CN109031407B - 用于工程物探的地震道数字自动覆盖装置及其方法 - Google Patents

用于工程物探的地震道数字自动覆盖装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于工程物探的地震道数字自动覆盖装置及其方法,涉及工程物探领域。该装置包括高分辨地震仪、数字控制面板和检波器,所述的高分辨地震仪上设有若干个航空插头接口,每个航空插头接口分别连接一条电缆,每条电缆上间隔设有12道检波器,所述的数字控制面板外接于高分辨地震仪上,数字控制面板上设有与检波器一一对应的检波器控制按钮,检波器控制按钮通过导线连接高分辨地震仪上的航空插头接口,每个检波器控制按钮控制一道检波器的触发和关闭。本发明提高了野外物探工作效率及保证了数据采集质量,实现目前国内地震仪数据采集覆盖困难,工作繁琐及资料混杂的问题。

Description

用于工程物探的地震道数字自动覆盖装置及其方法
技术领域
本发明涉及工程物探领域,具体涉及一种用于工程物探的地震道数字自动覆盖装置及其测试方法。
背景技术
为了获得共反射点道集的资料和压制多次反射波之类的特殊干扰波,提高地震记录的信噪比。在野外必须使用一种专门的观测系统,即在测线上,通过有规律的同时移动激发点与接收点排列来达到对地下界面反射点重复采集(观测)的目的,这种观测系统称为多次覆盖的观测系统。
为便于多次覆盖观测系统野外工作的顺利进行,需采用地震道覆盖装置。鉴于目前国内地震仪数据采集中无法实现自动覆盖、采集效率低或装置笨拙且易出错等特点,亟需开发一种地震道数字自动覆盖装置,该装置主要用于地震反射、瞬态面波等数据采集。
发明内容
本发明针对目前国内地震仪每一根电缆的检波器对应高分辨地震仪中的航空插头上的相应接头,测试时高分辨地震仪上航空插头上的接头是固定不变的,需要人工移动电缆以及电缆上的检波器。如测试的断面较大,还需多次人工移动电缆以及电缆上的检波器才能完成整个断面的物探工作,此方法数据采集无法实现自动覆盖、采集效率低或装置笨拙且易出错等特点,为了提高野外数据采集工作效率,开发了一种用于工程物探的地震道数字自动覆盖装置。
本发明所采用的具体技术方案如下:
一种用于工程物探的地震道数字自动覆盖装置,其包括高分辨地震仪、数字控制面板和检波器,所述的高分辨地震仪上设有若干个航空插头接口,每个航空插头接口分别连接一条电缆,每条电缆上间隔设有12道检波器,所述的数字控制面板外接于高分辨地震仪上,数字控制面板上设有与检波器一一对应的检波器控制按钮,检波器控制按钮通过导线连接高分辨地震仪上的航空插头接口,每个检波器控制按钮控制一道检波器的触发和关闭。
作为优选,所述的高分辨地震仪上的航空插头数量为3个或3个以上。
作为优选,所述的数字控制面板上设有显示屏。
作为优选,所述数字控制面板上的检波器控制按钮分为多组,每组检波器控制按钮为12个,每组检波器控制按钮连接一个航空插头接口。
作为优选,所述的电缆末端设有与航空插头接口配套的插头,插头以可拆卸插拔的方式与航空插头接口相连。
本发明的另一目的在于提供一种基于上述地震道数字自动覆盖装置的工程物探数据采集方法,第一种方法通过单次覆盖采集数据,其步骤如下:
1)根据工程勘察设计要求,将一条或多条电缆铺设于测线上,且检波器沿测线等间距设置,保证检波器与地面耦合良好;
2)通过数字控制面板上的检波器控制按钮,同时触发启动测线所有检波器;在炮点位置进行第一炮炮击,利用已被触发启动的所有检波器分别接收波形,实现现场数据采集。
本发明的另一目的在于提供一种基于上述地震道数字自动覆盖装置的工程物探数据采集方法,第二种方法通过多次覆盖采集数据,其步骤如下:
1)根据工程勘察设计要求,将多条电缆铺设于测线上,且检波器沿测线等间距设置,保证检波器与地面耦合良好;
2)通过数字控制面板上的检波器控制按钮,同时触发启动测线上靠近炮点一侧的连续12道检波器;在炮点位置进行第一炮炮击,利用已被触发启动的12道检波器分别接收波形;
3)根据物探要求的覆盖次数,通过数字控制面板上的检波器控制按钮,关闭测线上靠近炮点一侧的连续若干道检波器,然后触发启动等数量的检波器,使测线上依然有12道连续的检波器处于触发启动状态;移动炮点,使炮点与当前处于触发启动状态的最近检波器距离与第一炮炮击时相同;在新的炮点位置进行第二炮炮击,利用已被触发启动的12道检波器分别接收波形;
4)不断重复步骤3),直至达到要求的覆盖次数。
本发明的地震道数字自动覆盖装置相对于现有技术而言,具有以下优点:
(1)本发明在目前国内高分辨地震仪上增加若干个供扩展的航空插头接口,设置相应的配套插头以及外接一根电缆或多根电缆,此时可以在新增加的电缆上放置更多道的检波器。如测试断面距离较大时,可在前期一次性预布设好电缆以及检波器,不需多次人工移动电缆以及电缆上的检波器,从而提高野外物探工作效率。
(2)在目前国内高分辨地震仪上外接了数字控制面板,采用控制导线连接该数字控制面板与高分辨地震仪上相应的航空插头接口,该数字控制面板含屏幕以及键盘,可通过类似笔记本电脑和平板电脑的操作方式,实现自动化远程控制检波器。测试时只需前期根据工程需要,预布设好电缆以及检波器,然后工程测试人员在数字控制面板上只需按下相应的开关按钮即可触发和关闭电缆上相应的检波器,实现地震道自动覆盖,方便数据采集,采集资料明晰,降低干扰,提高物探工作效率以及数据的精度。
附图说明
图1为国内普遍采用的地震道高分辨地震仪现场数据采集示意图;
图2为本发明的地震道数字自动覆盖装置及现场数据采集示意图;
图3为本发明的地震道数字自动覆盖装置数字控制面板示意图;
图4为现场数据采集后采用地震处理软件进行数据处理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下,均可进行相应组合。
本发明用于工程物探的地震道数字自动覆盖装置,是基于国内传统的地震道数字覆盖装置,即高分辨地震仪(如图1所示)改进而成的。高分辨地震仪主要用于和检波器通过电缆配合,实现物探过程中的地震反射、瞬态面波等数据采集,可根据实际需求采用不同型号的地震仪实现。
如图2所示,为本发明装置的结构示意图,其主要包括高分辨地震仪、数字控制面板和检波器,在高分辨地震仪上设有若干个航空插头接口,本实施例中接口数量为3个,当然也可以设置过更多的接口。每个航空插头接口分别连接一条电缆,电缆与航空插头接口之间通过配套的插头相连,插头能够根据需要插入和拔出接口上。每条电缆上间隔设有12道检波器。检波器,即地震检波器,是把传输到地面或水中的地震波转换成电信号的机电转换装置,它是地震仪野外数据采集的关键部件,两者配合完成地震勘探作业。当电缆连接航空插头接口后,该条电缆上的检波器在触发启动状态下,能够将检测到的相关数据通过电缆从航空插头接口处传输给高分辨地震仪。本发明通过扩展航空插头接口,使得装置能够同时连接更多的电缆和检波器,满足大范围测量和多次覆盖测量的需要。然而,在多次覆盖测量过程中,炮点和检波器的位置均需要沿预定的测线不断移动。传统移动电缆的方法费时费力,因此本发明设计了一个带有显示屏和数字按钮键盘的数字控制面板。如图3所述,该数字控制面板外接于高分辨地震仪上,数字按钮键盘由与多个检波器一一对应的检波器控制按钮组成,检波器控制按钮通过导线连接高分辨地震仪上的航空插头接口,检波器控制按钮的状态会转换成信号通过导线和航空插头接口,发送至检波器,进而控制检波器的开关状态。为了便于直观控制,数字控制面板上的检波器控制按钮分为多行,每行12个为1组,每组检波器控制按钮上编号以便于标记。三组编号分别为1~12、13~24、25~36,对应从炮击点一侧开始的36个连续检波器。每组检波器控制按钮连接一个航空插头接口,其中的12个检波器控制按钮按照编号各自控制与该接口线相连的电缆上的一道检波器,能够控制该道检波器的触发开启和关闭。各检波器的开关状态等信息可直观显示在显示屏上。
下面分别根据多个实施例,进一步阐述使用本发明地震道数字自动覆盖装置的工程物探数据采集方法。
首先,需要根据工程勘察设计要求,确定检波器的测线布置位置和范围。
针对仅需要单次覆盖的情况:
当沿线工程断面较小时,需要预布设一根电缆及12道检波器,检波器沿测线等间距设置,需要保证检波器与地面耦合良好。同时按下地震道数字自动覆盖装置数字控制面板上的1~12检波器控制按钮(简称为开关按钮),炮击点(简称炮点)与第1道检波器保持合适的距离,在炮点位置进行第一炮炮击,利用已被触发启动的12道检波器分别接收12道波形,实现现场数据采集。
当沿线工程断面较大时,且沿线工程地质情况分布一般时,根据工程现场需要预布设二根电缆及24道检波器时,保证检波器与地面耦合良好。同时按下地震道数字自动覆盖装置数字控制面板上的1~24开关按钮。炮击点与第1道检波器保持合适的距离,在炮点位置进行第一炮炮击,利用已被触发启动的24道检波器分别接收12道波形,实现现场数据采集。
针对需要多次覆盖的情况:
当沿线工程断面较大时,且工程地质情况复杂,如地下有障碍物(已有桩基或其他地下埋置物等),此时需要多次覆盖以提高信噪比,才能考究其实际工程地质分布概况。根据该工程的勘察设计要求,需要在测线上预布设二根电缆及24道检波器,且检波器与地面耦合良好。采集时,先通过数字控制面板上的检波器控制按钮,同时按下自动覆盖装置数字控制面板上的1~12开关按钮,使测线上靠近炮点一侧的连续12道检波器被触发启动,能采集相应数据。以四次覆盖为例,描述具体多次覆盖采集方式:
(1)第一炮炮击击发,炮击点与第1道检波器保持合适的距离(记为L),地震道数字自动覆盖装置中被触发的12道检波器即可接收12道波形;
(2)关闭1~3按钮,开启13~15按钮,此时4~15道检波器处于触发状态。第二炮炮击,第二炮炮击点与第4道检波器的距离保持为L,地震道数字覆盖装置会自动往前移动3道检波器采集,此时接收4~15道检波器位置波形;
(3)关闭4~6按钮,开启16~18按钮,此时7~18道检波器处于触发状态。第三炮炮击,炮击点与第7道检波器的距离保持为L,地震道数字覆盖装置会自动往前移动3道检波器采集,此时接收7~18道检波器位置波形;
(4)关闭7~9按钮,开启19~21按钮,此时10~21道检波器处于触发状态。第四炮炮击,炮击点与第10道检波器的距离保持为L,地震道数字覆盖装置会自动往前移动3道检波器采集,此时接收10~21道检波器位置波形;
(5)关闭10~12按钮,开启22~24按钮,此时13~24道检波器处于触发状态。第五炮炮击,炮击点与第13道检波器的距离保持为L,地震道数字覆盖装置会自动往前移动3道检波器采集,此时接收13~24道检波器位置波形,至此完成了4次覆盖数据采集。
当沿线工程断面大时,且工程地质情况复杂,如地下有障碍物(已有桩基或地下埋置物等),此时需要多次覆盖提高信噪比,才能考究其实际工程地质分布概况。根据该工程的勘察设计要求,需要在测线上预布设三根电缆及36道道检波器,且检波器与地面耦合良好。采集时,先通过数字控制面板上的检波器控制按钮,同时按下自动覆盖装置数字控制面板上的1~24开关按钮,使测线上靠近炮点一侧的连续24道检波器被触发启动,能采集相应数据。以四次覆盖为例,描述具体多次覆盖采集方式:
(1)第一炮炮击击发,炮击点与第1道检波器保持合适的距离(记为L),地震道数字自动覆盖装置中被触发的24道检波器即可接收24道波形;
(2)关闭1~3按钮,开启25~27按钮,此时4~27道检波器处于触发状态。第二炮炮击,第二炮炮击点与第4道检波器的距离保持为L,地震道数字覆盖装置会自动往前移动3道检波器采集,此时接收4~27道检波器位置波形;
(3)关闭4~6按钮,开启28~30按钮,此时7~30道检波器处于触发状态。第三炮炮击,炮击点与第7道检波器的距离保持为L,地震道数字覆盖装置会自动往前移动3道检波器采集,此时接收7~30道检波器位置波形;
(4)关闭7~9按钮,开启31~33按钮,此时10~33道检波器处于触发状态。第四炮炮击,炮击点与第10道检波器的距离保持为L,地震道数字覆盖装置会自动往前移动3道检波器采集,此时接收10~33道检波器位置波形;
(5)关闭10~12按钮,开启34~36按钮,此时13~36道检波器处于触发状态。第五炮炮击,炮击点与第13道检波器的距离保持为L,地震道数字覆盖装置会自动往前移动3道检波器采集,此时接收13~36道检波器位置波形,至此进行了4次覆盖完成现场数据采集。
在上述各实施例中,当完成现场数据采集后,可按图4步骤采用地震处理软件进行数据处理的,当然也可以采用现有技术中的其他方法进行处理。
通过上述实施例可以看出,基于改进后地震道数字自动覆盖装置的工程物探数据采集方法,提高了野外物探工作效率及保证了数据采集质量,实现目前国内地震仪数据采集覆盖困难,工作繁琐及资料混杂的问题。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种利用地震道数字自动覆盖装置的工程物探数据采集方法,其特征在于,所述地震道数字自动覆盖装置包括高分辨地震仪、数字控制面板和检波器,所述的高分辨地震仪上设有若干个航空插头接口,每个航空插头接口分别连接一条电缆,每条电缆上间隔设有12道检波器,所述的数字控制面板外接于高分辨地震仪上,数字控制面板上设有与检波器一一对应的检波器控制按钮,检波器控制按钮通过导线连接高分辨地震仪上的航空插头接口,每个检波器控制按钮控制一道检波器的触发和关闭;所述的数字控制面板上设有显示屏;所述数字控制面板上的检波器控制按钮分为多组,每组检波器控制按钮为12个,每组检波器控制按钮连接一个航空插头接口;
所述工程物探数据采集方法通过多次覆盖采集数据,其步骤如下:
1)根据工程勘察设计要求,将多条电缆铺设于测线上,且检波器沿测线等间距设置,保证检波器与地面耦合良好;
2)通过数字控制面板上的检波器控制按钮,同时触发启动测线上靠近炮点一侧的连续12道检波器;在炮点位置进行第一炮炮击,利用已被触发启动的12道检波器分别接收波形;
3)根据物探要求的覆盖次数,通过数字控制面板上的检波器控制按钮,关闭测线上靠近炮点一侧的连续若干道检波器,然后触发启动等数量的检波器,使测线上依然有12道连续的检波器处于触发启动状态;移动炮点,使炮点与当前处于触发启动状态的最近检波器距离与第一炮炮击时相同;在新的炮点位置进行第二炮炮击,利用已被触发启动的12道检波器分别接收波形;
4)不断重复步骤3),直至达到要求的覆盖次数。
2.如权利要求1所述的工程物探数据采集方法,其特征在于,所述的高分辨地震仪上的航空插头数量为3个或3个以上。
3.如权利要求1所述的工程物探数据采集方法,其特征在于,所述的电缆末端设有与航空插头接口配套的插头,插头以可拆卸插拔的方式与航空插头接口相连。
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