сигнала на входе. Усиленный сигнал преобразуется в двоичный цифровой код с помощью амплитудно-цифрового преобразователя (АЦП).

Блок регистрации - форматтер - передает сформированные коды сигналов и коэффициентов усиления для записи на магнитную ленту или в твердотельную память.

 

Рис. 6.????? . Блок-схема цифровой сейсморазведочной станции.

1- усилители, 2- фильтры, 3-мультиплексор, 4 - основной усилитель, 5- преобразователь " аналог - код ", 6 - цифровой регистратор с записью на магнитной ленте.

 

Сейсморазведочная станция " Прогресс -2" выполнена в виде отдельных блоков, размещенных в специальном кузове автомобиля. Питание сейсмостанции осуществляется от двух аккумуляторов. Она укомплектована кондиционером, обеспечивающим вентиляцтю аппаратуры в летнее время, и системой водяного отопления, поддерживающей в кузове нужную температуру зимой.

Кроме цифровых сейсмостанций, которые применяются, в основном, для поисков и разведки месторождений нефти и газа, промышленностью выпускались специализированные станции для работы в особых условиях и решения специфических задач. Так при инженерно-геологических и гидрогеологических изысканиях, когда важна информация о верхней части геологического разреза (ВЧР) мощностью до 100 м, используют малоглубинные сейсмостанции с числом каналов от 1 до 12.

Для изучения геологического строения дна водоемов (рек, озер) применяют одноканальные станции " Грунт ", " Аквамарин ", " Скат " с широким диапазоном частот ( от 20 Гц до 2 кГц).

Земные глубины в несколько десятков километров исследуют с помощью специальных станций " Тайга " и " Черепаха ". В состав этих станций входят несколько телеуправляемых блоков регистрации, которые могут располагаться на сотни километров от пункта возбуждения и на 10 км друг от друга. Каждый блок представляет собой 6 - 8 канальную автономную сейсмостанцию с регистрацией на магнитную ленту, телеметрически связанную с центральным пунктом управления. Аккумуляторное питание обеспечивает автономную работу блока в течение двух-трех недель.

Для решения геологических задач могут быть использованы сейсмические волны, вознкающие в результате землетрясений, Эти колебания регистрируются аппаратурным комплексом " Земля'“ в состав которого входят автономные блоки, содержащие по 8 сейсморегистрирующих каналов и магнитный регистратор. Каждый блок рассчитан на автономную работу в течение 10 суток.

В скважинной сейсморазведке используют также особые сейсмические станции, работающие в сейсмическом, звуковом или ультразвуковом диапазонах частот. В их состав входит как обязательный элемент скважинный зонд, опускаемый в скважину. В этом зонде помещаются приемники упругих колебаний, а при акустическом и ультразвуковом каротаже и источники этих колебаний. Запись данных производится на земной поверхности на бумаге или магнитной ленте в аналоговой или цифровой форме. В состав каротажной станции входит спуско-подъем-ное устройство для зонда с точным измерением глубины его погружения.

В горных выработках регистрируют проходящие, отраженные и преломленные волны переносной сейсморазведочной аппаратурой с аналоговой и цифровой записью.

Обрабатывающие устройства представляют собой комплексы, состоящие из быстродействующих ЭВМ и специализированных аналоговых и цифровых устройств.

Сейсморазведочные обрабатывающие установки предназначены для преобразования полевых сейсмических записей с целью извлечения полезной геологической информации, Для обработки большого объема информации в короткий срок и для оперативной интерпретации сейсморазведочных данных, используют цифровые обрабатывающие центры. Большой объем внешней памяти используется для хранения массивов исходных данных, промежуточных результатов и программ обработки.

Обработка сейсморазведочного материала связана с массовыми простыми вычислениями, которые выполняются быстродействующими спецпроцессорами. Подготовительный этап обработки данных ( контроль записей, выравнивание амплитуд, введение поправок и др.) осуществляет вспомогательный процессор.

Визуализация результатов обработки в виде временных или глубинных разрезов проводится построителями сейсмических разрезов - плоттерами. Одновременно информация может быть выведена в виде таблиц.

Кроме таких мощных вычислительных центров, существуют полевые экспедиционные и региональные геофизические вычислительные комплексы (ГВК) на основе многопроцессорных управляющих систем с перестраиваемой структурой. Все эти разновидности вычислительных комплексов предназначены для обработки не только сейсморазведочной но и каротажной, ядерно-геофизической и другой геофизической информации. Все вычислительные комплексы обеспечиваются библиотекой программ, которыми предусматриваются все необходимые процедуры введения поправок и современные способы обработки данных.

 

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: