SU1137419A2 - Способ временной синхронизации сейсморазведочных работ - Google Patents

Description

СО

4ib

Изобретение относитс  к сейсмич кой разведкеэ в частности к способам временной синхронизациц сейсморазвед очных работ, и предназначено- дл  кспользовани  на сейсмических станци х , расположенных на больших рассто ни х друг от друга, а также при проведении подземной сейсморазведки.

По ocнoвнo y авт.св. № 1035547 известен способ согласно Которому на каждой сейсмической станции формируют периодичес1{ую последователь- . ность меток времени, синхронных с метками времени других сейсмических ста;щиЙ5 путем преобразовани  сигн.ала .; иолучейного в результате iнoгo кргмпого с нхропного делени  х астоты опорного колебани . На ведуивй сейсмгсческой станции формиругот сигнал р .зрсиени  на использование очередной i-ie-TK времени дл  включени  исполнительного механизма сейс1-5ической стангак; , б ормируют сигнал разрепгени  путем кодировани  сигналов с промежуточ1 : .1х стадий делени  с-частотами 1,р;п-иг. частоте повторени  меток врсме П1„ Мезвду сейсмическими станци ми осутцествл ют передачу сигнала разрешени  па использование очередной метки времени. На ведомой сейсмической станции из поступающих сигналов выдел ют закодированный сигнал разрешени  на использование очередной метки времени путем синхронной се .лекции поступающих сигналов по частоте перед ;: етектиров,анием и селекции по местоположению во времени и их длительное™ после детектировани  в соответствии с частотными и временными характеристиками сигналов с аналогичных стадий делени  lj .

Известньш способ обеспечивает требуемую надежность синхронизации работы нескольких сейсмических станций , однако в процессе ; -эксплуатации оборудовани , при помощи которого реализуетс  известньй способ , ухудшаетс  точность синхронизации моментов запуска исполнительных механизмов сейсмических станций за счет временного дрейфа параметров аппаратуры Основным источником нарушени  синхронности формируемых на различных сейсмических станци х последовательностей меток времен  вл етс  временной дрейф частот опорных генераторов, который за нормативный срок эксплуатации составл ет величину пор дка 10 , что с-уг4ествен о превосходит допустимую величину расстроек опорных колебани-к

тенерируемых на различных станци х, по частотез равную , Поэтог-г;/. чтобы обеспечить требуемзпо синхронность включени  .исполнительных механизмов различных сейс шческих станций необходимо проводить дополнительные работы дл  обеспечени  требуемой синхронности формируемых периодических последовательностей меток времени в течение всего ..нормативно-: го срока эксплуатации,, т.е/осу ,ществл ть юстировку аппаратуры/ при. помоиси которой реализуетс  извест .ный способ. -На проведепие же периодических гостировок аппаратуры в полевыуслови х требуютс  дополнительные капитальные затраты на приобретение дорогосто щего измерительного оборудвани  с высокой степенью точности, , а также на npi-галечение персонала, имеющего высокую профессиональную подготовку в области электронной измерительной техники и метрологии.

Цель изобретени  - у1-.1еньшецие ка питалън 1Х затрат на проведение сейсморазведочных работ.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу временной синхронизации сейсморазведочных работ на каждой сейсмической станции . формируют периодическуто последовательность меток времени, синхронных с метками времени других сейсмических станций , путем преобразовани  сигнала, пол-ученного в результате многократного синхронного делени  частоты опорного колебани , осуществл ют между сейсмическими станци ми передачу сигнала разрешени  на использование очередной .метки, времени дл  включени  исполнительного механизма сейсмической станции, на ведущей станции формируют сигнал разрешени  на испатьзование очередной метки времени путем кодировани  сигналов с промежуточных станций делени  с частотами , кратными частоте повторени  меток времени, затем на ведомой станции из поступающих сигналов вьщел ют закодированньш сигнал разрешени  на использование очередной метки времени путем синхронной селекции поступаюшдта сигналов по частоте перед детектированием и селекции по местоположению во времени и их длительность после детектировани  в соответствии с частотами и временными характерист ками сигналов с аналогичных стадий делени , перед формированием периоди ческих последовательностей меток вре мени сравнивают по длительности сигн лы с идентичных стадий делени  по частоте опорных колебаний, генерируе мых на ведущей и ведомой сейсмических станци х, и на ведомой сейсмической станции результат сравнени  преобразуют в управл ющие сигналы, при помощи которых корректируют процесс делени  опорных колебаний по частоте, при этом на ведомой сейсмической станции генерируют опорные колебани  с частотой, превышающей частоту опорных колебаний, генерируемых на вед.ущей сейсмической станции , на величину, наход щуюс  в пределах от величины частотной, нестабильности опорного колебани  ,за нормативный срок эксплуатации до величинБ относительной ширины энергетическо1го спектра кодового сигнала раз решени  на использование очередной метки времени. В соответствии с предложенным спо собом синхронизации сейсморазведочных работ обеспечиваетс  формирование на сейсмических станци х, отсто  щих друг от друга, синхронных последовательностей меток времени из опор ньк колебаний, отличающихс  друг от друга по частоте на прот жении всего срока эксплуатации аппаратуры на которой реализуетс  предлагаемый способ. При этом в процессе проведени  сейсмической разведки осуществл етс  слежение за нестабильностью частоты опорного колебани  и со ответствующа  коррекци  процесса фор мировани - периодической последовательности меток времени без применени  дорогосто щего измерительного оборудовани . При этом исключаютс  затраты на оплату труда высококвалифицированного персонала,-т.е. требуема  синхронность меток времени обеспечиваетс  при з еньшении -капитальных затрат на проведение сейсмо разведочных работ. На чертеже приведено устройство, предназначенное дл  реализации пред лагаемого способа. Согласно предлагаемому способу осуществл ют синзсронизацию работы сейсмических станций, расположе цньк 194 на больших рассто ни х друг от друга, между которыми прокладка кабельных линий св зи затруднительна или физически невозможна. Каждую сейсмическую станцию снабжают аппаратурой дл  формировани  меток времени: блоками хранени  меток времени. Перед началом работы блоки храненич меток времени доставл ют в одно место дл  их синхронизации. Осуществив синхронное включение блоков хранени  меток времени, сравнивают по длительности сигналы с идентичных стадий делени  по частоте опорных колебаний, генерируемых блоками хранени  меток времени ведущей и ведомой сейсмических, станций. Результаты сравнени  преобразуют в информационные электрические сигналы, запоминают их и хран т в блоке хранени  меток времени ведомой сейсмической станции. После синхронизации блока хранени  меток времени размещают на рабочих местах. На каждой сейсмической станции формируют периодическую последовательность меток времени. Дл  этого генерируют опорные колебани  заданной частоты. Причем частота опорных колебаний, генерируемых на ведомой сейсмической станции превьшает частоту опорных колебаний, генерируемых на ведущей сейсмической, станции на величину, наход щуюс  в пределах от величины частотной нестабильности опорного колебани  за нормативный срок эксплуатации до величины относительной ширины энергетического спектра кодового сигнала разрешени  на использование, очередной метки времени. Опорные колебание многократно дел т по частоте. На ведомой сейсмической станции из информационных сигналов, хранимых в пам ти, формируют управл ющие сигналы, при помощи которых корректируют процесс делени  опорных колебаний . При этом обеспечиваетс  равенст-во периодов повторени  и синхронность меток времени на. ведущей и ведомой сейсмических станци х. Между сейсмическими станци ми осуществл ют передачу сигнала разрешени  на использование очередной метки времени дл  включени  исполнительного механизма . Сигнал разрешени  формируют на ведущей сейсмической станции. Дл  этого кодируют сигналы с промежуточных стадий делени  с частотами, кратнши частоте повторени  меток времени.. ТГолученньй кодовый сигнал передают по каналу радирсв эи на веомую станщпо и через дешифратор на 5 сполнительный механизм ведущей стаццин . На ведомой станции осуществл т синхронный прием поступающих сигналов , чтобы из всей массы поступаю- flix сигналов вьщелйть закодированный 0 сигнал разрегаени  на использование очередной метки времени. Вначале обеспечивают синхронную селекцию поcTynaionpix сигналов в соответствии с частотой сигнала, получаемого на 5 апалогичнрй стадии делени , что и сигнал, используемый в качестве иеС5пдего После детектировани  вьздеенпык сигналов осуществл ют их селекцию по местоположению во времени 20 и их длительности в соответствии С вpe eIIHыми карактеристиками сигна- лоп, получаемых на тех же стади х делени , что и сигналы, из которых фGp шpyют огибающую кодового сигнала 25 Вьздвленные сигналы расшифровывают и подают на исполнительный механизм ведомой станции.

Реализаци  предлагаемого способа осуществл лась на сейсмических стан- 30 дн х при проведении подземной сейсморазведки , вьшолн емой по схеме дневна  поверхность - выработка, когда источник сейсмических колебаний устанавливаетс  на дпе1зной по- J5 верхности, а сейсмоприемники - в подземный горных выработках шахты или рудника. В качестве ведущей сейсмической станции использовалась станци , на которой установлен сей- 40 смоприемник, а в качестве ведомой сейсмической станции - станци , на которой установлен генератор сейсмических колебаний. Кажда  сейсмичес-. ка  станци  снабжалась аппаратурой 45 дл  формировани  меток времени: блоками хранени  меток времени. Блок 1 хранени  меток времени веду- щей сейсмической станции содержал генератор 2 опорных колебаний., де- 50 литель 3 частоты, формирователь 4 меток времени, коммутатор 5 и схему б синхронизации. Делитель 3 частоты выполн етс  на двоичных счетчиках. В качестве коммутатора 5 использова- 55 лась схема совпадений. Блок 7 хранени  меток времени ведомой сейсмической станции содержал генератор 8

опорных колебаний, элемент И 9, делиТель 10 частот, вьшолненный на двошгаык; счетчиках, формироватачь 11 меток времени, ко чмутатор .12, выполненньй в виде схемы совпадений , схему 13 синхронизации и схему 14 юстировки. Перед началом работы блоки 1 и 7. доставл лись в одно место дл  их синхронизации. Соединив блоки 1 и 7 друг с, другом по цепи син;сронизации , осуществл ют запуск рхемы 6 синхронизации блока 1.

Первым импульсом, вьфабатываемым схемой- 6, синхронизировались делители 3 и ID частоты и переводилась в режим измерени  схема 14 юстировки . После окончани  первого пмпулъ- са синхронизации дел.итап ми 3 И 10 частоты осуществл лось синхронное деление опорных колебаний по частоте . Генератором 2 генерировались опорные колебани  с частотой 12000006, 1 Гц, а генератором 8 опорные , колебани  с частотой 12000042, 1 Гц. Относительна  рас стройка генераторов 2 и 8 по часто- те составл ла величину ЗЮ , что превьшает величину временного дрей-фа частоты генератора 2 и 8, равную (1-2)10 и меньше величины относи- тельной ширины энергетического cneKtpa кодового сигнала, равной . Поскольку генераторшш 2 и 8 генерировались опорные колебани  различной частоты, а делители 3 и 10 начали работу синхронно, то первым по вилс , сигнал на промежуточном выходе 1 делител  10, а на идентичном ему . промежуточном выходе 15 делител  3 . сигнал, .отсутствовал. Длительность периода повторени  сигналов на промежуточных выходах 15 делителей 3 и 10 частоты равн лась 26 с. Сигнал с промежуточного выхода 15 делител  10 частоты на первой вход схемы 14 юстировки, на второй вход которой через 13 с подавалс  сигнал с пpoмe уточного выхода 15 делител  3 частсгты . Таким образом, длительность перирда сличени  составл ла 13 с. Сигнал с промежуточного выхода 15 дели- тел  3 частоты также подавалс  на вход схемы 6 .синхронизации, после чего схемой 6 вырабатывалс  импульс, при помощи которого осуществл лс  запуск схемы 13 синхронизации блока 7 хранени  меток времени ведомой сейсмической станции. Схемой 13 вырабатывалс  импульс, при помощи которого схема 14 юстировки переводилась из режима измерени  в рабочи режим и осуществл лась повторна  си хронизаци  делителей .3 и 10 частоты . После этого блоки 1 и 7 хранени меток времени развозились по рабочи местам. На ведущей сейсмической станции опорные колебани , вырабатьшаёмые высокостабильным генератором 2, делились многократно по частоте при помощи делител  3 частоты. Сигнал, полученньй в результате делени , преобразовывалс  в периодическую последовательность меток вре мени с периодом, равным 210 с,, при помощи формировател  4 меток времени . Полученные метки времени подавались на коммутатор,5. Дл  формиро вани  кодового сигнала разрешени  на использование очередной метки времени использовались простейший способ кодировани  .команд - числоимпульсньй код, и простейший способ модул ции - амплитудна  манипул ци  При этом кодировались сигналы с промежуточной стадией делени  с час тотами, кратными частоте повторени  меток времени. При помощи формирова - тел  16 огибающей кодовых сигналов, на входы которого подавались сигналы с дополнительных выходов 17-20 делител  3, формировали огибающую :кодового сигнала. Последовательност импульсов с длительностью импульсны посьток, равной 13 с, с выхода формировател  16 подавались на модул тор 21 и через дешифратор 22 на ком мутатор 5 исполнительного механизма ведущей сейсмической станции. При помощи модул тора 21 огибающа  кодового сигнала разрешени  заполн -- лась видеоимпульсами, поступающими с дополнительного выхода 23 делител  3. Промодулированный сигнал с частотой, равной 19,6 Гц подавалс  на передающую антенну 24. На ведомой сейсмической станции также формировалась периодическа  последовательность меток времени, n риод повторени  которьк совпадал с периодом повторени  меток времени , формируемых на ведущей сейсмической станции, с точностью. . Дл  этого на один вход элемента 9 И подавалс  сигнал от схемы 14 юстировки , а на его второй вход сигнал с генератора 8. При этом пе198 риод повторени  сигналов на тактирующем выходе и полупериод повторени  сигналов на дополнительном выходе 15 делител  10 увеличивались на величину измеренной разности между полупериодами повторени  сигналов на промежуточных выходах 15 делителей 3 и 10 блоков 1 и 7 храненич меток времени. Одновременно с этим из всей массы поступивших сигналов в приемном устройстве 25 ведомой сейсмической станции вьщел етс  кодовый сигнал разрешени  на использование очередной метки времени. При помощи синхронных фильтров 26, управл емых импульсным напр жением с дополнительного выхода 27 делител  10 с частотой , кратной частоте несущего колебани  19,6 Гц, осуществл лс  синхронный прием поступаюш;их сигналов. Затем сигналы детектировались детектором 28 и подавались на коммутатор 29, при помощи которого осуществл лась селекци  импульсных сигналов по длительности и местоположению во времени в соответствии с временными характеристиками сигналов с дополнительных выходов 17-20 делител  10., Бьщеленный врезультате селекции сигнал через дешифратор 30 подавалс  на коммутатор 12 исполнительного механизма блока 7 хранени  меток времени ведомой сейсмической станции . При этом погрешность взаимной синхронизации сейсморазведочных станций не превьш1ала величины 0,3 - 0,5 мс. Основным преимуществом.предлагаемого способа по сравнению с базовым (в качестве базового объекта принимаетс  методика осуществлени  синхронизации сейсморазведочн| к работ, разработанна  в Харьковском .институте радиоэлектроники и Украинском филиалё Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела)  вл етс  то что он позвол ет обеспечить заданную точность синхронизации сейсморазведочных работ при условии использовани  сравнительно низкокачественной аппаратуры. При этом исключаетс  необходимость введени  в комплект сейсморазведочного оборудовани  доогосто щей измерительной аппаратуры л  юстировки блоков хранени  меток ремени. 9 Ожидаемый экономический эффект

счет снижени  капитальных затрат на проведение сейсморазведочных работ

аппаратуры, реализующей предлагаемый способ. 113741910 за составит 4,5-6 тыс.руб, на 1 комплект

Claims (1)

1. ' СПОСОБ ВРЕМЕННОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ ‘по авт.св. № 1035547, отличающийся тем, что,с целдю уменьшения капитальных затрат на проведение сейсморазведочных работ, перед; формированием периодических последовательностей меток времени сравнива'ют по длительности сигналы с Идентичных стадий деления по частоте опорных колебаний, генерируемых на веду^; щей и ведомой сейсмических станциях, и на ведомой' сейсмической станции ~ результат сравнения преобразуют в управляющие сигналы, при помощи которых корректируют процесс деления опорных колебаний по частоте, при этом на ведомой сейсмической станции генерируют опорные колебания с частотой, превышающей частоту опорных колебаний, генерируемых на ведущей сейсмической станции, на величину, находящуюся в пределах от величины часг тотной нестабильности опорного коле-j бания за нормативный срок эксплуатации до'величины относительной ширины энергетического спектра кодового сигнала разрешения на использование очередной метки времени.