CN110231654A - 一种槽波地震数据采集系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种槽波地震数据采集系统及方法,属于地震勘探技术领域,包括:防爆计算机和爆炸机,防爆计算机连接有地震仪主机,地震仪主机两端通过电缆串联有多个数据采集站,电缆上接有检波器,爆炸机连接有触发记录仪,触发记录仪布置在炮点所在的巷道内;防爆计算机对地震仪主机上传的数据滤除干扰数据后进行存储。本方案在对各数据采集站上传的数据进行存储时,过滤掉较低可能性是放炮事件的数据,以降低所需要存储的数据量,减轻后续数据处理的工作量,有利于提高系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及地震勘探技术领域,特别涉及一种槽波地震数据采集系统及方法。
背景技术
槽波地震勘探是利用煤层中激发和传播的导波来探查煤层岩性变化,以及煤层中异常构造的一种地球物理方法。由于槽波地震勘探的准确率较高,探测距离较大,它在煤矿开采中的应用越来越广泛。槽波地震勘探常用的方法是透射法,透射法施工时,激发点(炮点)布置在工作面的一个巷道内,数据采集站布置在工作面的另一个巷道和切口内,接收来自炮点激发的地震透射波信息。
目前有缆式的槽波地震仪基本都是采用触发线进行采集触发,通过触发脉冲单元感应炮线中的点火电流产生脉冲信号,触发脉冲单元与地震仪主机之间通过触发线进行脉冲信号传递,当地震仪主机接收到脉冲信号后即开始数据采集。当工作面较长时,炮点和地震仪主机之间离得很远,所需要的触发线也会很长,较长的触发线由于阻抗问题可能无法将脉冲信号传递给地震仪主机。在矿井下实际工作时,使用触发线不仅不方便,而且触发线容易破损影响施工效率。
如果不使用触发线,地震仪无法得知放炮时间,须持续进行数据采集并实时存储数据,其中大部分数据都是未放炮时间段的无用数据。由于有缆式地震仪的数据一般是汇总到上位机中进行存储的,采集站中不保存数据,如果将所有持续采集的数据都存储下来,所需的存储空间非常大,对上位机的数据存储及后期的数据预处理都会造成很大困难。
发明内容
本发明的目的在于解决上述背景技术部分存在的问题,以有效的对地震数据进行采集。
为实现以上目的,一方面,本发明采用一种槽波地震数据采集系统,包括:防爆计算机和爆炸机,防爆计算机连接有地震仪主机,地震仪主机两端通过电缆串联有多个数据采集站,电缆上接有检波器,爆炸机连接有触发记录仪,触发记录仪布置在炮点所在的巷道内;
所述地震仪主机包括数据采集通道、FPGA芯片、CPU芯片、第一以太网芯片、通信模块、第一恒温晶振和第一GPS模块;数据采集通道经SPI总线与FPGA芯片连接,FPGA芯片的RMII接口连接所述通信模块,FPGA芯片经DMA通道与CPU芯片连接,CPU芯片连接所述第一以太网芯片,第一恒温晶振和第一GPS模块分别与FPGA芯片连接,通信模块与数据采集站连接。
进一步地,所述触发记录仪包括主控芯片、存储模块、触发接口、第二恒温晶振、第二GPS模块和第二以太网芯片;
第二恒温晶振、第二GPS模块、第二以太网芯片和存储模块分别与主控芯片连接,所述爆炸机经炮线与触发接口连接,触发接口与主控芯片连接。
进一步地,所述数据采集通道包括多个ADC通道,所述多个ADC通道均经SPI总线与所述FPGA芯片连接。
进一步地,所述通信模块包括第一PHY芯片和第二PHY芯片,第一PHY芯片和第二PHY芯片分别与所述地震仪主机两端的数据采集站连接。
进一步地,所述触发接口采用电流型互感器。
另一方面,采用一种槽波地震数据采集方法,用于上述的防爆计算机对所述地震仪主机上传的震波数据进行采集,包括如下步骤:
控制所述地震仪主机对所述多个数据采集站上传的震波数据进行汇总;
获取地震仪主机上传的震波数据,该震波数据的数据空余字段中填入有当前时刻的时间戳;
对所述震波数据进行处理,将震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件;
对所述数据缓冲区内各数据采集站上传的数据进行同步;
根据帧序号为0的起始时间、当前同步的最后一个帧序号以及每一个数据帧对应的采样时间,计算当前时刻;
基于当前时刻,存储本次疑似放炮事件触发的起始时间、当前数据缓冲区内的数据以及本次疑似放炮事件的采样时长数据。
进一步地,在所述获取地震仪主机上传的震波数据之后,还包括:
从当前排列总接收道数中选取设定数量的接收通道作为识别通道;
从数据缓冲区中提取出识别通道的数据,并判断各识别通道数据的最大值是否大于设定的幅度阈值;
若是,则将该识别通道作为疑似震源产生的震波数据;
相应地,所述对所述震波数据进行处理,将震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件,具体为:
对所述疑似震源产生的震波数据进行处理,将该疑似震源产生的震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件。
进一步地,所述对所述疑似震源产生的震波数据进行处理,将该疑似震源产生的震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件,包括:
利用预先设置的通道数阈值,在超过通道数阈值的通道数小于设定值时,将该识别通道对应的数据作为第一干扰事件滤除;
将各识别通道数据进行归一化处理,并计算各识别通道数据的平均互相关系数,将平均互相关系数小于设定的相关系数阈值的识别通道数据作为第二干扰事件滤除。
进一步地,所述对所述数据缓冲区内各数据采集站上传的数据进行同步,包括:
根据数据缓冲区中所述各数据采集站最后一个数据帧的序号,将所述数据缓冲区中各数据采集站上传的数据进行时间对齐,直至各数据采集站最后一个数据帧达到同一个序号,实现各数据采集站上传的数据的同步。
进一步地,所述基于当前时刻,存储本次疑似放炮事件触发的起始时间、当前数据缓冲区内的数据以及本次疑似放炮事件的采样时长数据,包括:
利用当前时刻减去所述数据缓冲区中的数据时长,得到数据文件的起始时间以作为本次疑似放炮事件触发的起始时间进行存储;
将当前时刻的数据缓冲区中的数据写入所述数据文件,将数据缓冲区中的数据作为当前时刻之前的数据进行存储;
将从当前时刻开始的单炮采样时长的数据写入数据文件以进行存储。
与现有技术相比,本发明存在以下技术效果:本发明在井下无法布设触控线的情况下完成采集工作,同时可以保留有缆地震仪能够进行实时监控数据质量的优点。另外,本方案在对各数据采集站上传的数据进行存储时,过滤掉较低可能性是放炮事件的数据,以降低所需要存储的数据量,减轻后续数据处理的工作量,有利于提高系统的稳定性;同时针对疑似放炮事件的数据或者无法有效识别的数据进行存储,以尽可能保留疑似放炮事件,避免发生丢炮事件。
附图说明
下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细描述:
图1是一种槽波地震数据采集系统的结构示意图;
图2是地震仪主机的结构示意图;
图3是触发记录仪的结构示意图;
图4是防爆计算机进行数据存储的流程示意图;
图5是数据文件时间示意图。
具体实施方式
为了更进一步说明本发明的特征,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用,并非用来对本发明的保护范围加以限制。
如图1所示,本实施例公开了一种槽波地震数据采集系统,包括:防爆计算机1和爆炸机,防爆计算机1连接有地震仪主机2,地震仪主机2两端通过电缆串联有多个数据采集站3,电缆4上接有检波器5,爆炸机连接有触发记录仪6,触发记录仪6布置在炮点所在的巷道内;
所述地震仪主机2包括数据采集通道23、FPGA芯片21、CPU芯片22、第一以太网芯片28、通信模块、第一恒温晶振27和第一GPS模块26;数据采集通道23经SPI总线与FPGA芯片连接,FPGA芯片的RMII接口连接所述通信模块,FPGA芯片经DMA通道与CPU芯片22连接,CPU芯片22连接所述第一以太网芯片28,第一恒温晶振27和第一GPS模块26分别与FPGA芯片21连接,通信模块与数据采集站3连接。
相对于现有的地震仪主机,本实施例中的地震仪主机通过集成恒温晶振,提高了时钟精度,使得在长时间采集过程中数据时间误差保持在允许范围内。通过增加GPS模块使主机可以获取准确时间,使用持续采集、选择存储的工作方式,将所有数据加上时间戳信息,在后期将采集数据与触发时刻对齐,实现在无触发线的情况下完成采集和存储工作。
需要说明的是,地震仪主机2与触发记录仪6通过接收GPS模块的信号进行时间同步,通过恒温晶振保持一定时间段内的时间精度,各数据采集站3与地震仪主机2之间通过传输电缆4进行数据采集同步。触发记录仪6通过触发接口接收触发信号,并将触发时刻保存到数据存储卡中的日志文件中。
如图2所示,采集通道包括4路ADC通过SPI总线与所述FPGA芯片21连接,CPU芯片22与FPGA芯片21之间通过DMA通道进行数据传输,第一以太网芯片28与防爆机连接进行网络通信,FPGA芯片21控制4路ADC同时进行采集,将采集的数据打包为数据帧,写入时间戳信息并存入内部FIFO,然后通过DMA通道拷贝到系统RAM,由运行于linux系统中的主控程序将数据通过第一以太网芯片28发送给防爆计算机1以供防爆计算机1对数据进行存储。
具体地,通信模块包括第一PHY芯片24和第二PHY芯片25,第一PHY芯片24和第二PHY芯片25分别与所述地震仪主机2两端的数据采集站3连接通信,负责将控制命令发送给各数据采集站3,接收各个采集站逐级上传的数据帧,使用同样的方式依靠FPGA芯片21、CPU芯片22和第一以太网芯片28,将采集的数据上传至防爆计算机1。
地震仪主机和采集站都具有采集功能、传输功能,第一PHY芯片和第二PHY芯片用于和地震仪主机两边的采集站通信,采集站采集的数据通过PHY芯片发送给地震仪主机。
需要说明的是,第一恒温晶振27精度达到5ppb、工作温度-40至85度的晶振,以满足地震仪主机2续航时长内误差小于0.5ms的要求,本方案采用恒温晶振作为时钟来源,产生低漂移的时钟信号经过分频器后作为系统时钟。
需要说明的是,第一GPS模块26输出的秒脉冲作为时间对齐的信号,在地震仪主机2中,FPGA芯片21通过USART接口接收第一GPS模块26输出的NMEA信息,从中读取时间信息和定位信息,当定位精度达到3D Fix之后,在下一个秒脉冲的上升沿到来时记录此时的时间信息作为计数起始时间并重置时钟计数器。在每次接收到复位命令时,根据计数起始时间和时钟计数器的值计算当前时间,保存当前计数的起始时间然后重置时钟计数器。
具体地,如图3所述,所述触发记录仪6包括主控芯片31、存储模块33、触发接口32、第二恒温晶振34、第二GPS模块35和第二以太网芯片36;
第二恒温晶振34、第二GPS模块35、第二以太网芯片36和存储模块33分别与主控芯片31连接,所述爆炸机经炮线与触发接口32连接,触发接口32与主控芯片31连接。
需要说明的是,在触发记录仪6中选用的第二恒温晶振34和第二GPS模块35的型号及功能与地震仪主机2中选用的第一恒温晶振27和第一GPS模块26相同,主控芯片31采用STM32芯片,存储模块33采用SD存储卡,SD存储卡与STM32芯片之间通过SDIO接口通信,SD存储卡使用FAT文件系统。
进一步地,触发接口32使用电流型互感器进行点火电流检测,方便连接的同时也更加安全。
需要说明的是,触发记录仪6的工作原理为:
当第二GPS模块35的定位精度达到3DFix之后,在下一个秒脉冲的上升沿到来时记录此时的时间信息作为计数起始时间并重置时钟计数器,在触发接口32检测到触发信号之后,根据计数起始时间和时钟计数器的值,计算触发时刻的精确时间。然后通过中断通知运行于STM32主控芯片31上的主控程序,主控程序根据计算的触发时间,打开以年月日命名的日志文件,以文本格式写入触发时间。
STM32主控芯片31上运行有RT-Thread实时操作系统,配合IWIP实现的TCP/IP协议栈及FTP Server服务程序,实现FTP功能。在采集完成后,使用第三方FTP工具下载存储于SD卡中的触发日志文件。通过集成FTP功能,可以很方便的进行数据下载,免去了自定义文件传输协议的工作量。
具体地,本实施例中的槽波地震数据采集系统的安装使用步骤为:
(1)利用地震仪主机2和触发记录仪6在地面上接收GPS信号,通过GPS模块获取准确时间后重置内部计数器,然后通过指示灯绿色闪烁表示时间已校准,可以拿到井下开始工作。
(2)将触发记录仪6放在炮点所在的巷道内,将炮线与触发接口32相连,将数据采集站3、地震仪主机2用传输电缆4进行串联,传输电缆4上接上检波器5接头并固定好检波器5,防爆计算机1通过网线连接到地震仪主机2,进行仪器测试和检波器阻抗测试,确定所有检波器都已连接好。
(3)地震仪主机2对各数据采集器上传的数据进行汇总,并发送给防爆机以供防爆机进行存储。
(4)开始放炮,触发记录仪6接收触发接口32传来的触发信号,产生触发中断,使主控芯片31在中断服务程序中将当前时刻保存到数据存储卡的触发日志文件中。
(5)施工完成后,通过ftp协议下载触发记录仪6中的触发日志文件,使用日志中记录的触发时刻,对防爆计算机1中存储的数据进行截取,整理保存各有效炮点的数据。
需要说明的是,传统的有缆槽波地震仪,在一些无法布设触发线的施工环境,无法完成采集任务,而节点式的无缆槽波地震仪的工作方式为自存储,无法进行实时数据质量监控。通过本实施例中的槽波地震数据采集系统,可以在井下无法布设触发线的情况下完成采集工作,同时可以保留有缆地震仪能够进行实时监控数据质量的优点,避免在采集数据质量较差时无法及时发现,需要重新施工,导致人力物力的浪费。而且通过集成FTP服务,使得触发记录仪6的数据下载更为方便。
如图4所示,本实施例公开了一种槽波地震数据采集方法,用于上述防爆计算机1对地震仪主机2上传的数据进行采集存储,具体步骤如下S1-S6:
S1、控制所述地震仪主机2对所述多个数据采集站3上传的震波数据进行汇总;
S2、获取地震仪主机2上传的震波数据,该震波数据的数据空余字段中填入有当前时刻的时间戳;
需要说明的是,地震仪主机2在接收各数据采集站3上传的数据时,在数据空余字段中填入当前时刻的时间戳后上传至防爆计算机1。
S3、对所述震波数据进行处理,将震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件;
S4、对所述数据缓冲区内各数据采集站3上传的数据进行同步;
S5、根据帧序号为0的起始时间、当前同步的最后一个帧序号以及每一个数据帧对应的采样时间,计算当前时刻;
S6、基于当前时刻,存储本次疑似放炮事件触发的起始时间、当前数据缓冲区内的数据以及本次疑似放炮事件的采样时长数据。
需要说明的是,地震仪主机通过网线与防爆计算机直连,防爆计算机,操作人员通过图形化的操作界面进行参数设置和采集流程的控制。地震仪主机使用Socket套接字与主机程序进行数据通信,使用命令通道和数据通道分别传输控制命令和采集数据。采集控制软件通过命令通道发送控制命令给主机程序,主机程序将命令转发给FPGA,由FPGA解析命令控制采集模块开始或停止采集,同时通过通信模块转发控制命令给各采集站。各采集站的数据经过一级一级的汇总,发送到地震仪主机的通信模块,FPGA从通信模块读取并缓存采集数据,发送给主机程序,再由主机程序发送给采集控制软件。本方案中防爆机对接收的震波数据,过滤掉较低可能性是放炮事件的数据,降低了所需存储的数据量,减轻了数据处理的工作量,提高了系统的稳定性。
进一步地,在上述步骤S2之后,还包括如下步骤:
从当前排列总接收道数中选取设定数量的接收通道作为识别通道;
从数据缓冲区中提取出识别通道的数据,并判断各识别通道数据的最大值是否大于设定的幅度阈值;
若否,则该道不计入总的过阈通道数;
若是,则将该识别通道作为疑似震源产生的震波数据;
相应地,上述步骤S3具体为:
对所述疑似震源产生的震波数据进行处理,将该疑似震源产生的震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件。
需要说明的是,本实施例中的幅度阈值为在排列布设完成、开始放炮之前,通过采集并计算一段时间内的数据平均幅度值,作为阈值设置的参考,根据炮点药量及工作面宽度,可以对阈值进行适当调整。
具体地,在排列布设完成后,进行识别通道的选取,识别通道不宜过多,过多会增加实时运算量,距离较近的通道在人为干扰下也会具有相近的波形,所以识别通道选取过密对识别效果没有任何提升,通过间隔一定距离选取识别通道既可以降低运算量,也保证了识别效果。本实施例中每4道选取1道作为识别通道,若当前排列总接收道数为m,则识别通道数为m/4,需要说明的是,本领域技术人员也可根据实际情况,间隔一定的距离选取识别通道。
本实施例通过联合多通道进行识别,可以有效避免个别通道传感器由于某种强干扰造成的误触发,提高识别结果的准确性。
需要说明的是,数据缓冲区是一个先入先出队列,用于缓存一段时长(如0.5秒或1秒)的数据用于绘图显示及数据备份。
进一步地,对所述疑似震源产生的震波数据进行处理,将该疑似震源产生的震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件,包括:
(1)利用预先设置的通道数阈值,在超过通道数阈值的通道数小于设定值时,将该识别通道对应的数据作为第一干扰事件滤除;
需要说明的是,对过阈通道数较少的干扰事件进行排除,这类干扰事件可能是更换或重新固定了个别通道的检波器5造成的。
(2)将各识别通道数据进行归一化处理,并计算各识别通道数据的平均互相关系数,将平均互相关系数小于设定的相关系数阈值的识别通道数据作为第二干扰事件滤除。
需要说明的是,将所有识别通道数据进行归一化,依次计算每两个通道之间的互相关系数,然后取平均值,得到平均互相关系数。通过预先设置的相关系数阈值与平均互相关系数进行比较,通过设置相关系数阈值过滤平均互相关系数低于阈值即相关性较低的干扰事件,这类干扰事件通常是人为走动造成的。其中,计算互相关系数的公式如下:
式中:x(i)与y(i)为两个通道数据的时间序列,序列的总数据点数为N,i=0,1,2…N-1。mx与my分别为x(i)与y(i)的平均值,r为互相关系数,d为偏移点数。计算d=0,1,2…N/4时的r(d)值,然后查找r(d)的最大值作为这两个通道的互相关系数。
需要说明的是,数据存储的首要任务是保证所有有效放炮事件的采集的数据被正确记录下来,本方案首先通过幅度阈值确定疑似放炮事件,并对疑似放炮事件的数据进行两次优化,滤除可能是更换或重新固定了个别通道的检波器5以及人为走动造成的数据,同时针对疑似数据或者无法有效识别的数据,尽可能全部保留,避免发生丢炮。
但是,由于井下环境干扰多样性,在保证识别算法运算效率不影响数据采集的情况下,识别效果可能达不到完全过滤掉无效数据,这部分多存储的数据不会有任何影响,在后期数据的提取过程中会忽略掉。
进一步地,上述步骤S4:对所述数据缓冲区内各数据采集站3上传的数据进行同步,具体为:
根据数据缓冲区中所述各数据采集站3最后一个数据帧的序号,将所述数据缓冲区中各数据采集站3上传的数据进行时间对齐,直至各数据采集站3最互一个数据帧达到同一个序号,实现各数据采集站3上传的数据的同步。
进一步地,上述步骤S5:根据帧序号为0的起始时间、当前同步的最后一个帧序号以及每一个数据帧对应的采样时间,计算当前时刻,具体为:
设帧序号为0的起始时间为T0,最后一个数据帧的序号为N,采样间隔为X,每个数据帧包含10个采样点,则一个数据帧对应的采样时长为10×X,当前时刻=T0+10×X×N。
进一步地,上述步骤S6:基于当前时刻,存储本次疑似放炮事件触发的起始时间、当前数据缓冲区内的数据以及本次疑似放炮事件的采样时长数据,具体为:
利用当前时刻减去所述数据缓冲区中的数据时长,得到数据文件的起始时间以作为本次疑似放炮事件触发的起始时间进行存储;
将当前时刻的数据缓冲区中的数据写入所述数据文件,将数据缓冲区中的数据作为当前时刻之前的数据进行存储,其中包含从震源起震时刻到当前时刻的一段有效数据;
从当前时刻开始,保存单炮采样时长的数据,写入数据文件以进行存储,这段数据是主要的采集数据,其和数据缓冲区内的数据是连续的。
如图5所示,一个数据文件包含n个通道的数据CH-1至CH-n,采集触发时刻T0即根据事件识别算法判断缓冲区数据为有效放炮数据的时刻,然后从此时刻开始再采集记录时长L2的有效数据。L1为缓冲区中数据的时长,文件起始时刻T1(T1=T0-L1)为此文件的时间基准,在进行数据提取时以此时间为基准计算此文件中各数据点的位置。起震时刻T2为炮点的放炮时刻,需要在数据提取时根据触发记录仪6中的日志文件来确定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种槽波地震数据采集系统,其特征在于,包括:防爆计算机和爆炸机,防爆计算机连接有地震仪主机,地震仪主机两端通过电缆串联有多个数据采集站,电缆上接有检波器,爆炸机连接有触发记录仪,触发记录仪布置在炮点所在的巷道内;
所述地震仪主机包括数据采集通道、FPGA芯片、CPU芯片、第一以太网芯片、通信模块、第一恒温晶振和第一GPS模块;数据采集通道经SPI总线与FPGA芯片连接,FPGA芯片的RMII接口连接所述通信模块,FPGA芯片的经DMA通道与CPU芯片连接,CPU芯片连接所述第一以太网芯片,第一恒温晶振和第一GPS模块分别与FPGA芯片连接,通信模块与数据采集站连接。
2.如权利要求1所述的槽波地震数据采集系统,其特征在于,所述触发记录仪包括主控芯片、存储模块、触发接口、第二恒温晶振、第二GPS模块和第二以太网芯片;
第二恒温晶振、第二GPS模块、第二以太网芯片和存储模块分别与主控芯片连接,所述爆炸机经炮线与触发接口连接,触发接口与主控芯片连接。
3.如权利1所述的槽波地震数据采集系统,其特征在于,所述数据采集通道包括多个ADC通道,所述多个ADC通道均经SPI总线与所述FPGA芯片连接。
4.如权利1所述的槽波地震数据采集系统,其特征在于,所述通信模块包括第一PHY芯片和第二PHY芯片,第一PHY芯片和第二PHY芯片分别与所述地震仪主机两端的数据采集站连接。
5.如权利要求2所述的槽波地震数据采集系统,其特征在于,所述触发接口采用电流型互感器。
6.一种槽波地震数据采集方法,其特征在于,用于所述权利要求1-5任一项所述的防爆计算机对所述地震仪主机上传的震波数据进行采集,包括:
控制所述地震仪主机对所述多个数据采集站上传的震波数据;
获取地震仪主机上传的震波数据,该震波数据的数据空余字段中填入有当前时刻的时间戳;
对所述震波数据进行处理,将震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件;
对所述数据缓冲区内各数据采集站上传的数据进行同步;
根据帧序号为0的起始时间、当前同步的最后一个帧序号以及每一个数据帧对应的采样时间,计算当前时刻;
基于当前时刻,存储本次疑似放炮事件触发的起始时间、当前数据缓冲区内的数据以及本次疑似放炮事件的采样时长数据。
7.如权利要求6所述的槽波地震数据采集方法,其特征在于,在所述获取地震仪主机上传的震波数据之后,还包括:
从当前排列总接收道数中选取设定数量的接收通道作为识别通道;
从数据缓冲区中提取出识别通道的数据,并判断各识别通道数据的最大值是否大于设定的幅度阈值;
若是,则将该识别通道作为疑似震源产生的震波数据;
相应地,所述对所述震波数据进行处理,将震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件,具体为:
对所述疑似震源产生的震波数据进行处理,将该疑似震源产生的震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件。
8.如权利要求7所述的槽波地震数据采集方法,其特征在于,所述对所述疑似震源产生的震波数据进行处理,将该疑似震源产生的震波数据中的干扰事件滤除,得到疑似放炮事件,包括:
利用预先设置的通道数阈值,在超过通道数阈值的通道数小于设定值时,将该识别通道对应的数据作为第一干扰事件滤除;
将各识别通道数据进行归一化处理,并计算各识别通道数据的平均互相关系数,将平均互相关系数小于设定的相关系数阈值的识别通道数据作为第二干扰事件滤除。
9.如权利要求7所述的槽波地震数据采集方法,其特征在于,所述对所述数据缓冲区内各数据采集站上传的数据进行同步,包括:
根据数据缓冲区中所述各数据采集站最后一个数据帧的序号,将所述数据缓冲区中各数据采集站上传的数据进行时间对齐,直至各数据采集站最互一个数据帧达到同一个序号,实现各数据采集站上传的数据的同步。
10.如权利要求7所述的槽波地震数据采集方法,其特征在于,所述基于当前时刻,存储本次疑似放炮事件触发的起始时间、当前数据缓冲区内的数据以及本次疑似放炮事件的采样时长数据,包括:
利用当前时刻减去所述数据缓冲区中的数据时长,得到数据文件的起始时间以作为本次疑似放炮事件触发的起始时间进行存储;
将当前时刻的数据缓冲区中的数据写入所述数据文件,将数据缓冲区中的数据作为当前时刻之前的数据进行存储;
将从当前时刻开始的单炮采样时长的数据写入数据文件以进行存储。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4281403A (en) * | 1979-09-12 | 1981-07-28 | Litton Resources Systems, Inc. | Seismic data recording method and apparatus |
GB0413754D0 (en) * | 2003-07-30 | 2004-07-21 | Pgs Americas Inc | Method for separating seismic signals from two or more distinct sources |
US20110182142A1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-07-28 | Qinglin Liu | Technique and Apparatus for Seismic Data Quality Control |
CN104749636A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-01 | 北京中矿大地地球探测工程技术有限公司 | 分布式槽波地震勘探系统及其勘探方法 |
WO2016114605A1 (ko) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | 부경대학교 산학협력단 | 지진자료 취득을 위한 시각동기화 시스템 및 지진자료 취득을 위한 시각동기화 방법 |
CN107664778A (zh) * | 2017-08-24 | 2018-02-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 地震数据质量的确定方法和装置 |
CN109100785A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-12-28 | 中国石油天然气集团有限公司 | 连续记录数据的质控方法和装置 |
CN210038183U (zh) * | 2019-06-20 | 2020-02-07 | 合肥国为电子有限公司 | 一种槽波地震数据采集系统 |
-
2019
- 2019-06-20 CN CN201910538950.2A patent/CN110231654A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4281403A (en) * | 1979-09-12 | 1981-07-28 | Litton Resources Systems, Inc. | Seismic data recording method and apparatus |
GB0413754D0 (en) * | 2003-07-30 | 2004-07-21 | Pgs Americas Inc | Method for separating seismic signals from two or more distinct sources |
US20110182142A1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-07-28 | Qinglin Liu | Technique and Apparatus for Seismic Data Quality Control |
WO2016114605A1 (ko) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | 부경대학교 산학협력단 | 지진자료 취득을 위한 시각동기화 시스템 및 지진자료 취득을 위한 시각동기화 방법 |
CN104749636A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-01 | 北京中矿大地地球探测工程技术有限公司 | 分布式槽波地震勘探系统及其勘探方法 |
CN107664778A (zh) * | 2017-08-24 | 2018-02-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 地震数据质量的确定方法和装置 |
CN109100785A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-12-28 | 中国石油天然气集团有限公司 | 连续记录数据的质控方法和装置 |
CN210038183U (zh) * | 2019-06-20 | 2020-02-07 | 合肥国为电子有限公司 | 一种槽波地震数据采集系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
俞寿朋: "高分辨率地震勘探", 30 April 1993, 石油工业出版社, pages: 142 * |
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