CN106291752B - 地震仪系统延迟测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地震仪系统延迟测试方法，包括以下步骤：分别计算得到和然后，和的差值即为地震仪系统延迟时间。其中，在计算的过程中，由于第1检波器和第2检波器在同一时刻开始采集震动数据，所以，检测到的震动信号初至时间差值△t只与两检波器的距离和震动信号的传播速度有关，与地震仪系统延迟时间无关；而在计算的过程中，所得到的震动初至信号时间t₂’受地震仪系统延迟时间的影响。因此，和的差值即为地震仪系统延迟时间。本发明提供的地震仪系统延迟测试方法，解决了传统地震仪系统延迟测试方法存在较大误差和实施困难的问题，保证了地震采集系统记录信号的起始时刻的准确性和稳定性。

Description

地震仪系统延迟测试方法

技术领域

本发明属于数据采集技术领域，具体涉及一种地震仪系统延迟测试方法。

背景技术

地震仪系统延迟时间是地震数据采集系统的一项重要技术指标，反映了地震采集系统记录信号的起始时刻的准确性和稳定性，是衡量系统时间采集精度的重要因素之一。

通常采用的地震仪系统延迟测试方法为：将每个检波器间隔相同的距离(道间距)插在地面上，雷管偏移量(炮检距)和道间距相同，浅坑引爆雷管，采集每道检波器检测到的震动波形。在采集到的震动波形上读取震动初至时间，然后以相同的炮检距和道间距为横轴，以每道检波器检测到的震动初至时间为纵轴作图，连接各时间点作直线，与纵轴相交，其截距即地震仪系统延迟时间。

上述方法虽然应用了统计学的原理，摆脱了对个别孤立时间值判别读取准确性的依赖。但是，其前提是在排列范围内，到达每个通道的地震波的速度恒定不变，并且道间距和炮检距需要严格相等。因此，实际应用中，由于受到测试地区的限制，最终会造成计算出的地震仪系统延迟时间值出现较大的误差，另外，采用上述方法操作比较繁琐。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种地震仪系统延迟测试方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种地震仪系统延迟测试方法，包括以下步骤：

步骤1，在同一条直线上，按从一侧向另一侧方向，依次选取位置P3、位置P1和位置P2；

在位置P1设置第1检波器；在位置P2设置第2检波器；在位置P3设置激发源；

步骤2，所述激发源、所述第1检波器和所述第2检波器均连接到主机，构成地震仪系统；

步骤3，当地震仪系统上电启动后，激发源发出震动信号；

步骤4，主机检测到震动信号已发出时，向所述第1检波器和所述第2检波器发送采集震动信号波形的通知消息；

所述第1检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到第1震动波形图；

所述第2检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到第2震动波形图；

步骤5，对所述第1震动波形图进行解析，提取得到第1震动初至时间t₁；对所述第2震动波形图进行解析，提取得到第2震动初至时间t₂；按公式△t＝t₂-t₁计算得到本次测量得到的时间差△t；

步骤6，重复步骤3-步骤5，进行多次测量，由此得到多个时间差△t；将所得到的多个时间差△t取平均值，得到

步骤7，关闭第1检波器；将激发源设置于所述位置P1，仍保持第2检波器设置于位置P2；

步骤8，地震仪系统上电后，激发源发出震动信号；

步骤9，主机检测到震动信号已发出时，向所述第2检波器发送采集震动信号波形的通知消息；

步骤10，所述第2检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到第2’震动波形图；

步骤11，对所述第2’震动波形图进行解析，提取得到本次测量得到的第2’震动初至时间t₂’；

步骤12，重复步骤8-步骤11，进行多次测量，由此得到多个第2’震动初至时间t₂’；将所得到的多个第2’震动初至时间t₂’取平均值，得到

步骤13，计算即最后的地震仪系统延迟时间。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的地震仪系统延迟测试方法，解决了传统地震仪系统延迟测试方法存在较大误差和实施困难的问题，保证了地震采集系统记录信号的起始时刻的准确性和稳定性。

附图说明

图1为本发明步骤2得到的第1检波器、第2检波器和激发源的布置图；

图2为本发明步骤5中对震动波形图进行解析的原理示意图；

图3为本发明步骤7得到的激发源和第2检波器的布置图；

图4为本发明步骤11中对震动波形图进行解析的原理示意图；

图5为本发明实施例中步骤4得到的第1震动波形图；

图6为本发明实施例中步骤4得到的第2震动波形图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明：

本发明提供的地震仪系统延迟测试方法，包括以下步骤：

步骤1，在同一条直线上，按从一侧向另一侧方向，依次选取位置P3、位置P1和位置P2；

此处，可以按照图1所示方向，按从左向右方向依次选取位置P3、位置P1和位置P2；当然，本领域技术人员可以理解，也可以按照从右向左方向依次选取位置P3、位置P1和位置P2，其实现原理完全相同。

在位置P1设置第1检波器；在位置P2设置第2检波器；在位置P3设置激发源；

步骤2，所述激发源、所述第1检波器和所述第2检波器均连接到主机，构成地震仪系统，即得到图1所示的第1检波器、第2检波器和激发源的布置图。

步骤3，当地震仪系统上电启动后，激发源发出震动信号；

步骤4，主机检测到震动信号已发出时，向所述第1检波器和所述第2检波器发送采集震动信号波形的通知消息；

所述第1检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到第1震动波形图；

所述第2检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到第2震动波形图；

步骤5，对所述第1震动波形图进行解析，提取得到第1震动初至时间t₁；对所述第2震动波形图进行解析，提取得到第2震动初至时间t₂；按公式△t＝t₂-t₁计算得到本次测量得到的时间差△t；

参考图2，为本步骤对震动波形图进行解析的原理示意图。

步骤6，重复步骤3-步骤5，进行多次测量，由此得到多个时间差△t；将所得到的多个时间差△t取平均值，得到

步骤7，关闭第1检波器；将激发源设置于所述位置P1，仍保持第2检波器设置于位置P2，即得到如图3所示的激发源和第2检波器的布置图。

步骤8，地震仪系统上电后，激发源发出震动信号；

步骤9，主机检测到震动信号已发出时，向所述第2检波器发送采集震动信号波形的通知消息；

步骤10，所述第2检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到第2’震动波形图；

步骤11，对所述第2’震动波形图进行解析，提取得到本次测量得到的第2’震动初至时间t₂’；

参考图4，为本步骤对第2’震动波形图进行解析的原理示意图。

步骤12，重复步骤8-步骤11，进行多次测量，由此得到多个第2’震动初至时间t₂’；将所得到的多个第2’震动初至时间t₂’取平均值，得到

步骤13，计算即最后的地震仪系统延迟时间。

在本发明上述方案中，为了使检测到的震动波形幅度变化微小，所选取的位置P1和位置P2的间隔需要满足：间隔不宜过大，需要能够保证检波器接收到一定强度的震动信号；同时，间隔也不宜过小，需要保证当激发点移到位置P1时，位于位置P2的检波器能够采集到有效的震动信号。

本发明所公开的上述方案中，在计算的过程中，由于第1检波器和第2检波器在同一时刻开始采集震动数据，所以，检测到的震动信号初至时间差值△t只与两检波器的距离和震动信号的传播速度有关，与地震仪系统延迟时间无关；而在计算的过程中，所得到的震动初至信号时间t₂’受地震仪系统延迟时间的影响。

进一步的，由于所代表的时间差为震动信号在位置P1和位置P2之间传输时间差，且不包含地震仪系统延迟时间；而所代表的时间差同样为震动信号在位置P1和位置P2之间传输时间差，但包含有地震仪系统延迟时间。因此，即为地震仪系统延迟时间。另外，由于位置P1和位置P2的位置始终固定不变，震动信号在位置P1和位置P2之间传播的速度不变，可排除由于速度问题对地震仪系统延迟的影响，减小了误差。另外，本发明所采用的和均为多次测量取平均值，应用了统计学的原理，提高了所测地震仪系统延迟时间的准确性和稳定性。

由于在地震勘探中对地层结构和厚度的判断都是以地震波的旅行时间为基础的，采集系统延时的准确度直接影响到地震资料处理时对地下层位判断的正确性，因而成为了地震数据采集系统必须考核的重要指标之一，在仪器的年检月检和使用前都要进行相应的测试校正。自△-Σ技术的24位地震仪问世以来，淘汰了传统的模拟滤波器而采用了先进灵活的数字滤波器技术。目前地震仪器普遍采用的数字滤波方式有最小相位滤波(Minimumphase filter)和线性相位滤波(linearphase filter)两种，其实现方法都建立在相应的数学算法基础上，不同的仪器采用的算法不尽相同，选择的滤波因子也不尽相同，因此出现了不同仪器的系统延迟时间各不相同，即使是同一种仪器，在不同的录制因素下，其系统延迟测试结果也不相同。采用本实用新型提供的对地震仪系统延迟的测试方法，不必考虑仪器内部采用何种滤波器，也不用考虑仪器采用的算法和选择的滤波因子，操作简单，适用范围广。此外，相对于取相同道间距与炮检距的方法而言，本实用新型对测试地点的要求降低，实用性强，测试方便，准确度高。

以下介绍一个具体实施例：

本实施例提供一种地震仪系统延迟的测试方法，包括如下步骤：

步骤1，如图1所示，在同一条直线上，按从左向右方向，依次选取位置P3、位置P1和位置P2；

在位置P1设置第1检波器；在位置P2设置第2检波器；在位置P3设置激发源；

其中，位置P3和位置P1的距离为2m；位置P1和位置P2的间距为3m。

步骤2，激发源、第1检波器和第2检波器均连接到主机；得到图2所示布局图。

步骤3，地震仪系统上电后，激发点发出震动信号；主机检测到震动信号已发出，向所述第1检波器和所述第2检波器发送采集震动信号波形的通知消息；

步骤4，第1检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到图5所示第1震动波形图；并提取检测到的震动初至时间t₁；

第2检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到图6所示第2震动波形图；并提取检测到的震动初至时间t₂；

求出时间差△t；

步骤5，激发点、第1检波器和第2检波器的位置保持不变，重复上述测量步骤3次，分别求出时间差△t，取其平均值记为测得数据如表1所示：

表1距第1检波器左2m处三次激发测试结果表单位：ms

步骤5，如图3所示，将激发点设置在位置P2；第2检波器的位置保持不变，即：激发点与第2检波器的间距为3m；

步骤6，关闭第1检波器，地震仪系统上电后，激发点发出震动信号，主机检测到震动信号已发出，向第2检波器发送采集震动信号波形的通知消息；

第2检波器开始采集震动信号波形，得到图6所示震动波形图，并提取检测到的震动初至时间t2’；

步骤7,重复步骤6，激发点与第2检波器位置保持不变，测量3次，取其平均值记为测得数据如表2所示：

表2在第1检波器处三次激发测试结果表单位：ms

步骤8，计算即最后的地震仪系统延迟时间。如表1、表2中数据所示，计算得到即地震仪的系统延迟时间为0.17ms。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种地震仪系统延迟测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在同一条直线上，按从一侧向另一侧方向，依次选取位置P3、位置P1和位置P2；

在位置P1设置第1检波器；在位置P2设置第2检波器；在位置P3设置激发源；

步骤2，所述激发源、所述第1检波器和所述第2检波器均连接到主机，构成地震仪系统；

步骤3，当地震仪系统上电启动后，激发源发出震动信号；

步骤4，主机检测到震动信号已发出时，向所述第1检波器和所述第2检波器发送采集震动信号波形的通知消息；

所述第1检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到第1震动波形图；

所述第2检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到第2震动波形图；

步骤5，对所述第1震动波形图进行解析，提取得到第1震动初至时间t₁；对所述第2震动波形图进行解析，提取得到第2震动初至时间t₂；按公式△t＝t₂-t₁计算得到本次测量得到的时间差△t；

步骤6，重复步骤3-步骤5，进行多次测量，由此得到多个时间差△t；将所得到的多个时间差△t取平均值，得到

步骤7，关闭第1检波器；将激发源设置于所述位置P1，仍保持第2检波器设置于位置P2；

步骤8，地震仪系统上电后，激发源发出震动信号；

步骤9，主机检测到震动信号已发出时，向所述第2检波器发送采集震动信号波形的通知消息；

步骤10，所述第2检波器在接收到该通知消息时，立即采集并记录震动信号，得到第2’震动波形图；

步骤11，对所述第2’震动波形图进行解析，提取得到本次测量得到的第2’震动初至时间t₂’；

步骤12，重复步骤8-步骤11，进行多次测量，由此得到多个第2’震动初至时间t₂’；将所得到的多个第2’震动初至时间t₂’取平均值，得到

步骤13，计算即最后的地震仪系统延迟时间。