82

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Г. Чернышевского

Э.С. Шестаков, м.Д. Шелехова сейсморазведочная регистрирующая аппаратура

Учебное пособие для студентов геологических факультетов, обучающихся по специальности 020 302 «Геофизика»

Издательский центр «Наука»

Саратов – 2012

УДК 550.8.053:519

ББК 26.2

ББК 26.21

Ш51

Шестаков Э.С., Шелехова М.Д.

Ш51 Сейсморазведочная регистрирующая аппаратура: Учеб. пособие для студентов геолог. факультетов, обучающихся по специальности 020 302 «Геофизика». – Саратов: Издательский центр «Наука», 2012. – 74 с.

В данном учебном пособии излагаются основные сведения о принципах построения сейсморазведочной регистрирующей аппаратуры, теоретических основах преобразования упругих колебаний грунта в электрические сигналы и характеристиках преобразующих устройств (сейсмоприёмники, геофоны), структуре сейсморазведочного регистрирующего канала, сейсморазведочных станциях и телеметрических сейсморазведочных регистрирующих системах.

Пособие ориентировано на курс «Сейсморазведка», читаемый на кафедре геофизики Саратовского государственного университета для студентов, обучающихся по специальности 020 302 «Геофизика».

УДК 550.8.053:519

ББК 26.2

ББК 26.21

Р е ц е н з е н т ы : докт. геол.-минерал. наук С.И. Михеев (НВНИИГГ)

канд.. геол.-минерал. наук В.Г. Балабанов (СГУ).

 Шестаков Э.С., Шелехова М.Д., 2012

 Издат. центр «Наука», 2012

Содержание

Содержание 3

Условные обозначения и сокращения 7

ИИС –информационно-измерительная система. 7

ИВК – информационно-вычислительный комплекс. 7

ИС – интегральная схема. 7

БИС – большая интегральная схема. 7

МкП – микропроцессор. 7

ЗУ, (ОЗУ,ПЗУ) – запоминающее устройство (оперативное и постоянное). 7

НЧ, ВЧ – низкочастотный, высокочастотный. 7

ФНЧ (ФВЧ) – фильтр нижних (верхних) частот. 7

F_N – частота Найквиста. 7

SWAP – Seismic Wave Parametrs (сейсмические волновые параметры) – название комплекса программ параметрической обработки сейсморазведочных данных. 7

СрК – сейсморегистрирующий канал. 7

СП – сейсмоприёмник (геофон). 7

ПУ, ВУ – предварительный усилитель , выходной усилитель. 7

РДД – регулятор динамического диапазона. 7

РЕГ – регистратор. 7

ПРУ (ЭРУ) – программный (экспоненциальный) регулятор усиления. 7

АРУ (АРА) – автоматический регулятор усиления (амплитуды). 7

ПАК (ПКА) – преобразователь аналог-код (код-аналог). 7

МАРУ – мгновенный регулятор усиления (составная часть ПАК цифровых сейсмостанций третьего поколения) 7

АЦП – аналого-цифровой преобразователь. 7

ССВ – система синхронизации возбуждения. 7

НЦС – накопитель цифровой сейсмический. 7

ФАРУ – блок фильтров и АРУ в тракте воспроизведения цифровых сейсмостанций ряда Прогресс-1  96. 7

ЭСПУ – электростатическое печатающее устройство. 7

ЛН (ЛВ) – линия наблюдения (возбуждения). 7

ТСС – телеметрическая сейсморегистрирующая система. 7

НКА (БКА) –наземный (бортовой) комплекс аппаратуры ТСС. 7

ЦРК – центральный регистрирующий комплекс, составная часть БКА ТСС. 7

БСД – блок сбора данных, основной элемент НКА ТСС. 7

БЛН – блок линии наблюдения ,телеметрическое устройство, управляющее БСД одной из линий наблюдения. 7

1. Характеристики сейсмического сигнала 8

1. Что представляет собой поле упругих колебаний, регистрируемое в сейсморазведке? 9

2. Каким образом характеристики геологической среды отображаются в сформировавшемся в ней поле упругих колебаний? 9

3. Каков основной критерий выбора характеристик сейсморазведочного аппаратурного комплекса? 9

4. Какими основными параметрами характеризуется поле упругих колебаний? 9

5. Что понимается под динамическим диапазоном сейсмического волнового поля? 9

6. В каких единицах измеряется динамический диапазон? 9

7. Каковы соотношения между основными значениями логарифмическими и линейными единицами отношений величин? 9

8. Каковы значения динамического диапазона для полей отраженных и преломленных волн? 9

9. Что понимается под частотным диапазоном сейсмического волнового поля? 9

10. Каковы значения частотного диапазона для полезных волн, используемых в методах отраженных и преломленных волн? 9

2. Понятие об информационно-измерительных системах (ИИС) 10

2.1 Структура, состав и особенности ИИС 10

2.3 Элементная база ИИС 12

2.4. Принципы транспорта информации в ИИС 13

2.4.1. Кодирование 13

2.4.2 Пропускная способность каналов связи 17

2.4.3. Уплотнение каналов связи. Сжатие данных. Буферирование. 18

2.5. Сейсморазведочные ИИС как линейные системы 19

2.6. Характеристики сейсморазведочных ИИС 21

3. Понятие о сейсмическом регистрирующем канале 25

3.1. Сейсморегистрирующий канал с невоспроизводимой (визуальной) регистрацией 25

3.2. Сейсморегистрирующий канал с записью на промежуточный носитель. Цифровой сейсморегистрирующий канал 26

4. Устройство и основы теории сейсмоприёмников 29

4.1. Индукционные сейсмоприёмники. 29

4.1.1. Вывод дифференциального уравнения индукционного СП 29

4.1.2. Характеристики СП с активной нагрузкой 34

4.1.3. Реакция СП на импульсное воздействие 37

4.2. Пьезоэлектрические сейсмоприёмники 37

4.3. Требования к СП 40

4.4 Характеристика направленности СП 43

5.0. Логические элементы и элементы счётно-решающих устройств 46

5.1. Логические элементы 46

5.1.1. Логический элемент «НЕ» (инвертор) 46

5.1.2. Логический элемент «ИЛИ» 46

5.1.3. Логический элемент «И» (схема совпадений) 47

5.1.4. Триггер 47

5.2. Элементы счётно-решающих устройств 48

5.2.1. Регистр 48

5.2.2. Сдвигающий регистр 49

5.2.3. Счётчик 50

5.2.4. Электронный ключ 51

5.2.5. Компаратор 52

5.2.6. Упрощенный аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 52

5.2.7. Принцип работы АЦП на основе «дельта-сигма» преобразования 54

6.0. Функциональные схемы цифровых сейсмостанций 59

6.1. Упрощенная функциональная схема (сейсмостанция «Прогресс-1») 59

6.2. Особенности сейсмостанции «Прогресс-96» 62

6.3. Сейсмостанция с линейным разделением каналов «Прогресс-Л» 64

6.4 Понятие о цифровых телеметрических сейсмических регистрирующих системах 72

Рекомендуемая литература 82

2. Бондарев В. И. «Сейсморазведка» Екатеринбург: ООО «ИРА УТК» 2007г. 690 с. 82

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. 82

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. 82

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. 82

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. 82

7. Федотов А.С. Харламов А.В. Телеметрическая система «ТЕЛЛС-3»: новые возможности. //Приборы и системы разведочной геофизики. 04/2010, С.21-22. 82