Устройство ввода аналоговой информации в ЭВМ.

 Главным элементом устройства ввода аналоговой сейсмической записи в ЭВМ является аналого-цифровой преобразователь (АЦП) , вы­полняющий операции преобразования непрерывного сигнала в цифровой код. В настоящее время известно несколько систем АЦП . Для кодирования сейсмических сигналов в боль­шинстве случаев используются преобразователи поразрядного взвешивания с обратной связью . Принцип действия такого преобразователя основан на сравнении входного напряжения (отсчетной амплитуды) с ком­пенсирующим. Компенсирующее напряжение Uk изменяется пораз­рядно в соответствии с тем, превышает ли сумма напряжений вход­ную величину Ux. Одним из основных узлов АЦП являются циф­ро-аналоговый преобразователь (ЦАП) , управляемый но опреде­ленной программе нуль-органом , сравнивающим преобразуемое напряжение с выходным напряжением ЦАП. При первом тактовом импульсе на выходе ЦАП возникает напряжение UK , равное 1/2Uэ. Если оно превышает суммарное напряжение Ux , тогда в положении «нуль» окажется триггер старшего разряда . В противном случае (Ux > UKl) триггер старшего разряда окажется в положении единица. Пусть в первом такте   выполнялось неравенство  Ux < 1/2Uэ и в первом разряде выходного регистра записан нуль. Тогда во втором такте Ux сравнивается с эталонным напряжением 1/4Uэ , соответствующим единице следующего разряда. Если Ux > Uэ , то во втором разряде выходного регистра запишется единица , а в третьем такте сравнения Ux будет сопоста­вляться с эталонным напряжением 1/4Uэ + 1/8Uэ , соответствую­щим единице в следующем разряде. В каждом очередном i-том такте сравнения , если в предыдущем была записана единица , напряжение Uki-1 увеличивается на величину Uэ /2 до тех пор , пока Ux не окажется меньше Uki. В этом случае выходное напря­жение Ux сравнивается с Uki+1 = Uэ/2    ∙ Uэ/2      и т. д. В результате сравнения Ux с поразрядно изменяемым UK в положении «нуль» окажутся триггеры тех разрядов, включение которых вызвало перекомпенсацию , а в положении «единица» -триггеры разрядов , обеспечивших наилучшее приближение к изме­ряемому напряжению. При этом в выходном регистре запишется число , эквивалентное входному напряжению ,

Ux = ∑aiUэ/2

                    где  n — число  разрядов  выходного  кода  АЦП ;   аi =  {

С выходного регистра через блок сопряжения вводного устрой­ства по команде ЭВМ цифровой код пересылается в ЭВМ для дальнейшей программной обработки. Зная принцип работы ана­лого-цифрового преобразователя , нетрудно понять назначение и принцип работы основных блоков устройства ввода аналоговой информации в ЭВМ.

Основными элементами устройства ввода являются: 1) элек­тронно-механическая система барабанного типа для протяжки и считывания стандартной магнитной пленки , эквивалентная применяемым па аналоговых сейсмических станциях и обрабаты­вающих машинах ; 2) блок воспроизведения , включающий усилители воспроизведе­ния , частотные фильтры , АРУ ; 3) блок выработки импульсов квантования , включающий усилитель , формирователь марок вре­мени и схему , компенсирующую нелинейность протяжки магнит­ной пленки в процессе записи (воспроизведения) , и обеспечиваю­щий постоянный шаг δt между отсчетными значениями ; 4) блок преобразования (аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобра­зователи) ; 5) блок сопряжения устройства ввода с ЭВМ.

Устройство вывода для построения сейсмических разрезов.

Результатом обработки сейсмической информации на ЭВМ является временной либо глубинный разрез , представленный в виде последовательности трасс х = const , эквивалентных трас­сам сейсмограммы. При длительности полезной записи в 5с и шаге квантования в 0,002с каждая трасса временного разреза содержит 2500 отсчетных значений. Число отсчетных значений на трассе глубинного разреза , сохраняющего динамику записи , опре­деляется максимальным временем t0max временного разреза, v(t0max) и шагом квантования ∆z по оси z. Так , например , при t0max = 5с , v(t0max =5 с) =4 км/с и ∆z = 2,5м число отсчетных значений на трассе глубинного разреза равно 4000. Совокуп­ность отсчетных амплитуд , программно приписанных времени k δt либо глубине l ∆z , потрасcно хранится в соответствующих зонах НМЛ ЭВМ (либо на дисках). При такой форме размещения резуль­татов обработки процесс вывода разреза на построитель практи­чески близок процессу вывода на фотоблок временного разреза, полученного на аналоговых машинах. Отличие заключается в необходимости преобразования последо­вательности отсчетных значений в непрерывный сигнал.

Построитель сейсмических разрезов представляет собой уни­версальный фотоблок , оснащенный обратным преобразователем (ЦАП) , аналоговым блоком и схемой логики , обеспечивающей нормальное функционирование устройства в процессе работы. Учитывая необходимость многократного воспроизведения сейсми­ческого разреза (использование различных способов записи , режи­мов АРУ , полосы пропускания фильтров и усиления) , некоторые построители оснащаются магнитным барабаном стандартного типа , и блоком записи -  воспроизведения , позволяющими в процессе записи разреза на фотоноситель одновременно регистрировать его в аналоговой форме на магнитной пленке. В последующем ви­зуализация разреза выполняется минуя ЭВМ.

Устройство подготовки данных предназначено для воспроиз­ведения полевых магнитных записей для анализа данных, обеспе­чивающего выбор оптимальных параметров и контроль качества отметки момента взрыв 

Устройство ввода и вывода предназначено для поканального ввода аналоговой сейсмической информации в ЭВМ и вывода результа­тов обработки , регистрируемых в аналоговой форме на стандарт­ной магнитной пленке. Электронная и механическая системы устройства рассчитаны на скорость считывания (записи), кодирования (декодирования) , в 24 раза превышающую скорость записи в поле (0,25с на трассу).

Фотопостроитель (ФП) представляет собой системы для поканального воспроизведения способом переменной плотности на фотоносителе аналоговых снгналов , зарегистрированных на стан­дартной магнитной пленке. Универсальный фотопостроитель (УФП) в отличие от ФП поз­воляет воспроизводить сейсмическую информацию различными способами (переменная плотность , площадь , амплитуда , символы) и варьировать масштаб записи по осям t и х.

Спецпроцессоры.

Помимо устройств ввода-вывода , универ­сальные ЭВМ дополняются спецпроцессорами , предназначенными для преобразования цифровой информации по одному или несколь­ким алгоритмам , не требующим перенастройки системы в про­цессе обработки массива данных (сейсмической трассы , сейсмо­граммы , набора сейсмограмм). К числу таких алгоритмов отно­сятся свертка , преобразование Фурье , упаковка и распаковка мас­сивов , регулируемое направленное суммирование по фиксирован­ным направлениям , вычисление функции авто- и взаимной кор­реляции и ряд других. Реализация указанных алгоритмов про­граммным путем на универсальных ЭВМ сопряжена с большими затратами машинного времени , во многом несоизмеримыми с затра­тами времени на другие алгоритмические операции.

В спецпроцессорах , решающих данные задачи , ускорение преобразования достигается за счет жесткой коммутации. Пере­коммутация устройства выполняется внешними переключателями либо перфокартами , задающими режим работы. Типичным спец­процессором является устройство быстрой свертки (конвольвер) , используемое для фильтрации , а также для вычисления функций авто- и взаимной корреляции. Фильтрация (прямая, обратная) , выполняемая во временной форме , базируется на свертке опера­тора фильтра , заданного импульсной реакцией , с сейсмической трассой. Для получения одной отсчетной амплитуды результиру­ющего сигнала на выходе фильтра с оператором из l точек необ­ходимо произвести l операций умножения двух чисел и операцию сложения l произведений. В комбинации ЭВМ - спецпроцессор указанная задача решается следующим образом. По заданной трассе либо другой априорной информации ЭВМ определяет опе­ратор фильтра. Реализация данного этапа фильтрации на универ­сальной ЭВМ связана с многообразием способов определения импульсной реакции фильтра. Отсчетные значения оператора и трассы по каналу связи пересылаются в конвольвер , выполняющий операцию свертки. Результат свертки, в виде последователь­ности отсчетных значений отфильтрованной трассы, вновь посту­пает в ЭВМ для дальнейшей обработки. Наряду с конвольверами для ускорения процесса фильтрации в частотной форме универсальные ЭВМ оснащаются спецпроцессорами для быстрого преобразования Фурье.

Детальное изучение алгоритмов метода ОГТ позволило выде­лить серию стандартных преобразований , постоянно применяемых в процессе обработки. В результате стал возможным синтез гиб­ридных спецпроцессоров , в которых закоммутирована не одна , а целая серия стандартных операций обработки данных МОГТ. Однако , в отличие от аналоговых машин с жестким набором операций , указанные устройства управляются универсальной ЭВМ , что в целом не уменьшает гибкости всей системы. Стремле­ние повысить роль геофизика в процессе обработки данных МОГТ на ЭВМ , особенно на этапах , формализация которых не достигла уровня , обеспечивающего требуемую точность в различных сейсмогеологических ситуациях , привело к созданию специализиро­ванных систем взаимодействия геофизик - ЭВМ. Данные системы помимо универсальной ЭВМ высокого класса , включают специали­зированную ЭВМ , управляющую одним или несколькими видепреобразователями со световым пером. В результате процесс обра­ботки исходной информации превращается в единый замкнутый цикл , когда часть процедур выполняется программным путем , а другая часть , в основном интерпретационного характера , - визуально , на основе анализа промежуточных данных , воспроиз­водимых на экране ЭЛТ.

3.5 организация полевых сейсморазведочных работ.

В работе партии выделяются следующие периоды.

1. Организация партии до выезда к месту полевых работ (на базе экспедиции). Фактическое начало организации партии – дата издания приказа о формировании партии и назначении начальника. В это время партия комплектуется инженерно-техническими кадрами , прошедшими медосмотр и прививки в зависимости от района работ , оснащается аппаратурой , оборудованием , транспортными средствами , материалами , спецодеждой , спецобувью , средствами индивидуальной защиты , противопожарным инвентарем. Организуется доставка персонала , аппаратуры , оборудования ,транспортных средств , других грузов к месту производства работ. Формируется акт готовности выезда партии на полевые работы.

2. Организация партии на месте полевых работ. В это время окончательно формируется персонал партии. Заключаются договора на аренду территорий и помещений. Подготавливаются к работе аппаратура и оборудование. Проводится техосмотр автотранспорта , грузоподъемных механизмов и приспособлений. Организуется радиосвязь. Заключаются договора с вневедомственной охраной. Организуются склады материально-технических ценностей , ГСМ , ВМ , газов и т.п. Проводятся инструктаж персонала и проверка (экзамены) знаний норм и правил производства работ , техники безопасности , производственной санитарии и гигиены , пожарной безопасности , электробезопасности.

Подготавливают : акт готовности партии к началу полевых работ с приложением серии документов , включая перечень объектов и работ повышенной опасности ; приказ о назначении лиц , ответственных за безопасность объектов и производство работ повышенной опасности ; список личного состава ; должностные инструкции ИТР и служащих ; утвержденные программы обучения ИТР и служащих ; утвержденный перечень инструкций по технике безопасности ; приказ о постоянно действующей комиссии по проверке знаний Правил безопасного ведения работ ; протоколы проверки знаний Правил безопасности у личного состава партии ; журналы инструктирования рабочих ; технические паспорта машин и оборудования ; график планово-предупредительного ремонта техники ; приказ о закреплении технических средств за ответственными лицами ; приказ об организации противопожарной службы , погрузочно-разгрузочных работ ; журнал регистрации радиосвязи ; журнал контрольных сроков маршрутов дальних рейсов и разовых инструктажей водителей ; план оргтехмероприятий по ТБ ; протокол рабочего собрания по результатам подготовки к полевым работам , а также выборам общественных инструкций по ТБ.

Началом полевого периода считается день , когда получены первые записи , которые можно использовать для решения поставленной проектом задачи. В полевом периоде должен быть выполнен весь комплекс полевых работ , предусмотренный проектом , проведена предварительная обработка получаемых данных , в основе которой лежит подготовка к передаче на вычислительный центр. Полученные в поле материалы подвергают экспресс-обработке , включающей предварительную корреляцию статических и кинематических поправок и построение предварительных временных разрезов по отработанным профилям.

Все работы , выполняемые партией в полевой период , должны строго соответствовать методическим приемам и схемам наблюдений , предусмотренных проектом, а также быть увязанными с административными и общественными организациями , владельцами территорий на которых должны выполняться полевые работы , а также с другими близко расположенными геофизическими и геологическими службами. Окончанием полевого периода считается день получения последних сейсмических записей , необходимых для решения поставленных проектом задач.

В камеральный период осуществляется окончательная обработка на ЭВМ полученных материалов , составление и защита окончательного отчета, Ввиду специфики подготовки данных для передачи их на вычислительный центр (ВЦ) процесс организации обработки полученных материалов должен представлять собой отдельный этап в периоде камеральных работ.

Заключение.

Преимущества метода ОГТ.

Внедрение метода ОГТ привело к существенному повышению геологической эффективности сейсморазведки во многих нефтегазонозных районах страны и позволило приступить к изучению сложнопостроенных областей в глубинных этажах разреза , и том числе структур приразломного типа в Нижнем Поволжье и на акватории Черного моря , зон стратиграфического и литологического выклинивания пород в Западном Предкавказье и в южной части Западно-Сибирской платформы , зоны сочленения Русской платформы и Предкавказья .

При проведении полевых работ МОГТ с целью повышения эффективности получил применение ряд методических усовершенствований , основными из которых считаются : способы формирования короткого импульса с целью повышения разрешающей способности метода ; системы с большими удалениями с целью лучшего ослабления кратных  волн ;  регистрация колебаний в области низких частот с целью картирования фундамента и подсолевых горизонтов , с которыми связаны низкочастотные отраженные волны ; опробование новых источников ; системы с увеличенной кратностью в зонах интенсивных помех с целью их ослабления. Однако следует отметить, что объемы и уровень этих работ совершенно недостаточны.

При обработке материалов ОГТ , осуществляемой на аналоговых и цифровых машинах примерно в равных объемах , используются усовершенствования и дополнительные блоки , что позволяет повысить эффективность и производительность использования машин. Совершенствуются способы оптической обработки , которые применяются на разных этапах комплексной машиной обработки и дают возможность оперативно анализировать исходную сейсмическую информацию или данные обработки ,а также улучшать прослеживаемость полезных волн в стадии интерпретации результатов суммирования по системам ОГТ .

Недостатки метода ОГТ.

Производительность работ МОГТ продолжает оставаться невысокой   и нужно еще много работать над использованием имеющихся резервов.

К недостаткам в области машинной обработки материалов на ЭВМ следует отнести в разных организациях в практической работе использование нескольких комплексов программ , что затрудняет обмен программами и тормозит развитие метода .

Другим фактором, в какой то мере сдерживающим внедрение метода ОГТ, является недостаточное в ряде случаев обоснования систем ОГТ и связанное с этим снижение эффективности сейсморазведки , отсутствие достаточно мощных ЭВМ , отвечающих современным требованиям , и специальной периферийной аппаратуры.

Применение системы ОГТ связано с заметным удорожанием полевых работ  , обусловленных их усложнением. Это обстоятельство ограничивает применение ОГТ районами , где достигается существенное повышение геологической эффективности. Но как правило решением такого недостатка может быть достигнуто путем значительного увеличения расстояния между соседними приемниками (центрами групп).

Список литературы :

1. Мешбей В.И. Сейсморазведка методом общей глубинной точки. – М., ”Недра”, 1973.

2. Сейсморазведка : справочник геофизика. В двух книгах / под ред. Номоконова В.П. – М., “Недра”, 1990.

3. Гурвич И.И, . Номоконов В.П. Сейсморазведка. – М., “Недра”, 1981.

4. Современное состояние сейсморазведки методом ОГТ. – М., ВИЭМС , 1974.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6