Управляющая программа сейсмостанции «Прогресс-Л»

Управление сейсмостанцией осуществляется IBM-совместимым персо­нальным компьютером с помощью пакета программ, расположенного в од­ной директории. Там же располагаются и служебные файлы, создаваемые в процессе работы. Запуск пакета в работу осуществляется обращением к уп­равляющей программе с именем SYS_ST.ехе. При запуске программа осуществляет проверку наличия в памяти машины всех необходимых файлов (если какие-либо файлы отсутствуют – выдаётся сообщение на дисплей компьютера).

Открывается рабочее окно управляющей программы, в верхней строке которого расположено меню высшего уровня, содержащее три пункта:

Работа

Параметры

Диагностирование

Диалог с оператором построен по принципу многоуровенного меню – вы­бор одного из пунктов раскрывает либо меню более низкого уровня, либо открывает диалоговое окно, либо выполняется конкретная команда. Выход из программы осуществляется либо выбором пункта меню «Работа» , а в открывшемся окне – команды «Выход», либо с помощью клавишной комбина­ции [Alt + X].

«Работа»    

Регистрация	Открывается рабочее окно, где в графической форме изображена расстановка сейсмоприёмников(выделены активные и пассивные каналы), местоположение сейсмостанции и пункта возбуждения, имеются виртуальные кнопки управления режимами работы сейсмостанции в процессе подготовки и регистрации сейсмограмм.
Воспроизведение	Открывается окно задания параметров воспроизведения сейсмограмм, , имеются виртуальные кнопки управления режимом воспроизведения.
Микросейсмо­каротаж	Открывается окно задания параметров регистрации в режиме сейсмокаротажа (на одну сейсмограмму последовательно записываются группы сейсмотрасс, формирующиеся в процессе отработки исследуемой скважины от стоянки к стоянке).
Рапорт	Открывается окно, позволяющее сформировать в электронной форме рапорт оператора, записатьего на внешний носитель и вывести на печать.
Выход	Прекращает работу управляющей программы.

При выборе данного пункта главного меню открывается меню управления рабочими режимами сейсмостанции:

 «Параметры»  

При выборе этого пункта главного меню открывается подменю управления параметрами сейсмостанции:

Конфигурация сейсмосистемы	Номер сейсмосистемы	Задаётся изготовителем, записывается в управляющую программу и автоматически заносится в этикетки сейсмограмм при регистрации.
	Канальность сейсмосистемы	Задаётся число регистрируемых каналов.
	Запись на …	Задаётся имя жесткого диска дл записи сейсмограмм
Редактор  параметров	Методик а работы	Все параметры регистрирующей системы сведены в группы, представленные в колонке слева. При выборе какой-либо из групп параметров открывается диалоговое окно, в котором задаются значения параметров. Все параметры сейсмосистемы (сейсмостанция + расстановка сейсмоприёмников + система возбуждения) могут быть запомнены в файле конфигурации сейсмосистемы и восстановлены путём обращения в упра­вляющей программе к соответствующему файлу конфигурации. Поэтому при начале работ на какой-либо новой площади зада­ние всех параметров не требуется – доста­точно найти файл конфигурации с близкими параметрами и отредактировать те значения, которые необходимо изменить. В пакете программ сейсмостанции имеется файл с параметрами стандартной конфигурации, который может быть взят за основу.
	Конфигурация расстановки
	Методика наблюдений
	Параметры регистрации
	Канал записи
	Методика воспроизведения
	Канал воспроизведения
	Диагностирование сейсмогруппы
	Диагностирование канала записи
	Тестовый сигнал
	Заголовок диска
	Редактор шума
Текущее положение	Открывается диалоговое окно, описывающее текущее положение сейсмосистемы: № сейсмограммы, пикет блока возбуждения, № возбуждения в блоке, пикет сейсмосистемы, параметры источника колебаний.

 «Диагностирование»

Система диагностики сейсмостанции включает в себя:

- программно реализованный генератор тестовых воздействий, форми­рующий сигналов сигналы с точно известными характеристиками, которые могут быть поданы на вход сейсморегистрирующих каналов (СрК);

- программу отработки сигналов тестовых воздействий, получаемых на выходе сейсморегистрирующих каналов (диагностический процессор).

Генератор тестовых воздействий может формировать низкочастотные синусоидальные сигналы с постоянной амплитудой или с амплитудой, затуха­ющей по экспоненциальному закону, а также импульсные сигналы. Частоты сигналов могут изменяться в диапазоне от1 до 1000 Гц с шагом в 1 Гц

Диагностический процессор по характеристикам входных и выходных сигналов позволяет определять следующие параметры СрК:

- амплитудную неидентичность СрК (в меню обозначается как АНИ);

- фазовую неидентиичность СрК (ФНИ);

- коэффициент нелинейных искажений в СрК (КНИ)4

- смещение нулевого значения сигнала в СрК (См0);

- уровень собственных шумов СрК (ШУМ);

- взаимные влияния СрК в сейсмостанции (ВВ);

- уровень подавления высокочастотных синфазных помех (ПСС).

Выбор в главном меню пункта «Диагностирование» вызывает подменю управления режимами диагностирования.

Сквозной тест сейсмосистемы	Запускает процесс регистрации сейсмограммы с выбранными рабочими параметрами сейсмосистемы. На вход подаётся сигнал от генератора тестовых сиг­налов. Используется для проверки работоспособности сейсмостанции в рабочем режиме.
Одиночный тест  канала	Позволяет тестировать СрК по одному из вышепе­речисленных параметров. Используется при проверке настройке аппаратуры сейсмостанции
Пакетный тест канала	Позволяет задать список тестируемых параметров. Тестирование выполняется последовательно параметр за параметром в порядке их задания. Результаты тестирования фиксируются на внешний носитель информации. Используется при периодических про­верках сейсмостанции, перечень проверяемых параметров и периодичность проверок определяются Регламентом проведения сейсморазведочных работ в конкретном геофизическом предприятии.
Функциональный тест сейсмосистемы	Используется при настройке аппаратуры.

 

6.4 Понятие о цифровых телеметрических сейсмических
 регистрирующих системах

Основной недостаток рассмотренных выше сейсмических регистрирую­щих систем (сейсмостанций) связан с необходимостью использования многожильного кабеля, длина которого достигает нескольких километров, для передачи сигналов от сейсмоприёмников в регистрирующий аппаратурный комплекс. Провода кабеля являются фактически антеннами, подключенными ко входу предварительных усилителей, на которые наводятся сигналы от внешних электромагнитных полей. Но главным недостатком кабельного подключения является индукционная связь входов СрК. Если в каком-либо из каналов присутствует сильный сигнал, то за счёт индукционных связей он будет создавать сигналы и в других СрК, соизмеримые по уровню с регистрируемыми сейсмическими сигналами (взаимные влияния каналов). Уровень взаимных влияний по косе схемами диагностики не измеряется, а он, как правило, значительно больше чисто аппаратурных взаимных влияний.

Кабели сейсмической косы работают в сложных условиях: испытывают большие механические нагрузки, изоляция нарушается за счет температурных, химических, радиационных факторов, возникающие трещины обуславливают возможность появления гальванической связи между каналами, что ещё больше увеличивает уровень взаимных влияний.

Кроме того, механические характеристики многожильных кабелей (вес, механическая прочность) быстро ухудшаются с увеличением числа каналов – практически трудно обеспечить канальность одной линии приёма свыше 120.

Отсюда вытекает стремление отказаться от использования сейсмических кос. Кардинальное решение проблемы найдено в телеметрических сейсмических регистрирующих системах (ТСС), упоминавшихся ранее. Коренное отличие ТСС от рассмотренных выше сейсмических станций состоит в разделении аппаратурного комплекса на две части:

- наземный комплекс аппаратуры (НКА), рассредоточенный на дневной поверхности вдоль линии (линий) наблюдения;

- бортовой комплекс аппаратуры (БКА), размещённый на борту транспортного средства и включающий в себя центральный регистрирующий комплекс (ЦРК) и систему электропитания.

Основу НКА составляют малоканальные телеметрически управляемые сейсмические станции, осуществляющие приём сейсмических сигналов от сейсмоприёмников, регистрацию их во внутренней памяти и последующую передачу по тем или иным каналам связи в ЦРК. В терминологии, принятой у основного разработчика сейсморазведочной аппаратуры в России Саратовского СКБ сейсмического приборостроения, которой будем придерживаться далее, они называются блоками сбора данных – БСД. Именно блоки сбора данных определяют информационные характеристики конкретных ТСС (для некоторых, наиболее распространённых в России, ТСС они приведены в таблице 6.1).

БСД располагаются на местности вдоль одной (профильная или двумерная (2 D )система наблюдений) или нескольких (пространственная или трехмерная (3 D )система наблюдений) линий наблюдения (далее – ЛН). Ко входам БСД подключаются соединительные кабели одной или нескольких (в зависимости от канальности БСД) групп сейсмоприёмников равномерно распределённых вдоль той же ЛН. Количество сейсмоприёмников в группах, расстояния между ними и расстояния между центрами групп (DХ_ПП) определяются системой наблюдения, выбранной для конкретной площади исследований.

Для дистанционного управления БСД и передачи зарегистрированной информации в ЦРК блоки сбора данных подключаются телеметрическому каналу связи. Конструктивно канал связи может быть коаксиальным или оптоволоконным кабелем, витой парой, радиоканалом. Для определённости далее будем рассматривать наиболее употребительное соединение с помощью коаксиального телеметрического кабеля, последовательно соединяющего все БСД одной ЛН. Кабель каждой из линий наблюдения подключается к коммутационному устройству – блоку линии наблюдения (БЛН). БЛН осуществляет управление работой БСД этой линии и передачу информации в ЦРК. Для этого выход БЛН подключается к одному из входных портов ЦРК[1].

Электропитание НКА обеспечивается включением в его состав блоков питания (БП), которые в свою очередь получают энергию от блоков аккумуляторов (БА). Каждый из БП обеспечивает несколько БСД и БЛН. В некоторых системах функции БП выполняют БЛН. В ТСС «Прогресс-Т3»при малом числе каналов в расстановке питание может осуществляться от ЦРК

Канальность ТСС зависит от объёмов регистрируемой информации (объёма внутренней памяти БСД) и пропускной способности каналов связи. Представить возможности современных ТСС можно зафиксировав параметр шага дискретизации – например, dt = 0.002 c. (значение, используемое чаще других). Тогда :

- «Прогресс-Т3» может иметь до 1200 каналов на 1 ЛН Þ до 2640 каналов на 1 входной порт ЦРК Þ до 4-х входных портов (число необходимых портов определяется Пользователем при заказе ТСС Изготовителю) до 10 560 каналов.

- Sercel -428XL: коммутация ЛН через модуль LAUX-428 позволяет иметь  до 10 000 каналов на одно входное устройство ЦРК (LCI-428) Þ до 10 входных устройств Þ до 100 000 каналов.

Реальное число используемых каналов складывается из числа активных каналов, которое определяется выбранной системой наблюдения , плюс некоторое количество пассивных каналов, представляют собой обычный СрК, но на момент регистрации не подключённый к регистрирующему устройству. Пассивные каналы необходимы для перемещения рабочей расстановки сейсмоприёмников (активных каналов) по профилю по мере его отработки путём перекоммутации расстановки. Таким образом, общее число СрК, имеющихся в распоряжении оператора ТСС обычно на 20 ¸ 50% превосходит число каналов рабочей расстановки. Конкретное количество каналов и входных портов ТСС зависит от экономических возможностей геофизической организации, но, как правило, не превышает её технических возможностей.

Условно можно выделить четыре режима работы ТСС:

- ТЕСТИРОВАНИЕ :

~ Контроль параметров оборудования: контролируются амплитудная и фазовая неидентичность каналов, уровень собственных шумов аппаратуры, коэффициент нелинейных искажений , взаимные влияния каналов, степень подавления синфазной помехи и т.п.;

~ Контроль системы наблюдения: шумы расстановки (микросейсмы), сопротивление линии, сопротивление утечки, отклонение сейсмоприёмников от вертикали и т.п.

- РЕГИСТРАЦИЯ – по команде ЦРК все БСД, соответствующие активной расстановки сейсмоприёмников включаются в режим регистрации с параметрами, установленными для этого режима, и производят преобразования сигналов, поступающих на входы СРК, и запись сигналов в цифровой форме на внутренний носитель БСД.

- ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ В ЦРК:

~ ЦРК последовательно активизирует БЛН системы наблюдений, после активизации одного из БЛН с его помощью последовательно активизируются все БСД, участвовавшие в регистрации, после активизации соответствующего БСД происходит последовательная передача информации из внутренней памяти БСД в ЦРК (в ускоренном темпе);

~

 В процессе передачи часть передаваемой информации (по выбору оператора) может быть визуализирована на экране дисплея или в виде твёрдой копии.[2]

- СЛУЖЕБНЫЙ РЕЖИМ – используется при наладке аппаратуры.

Состав ЦРК и его функции

ЦРК включает в себя следующие элементы:

- блок центральный, включающий в себя входные порты;

- управляющий компьютер с мониторами (в некоторых ТСС, например, Sercel-428 UL , управление ТСС осуществляется отдельным сервером на базе рабочей станции Sun, а интерфейс с пользователем организуется на базе персонального компьютера с несколькими мониторами);

- устройство визуализации информации на твердый носитель;

- устройства управления и синхронизации источников упругих колебаний.

Функции ЦРК:

- управление наземным комплексом аппаратуры;

- контроль параметров НКА;

- контроль расстановки сейсмоприёмников;

- обработка сейсмических сигналов в процессе их регистрации в ЦРК (в реальном времени) или после неё, включающая в себя:

~  вертикальное или взвешенное вертикальное накопление сигналов;

~ корреляционное преобразование вибротрассы до или после накапливания;

~ редактирование пиковых значений (выбросов) сигналов;

~ построение амплитудно-частотных спектров сейсмограмм;

~ фильтрация ВЧ и НЧ при воспроизведении сигналов в визуальной форме;

~ ручная, программная или автоматическая регулировка при воспроизведении сигналов в визуальной форме;

~ построение растрового изображения сейсмограмм для визуализации на экране монитора или на твёрдом носителе.

- регистрация на внешний промежуточный носитель в формате SEG-D или SEG-Y;

- формирование файлов, описывающих реальную систему наблюдения и порядок её отработки (SPS-файлов);

- управление источниками упругих колебаний (импульсными или вибрационными) по радиоканалу с помощью специализированных устройств управления.

Недостатки ТСС.

Основными недостатками ТСС по отношению к классическим сейсмостанциям с линейным разделением каналов являются следующие:

- высокая сложность и стоимость оборудования;

- повышенная технологическая сложность проведения полевых работ (необходимость размещения на местности не только групп сейсмоприёмников и соединительных кабелей, но и оборудования НКА);

- повышенная организационная сложность эксплуатации ТСС (обеспечение работоспособности и сохранности оборудования НКА распределённого на площади работ вне прямой видимости).

Тем не менее, анализ тенденций развития современной сейсморазведки показывает, что в производственных геофизических организациях происходит вытеснение классических сейсмостанций телеметрическими системами, несмотря на отмеченные выше недостатки. Причина этого:

- в высоких технических характеристиках ТСС, недостижимых в сейсмостанциях с линейным разделением каналов по канальности и уровню взаимных влияний;

- в универсальности ТСС по отношению к методике работ;

- в возможности наращивания канальности регистрирующих систем;

- в возможности проведения работ в труднодоступной местности при использовании беспроводных каналов передачи информации.

В настоящее время во многих разведочных геофизических организациях классические сейсмостанции используются главным образом при проведении работ по изучению строения верхней части разреза и используют для этого лишь часть СрК. Это в свою очередь породило спрос на цифровые сейсмостанции с числом каналов 24 ¸ 96. Количество станций Прогресс-Л с пониженной канальностью, выпущенных Саратовским ОАО «СКБ СП» практически сравнялось количеством полноканальных вариантов.

Современные тенденции развития ТСС состоят:

- в снижении весовых показателей и энергоёмкости оборудования НКА;

- в выпуске оборудования, позволяющего использовать каналы передач информации различных (проводные и беспроводные), в том числе и одновременно (например, ТСС Sercel-428XL, «Роса-А», ТЕЛЛС-3);

- в разработке оборудования НКА, позволяющего проведение работ на мелководных участках акваторий (например, возможно использование НКА ТСС на глубинах: Sercel-428XL – до 15 м., ТЕЛЛС-3 – до 30 м., Прогресс-Т-3 – до 30 м. в стандартном исполнении и до 50 м. в специальном контейнере БСД), что даёт возможность пересечения акваторий без потери информативности и проведения работ в транзитных зонах.

Более подробно проблемы цифровой регистрации сейсморазведочной информации рассмотрены к книге В.И. Бондарева «Сейсморазведка», издания 2007 года [2].

На кафедре геофизики Саратовского университета в настоящее время имеется сейсмостанция Прогресс-Л с канальностью 24 и телеметрическая сейсморазведочная регистрирующая система Теллс-1, с которой вы столкнётесь при прохождении учебной практики по сейсморазведке.

 

Контрольные вопросы

1. Какие существуют виды цифровых регистрирующих сейсморазведочных систем и в чём их заключаются отличия?

2. Чем отличаются СрК аналоговых и цифровых регистрирующих сейсморазведочных систем?

3. В чём принципиальные отличия сейсмостанций 1-го поколения от последующих?

4. Какова структура сейсмического слова в формате SEG-B?

5. В чём суть мультиплексного представления сейсморазведочных данных?

6. Нарисуйте функциональную схему сейсмостанции Прогресс-1.

7. Каково назначение входных устройств сейсмостанции Прогресс-1?

8. Каково назначение предварительного усилителя и фильтров аналоговой части сейсмостанции Прогресс-1?

9. Каково назначение мультиплексора в сейсмостанции Прогресс-1?

10. Какие составные части имеет ПАК сейсмостанции Прогресс-1?

11. Каково назначение и функции МАРУ сейсмостанции Прогресс-1?

12. Каково назначение АЦП?

13. Каково назначение устройства управления в сейсмостанции Прогресс-1?

14. Какие режимы работы предусмотрены в сейсмостанции Прогресс-1 и в чём их суть?

15. Каково назначение пульта оператора в сейсмостанции Прогресс-1?

16. Каково назначение магнитного регистратора в цифровой сейсмостанции Прогресс-1?

17. Какие элементы входят состав блока ФАРУ сейсмостанции Прогресс-1 и их функции?

18. Каково назначение ЭСПУ в сейсмостанции Прогресс-1?

19. Каковы особенности сейсмостанций ряда Прогресс-1, 2 и 3?

20. Каковы особенности коммутатора входов сейсмостанции Прогресс-96?

21. Каково назначение и функции НЦС сейсмостанции Прогресс-96?

22. Какие элементы входят в состав системы диагностики сейсмостанции Прогресс-96?

23. Каковы отличительные особенности сейсмостанции Прогресс-96В?

24. Каковы особенности сейсмостанции Прогресс-96М?

25. Каково назначение и особенности сейсмостанции Прогресс-Л?

26. Какие возможности реализованы в сейсмостанции Прогресс-Л?

27. Какие элементы включает в себя блок аналоговый сейсмостанции Прогресс-Л?

28. Какие элементы включает в себя блок-хема сейсмостанции Прогресс-Л?

29. Каково назначение входной панели сейсмостанции Прогресс-Л?

30. Каково назначение коммутатора входов сейсмостанции Прогресс-Л?

31. Каков принцип работы коммутатора входов сейсмостанции Прогресс-Л?

32. Каково назначение ПУ и аналоговых фильтров в БА сейсмостанции Прогресс-Л?

33. Каковы особенности АЦП в сейсмостанции Прогресс-Л?

34. Каково назначение КБА в сейсмостанции Прогресс-Л?

35. Какие функции выполняет спецпроцессор сейсмостанции Прогресс-Л в процессе регистрации сигналов?

36. Какие функции выполняет спецпроцессор сейсмостанции Прогресс-Л в процессе визуализации зарегистрированных сейсмограмм?

37. Что представляет собой спецпроцессор сейсмостанции Прогресс-Л?

38. Какие функции выполняет управляющий компьютер сейсмостанции Прогресс-Л?

39. Какие устройства используются в сейсмостанции Прогресс-Л для управления источниками упругих колебаний?

40. Каково назначение, структура и вид рабочего окна управляющей программы сейсмостанции Прогресс-Л?

41. Какие режимы работы предусмотрены в сейсмостанции Прогресс-Л и каково их назначение?

42. Какие опции предусмотрены в управляющей программе сейсмостанции Прогресс-Л в окне «Параметры»?

43. Что включает в себя схема диагностики сейсмостанции Прогресс-Л?

44. Какие режимы диагностики предусмотрены в управляющей программе сейсмостанции Прогресс-Л в окне «Диагностирование»?

45. Каково назначение и основные характеристики генератора тестовых воздействий в сейсмостанции Прогресс-Л?

46. Какое устройство и по каким параметрам осуществляет контроль СрК в сейсмостанции Прогресс-Л?

47. Каковы основные недостатки сейсмостанций с кабельным подключением сейсмоприёмников?

48. Какие элементы включает в себя ТСС?

49. Какие элементы включает в себя НКА ТСС?

50. Каково назначение и размещение БСД ТСС?

51. Какие основные характеристики описывают БСД ТСС и каковы их средние значения?

52. Каково назначение и размещение БЛН ТСС?

53. Как организуется электропитание НКА ТСС?

54. Какими факторами определяется канальность ТСС и в каких пределах она колеблется?

55. Какие элементы включает в себя расстановка сейсмоприёмников?

56. В каких основных режимах работает ТСС и каково их назначение?

57. Какие элементы включает в себя БКА ТСС?

58. Какие элементы включает в себя ЦРК ТСС?

59. Каковы основные функции ЦРК ТСС?

60. Каковы основные недостатки ТСС?

61. В чём причины вытеснения классических сейсмостанций ТСС?

62. Каковы основные тенденции развития ТСС?

Рекомендуемая литература

1. Боганик Г.Н., Гурвич И.И. Сейсморазведка: Учебник для вузов. Тверь: Издательство АИС, 2006. 744 с.

2. Бондарев В. И. «Сейсморазведка» Екатеринбург: ООО «ИРА УТК» 2007г. 690 с.

3. Бескоровайный В.Л., Гнатюк А.И., Одиноков Н.В. и др. Телеметрическая сейсморазведочная система «Прогресс-Т2». //Приборы и системы разведочной геофизики. 02/2003, С.11-13.

4. Бескоровайный В.Л., Волчков В.Ю., Гнатюк А.И. и др. СТС «Прогресс-Т3» – современная аппаратура для выполнения сейсморазведочных работ на суше и в переходных зонах. //Приборы и системы разведочной геофизики. 03/2009, С.19-21.

5. Сагайдачная О.М., Сальников А.С., Сагайдачный А.В. и др. О построении многомерных сейсмических систем наблюдения на основе регистраторов семейства РОСА^® (автономных и телеметрических). //Приборы и системы разведочной геофизики. 04/2010, С.9-16.

6. Федотов А.С., Федотов С.А. Аппаратура «ЭЛЛИС-2», «ТЭЛЛС-1», «ЭЛЛИС-МСК» для малоглубинных сейсмических исследований. //Приборы и системы разведочной геофизики. 04/2008, С.20-21.

7. Федотов А.С. Харламов А.В. Телеметрическая система «ТЕЛЛС-3»: новые возможности. //Приборы и системы разведочной геофизики. 04/2010, С.21-22.

[1]    В сейсмостанциях фирмы SERCEL (Франция) блоки линий наблюдения (LAUL) подключаются не непосредственно к входному порту, а к блоку коммутации линий наблюдения (LAUX).

[2]   Визуализация любого объёма зарегистрированной информации может быть выполнена в режиме работы ЦРК, который можно условно назвать «Воспроизведение».

⇐ Предыдущая12345678

Поделиться: