SU557342A1

SU557342A1 - Device for determining parameters of seismic receivers

Info

Publication number: SU557342A1
Application number: SU2171647A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Яковлевич Гончарук; Евгений Александрович Попов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки
Priority date: 1975-09-12
Filing date: 1975-09-12
Publication date: 1977-05-05

Description

ем НИКИ СЗ. На столе вибрационной плат формы жестко закрепл етс один или несколько сейсмоприемникоБ и путем механического перемещени стола с определенно частотой и амплитудой вдоль оси максимальной чувствительности в преобразовате ле испытуемого сейсмоприемника вырабаты ваетс ЭДС, до которой определ ют соответствующие параметры. При помощи вибрационной платформы можно получить амплитудно-частотные и ф зово-частотные характеристики сейсмоприемников , исследовать идентичность комплекта сейсмоприемников, подключенных ко входу усилителей сейсмостанции на соответствующие каналы и т. д. Однако, громоздкость вибрационной платформы, сложность вспомогательной электронно-измерительной аппаратуры, требующей дополнительных источников питани , не позвол ет примен ть известное устройство дл определени параметров в полевых услови х. Отсчет смещени стола виброплатформы при помощи микроскопа утомл ет оператора , так как дл каждого сейсмоприемника необходимо произвести отсчет показаний не менее чем дл дес ти точек (на различ ных участках частотного спектра). Сложность и трудоемкость процесса получени исходных данных дл построени частотны характеристик на каждый сейсмоприемник резко снижают производительность. Особенно это заметно при определении большого количества сейсмоприемников (1000-2000 шт). Цель)о изобретени вл етс повышение производительности. Поставленна цель до тигаетс тем, что задатчик колебаний выполнен в виде посто нного магнита, помещенного в корпус и закрепленного в немаг нитной оправке с контрольной катушкой, жестко св занной с корпусом, при этом посто нный магнит расположен по центру установочной платформы с воздушным за.зором между платформой и корпусом. На фиг. 1 показано предложенное устройство в общем виде, блоки А и Б; на фиг. 2 - блок Б, разрез. Устройство дл определени параметров сей смоприемников состоит из блоков Аи Б. Блок А включает в себ установочную платформу 1 i уровень 2, направл ющие уголки 3, ог раничительные упоры 4, испытуемые сейсмоприемники 5-10, стопорный винт 11. В центре блока А с воздушным зазором устанавливаетс вращающийс посто нный магнит-задатчик (блок Б). Блок Б содержит корпус 12 с фланцами 13, 14, Подшипники 15, 16, вращающиес на ос х 17, 18, оправки 19 из немагнитного металла , посто нный магнит (сплав ЮНДК-241 2О, стопорный винт 21, шкив-маховик 22, гайку 23, контрольную катушку 24. В зависимости от применени устройства ( дл лабораторных или полевых работ) блок А изготавливаетс в различных вариантах, удобных дл работы. Например, дл определени параметров низкочастотных сейсмоприемников в полевых услови х установочна платформа выполн етс в виде трафарета , в которой чейки дл сейсмоприемни- ков имеют сквозные отверсти и не фиксируют сейсмоприемники на установочной платформе, так как эти сейсмоприемники должны контактировать с окружающей средой , через которую им будет передан полезный сейсмический сигнал. Установочна платформа дл лабораторного определени параметров показана на фиг. 1. Определение параметров и контроль за работой всего сейсморегулирующего тракта при помощи устройства осуществл етс следующим образом. На месте установки комплекта сейсмоприемников дл регистрации составл ющих X, У, Z в грунте делаетс углубление, куда устанавливаетс в соответствующей ориентации трафаретна платформа (блок А). В чейки этой платформы, на грунт, в определенной последовательности устанавливаютс рабочие сейсмоприемники и подключаютс в рабочем режиме к регистратору . В центре блока А имеетс отверс- тие, куда в соответствующем положении устанавливаетс и закрепл етс в грунте зада-гчик (блок Б). Затем трафаретна платформаудэл етс , а на грунте остаютс сейсмоприемники и задатчик. Дл получени записи параметров шкивмаховик (22) раскручивают до заданной частоты, включают рабочий регистратор и производ т запись на магнитную ленту или другой носитель записи. Процесс записи длитс 1-2 мин. (до остановки вращени задатчика). После проведени необходимых операций блок Б тоже удал етс , и с целью повторной проверки параметров место установки блока Б закрываетс жестким колпаком , а при надобности, после приема сейсмической информации, можно осуществить контрольную проверку параметров путем усановки задатчика на прежнее место и проедени соответствующих операций дл повторной записи параметров без нарушени ранее заданных условий рабочего режима. Сопоставление записей последних данных с предыдущими вы вит, насколько изменились за этот промежуток времени параметры сейсмических каналов или сейсмоприемников , и может учесть аппаратурные ошики , присутствующие в данной сейсмической информации.it is Niki Sz. One or several seismic receivers are rigidly fixed on the table of the vibrating plate of the platform and by mechanically moving the table with a definite frequency and amplitude along the axis of maximum sensitivity in the transducer of the tested seismic receiver, an emf is developed, up to which the corresponding parameters are determined. With the help of a vibration platform, it is possible to obtain the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of seismic receivers, to investigate the identity of a set of seismic receivers connected to the input of seismic station amplifiers on the appropriate channels, etc. However, the bulkiness of the vibrating platform, the complexity of auxiliary electronic measuring equipment requiring additional power sources, does not allow the use of a known device for determining parameters in the field. The offset of the table of the vibroplatform using a microscope fatigues the operator, since for each geophone it is necessary to read the readings for at least ten points (in different parts of the frequency spectrum). The complexity and laboriousness of the process of obtaining initial data for constructing frequency characteristics for each geophone sharply reduces performance. This is especially noticeable when determining a large number of seismic receivers (1000-2000 pieces). The purpose of the invention is to increase productivity. The goal is achieved by the fact that the oscillation generator is made in the form of a permanent magnet placed in a housing and fixed in a non-magnetic mandrel with a control coil rigidly connected to the housing, while the permanent magnet is located in the center of the mounting platform with an air gap. between the platform and the hull. FIG. 1 shows the proposed device in general, blocks A and B; in fig. 2 - block B, cut. The device for determining the parameters of the seismic receivers consists of blocks A and B. Block A includes a mounting platform 1 i level 2, guide corners 3, limiting stops 4, test seismic receivers 5-10, locking screw 11. At the center of block A with air A clearance is set by a rotating permanent setpoint magnet (block B). Block B includes a housing 12 with flanges 13, 14, bearings 15, 16, rotating on axes 17, 18, mandrels 19 made of non-magnetic metal, a permanent magnet (alloy UNDK-241 2O, locking screw 21, pulley flywheel 22, nut 23, the control coil 24. Depending on the application of the device (for laboratory or field work), unit A is manufactured in various options suitable for operation. For example, to determine the parameters of low-frequency seismic receivers under field conditions, the installation platform is in the form of a stencil in which seismic cells and They have through holes and do not fix the seismic receivers on the installation platform, since these seismic receivers must come in contact with the environment through which the useful seismic signal will be transmitted. path using the device is as follows. At the installation site of a set of seismic receivers for registering the X, Y, Z components in the ground, a recess is made, where the stencil platform is installed in the appropriate orientation (block A). In the cells of this platform, on the ground, working seismic receivers are installed in a certain sequence and are connected in working mode to the recorder. In the center of the block A there is a hole where the task is set and fixed in the ground (block B). Then the stencil platform is made and the seismic receivers and the setter remain on the ground. To obtain the recording of the parameters, the pulley wheel (22) is spun up to a predetermined frequency, the working recorder is switched on, and recording is made on a magnetic tape or other recording medium. The recording process takes 1-2 minutes. (until the setpoint rotation stops). After performing the necessary operations, block B is also removed, and in order to re-check the parameters, the installation location of block B is closed with a rigid cap, and if necessary, after receiving seismic information, it is possible to carry out a control check of the parameters by setting the setter to its previous location and passing the corresponding operations recording parameters without violating previously specified operating conditions. Comparison of recent data records with previous ones shows how much the parameters of seismic channels or seismic receivers have changed over this period of time, and can take into account the hardware faults present in this seismic information.

Принцип работы устройства следующий, При вращении посто нного магнита 20 его магнитное поле циклически воздействует на преобразователи сейсмоприемников 5-9, в результате чего в катушках этих преобразователей вырабатываетс результирующа ЭДС, состо ща из собственной ЭДС (от преобразовател ) в внещней ЭДС2 (от задатчика ), В процессе измерени происходит монотонное убывание частоты, и, по мере приближени ее к собственной частоте сейсмоприемника, сдвиг фазы колебаний инертной массы сейсмоприемника увеличиваес , адостигнувмаксимумарезонанса, фазачастоты колебаний инертной массы сейсмоприемнка становитс равной 180° по отношению тс фазе частоты колебаний задатчика. При этом ЭДС и ЭДС складываютс в противофазе , и на выходе преобразовател на этом участке переходного процесса результирующа ЭДС равна нулю.The principle of operation of the device is as follows. When the permanent magnet 20 rotates, its magnetic field cyclically affects the transducers of the seismic receivers 5-9, resulting in the coils of these transducers producing the resulting EMF (from the transducer) in the external EMF 2 (from the setting unit) In the process of measurement, a monotonous decrease in the frequency occurs, and as it approaches the natural frequency of the geophone, the phase shift of the oscillations of the inert mass of the geophone increases, and reaches the maximum maximum Onanse, the phase of the oscillation frequency of the inertial mass of the seismic receiver becomes equal to 180 ° with respect to the phase of the oscillation frequency of the generator. In this case, the EMF and EMF are added in antiphase, and at the output of the converter in this part of the transient process, the resulting EMF is zero.

Установочную платформу и задатчик устройства можно откалибровать по смещению любым сейсмоприемником с известными параметрами (эталонным сейсмоприемником ).The installation platform and the setting device of the device can be calibrated by offset with any seismic receiver with known parameters (reference seismic receiver).

Осциллограммы показывают, что область резонансной частоты сейсмоприемника выражаетс отсутствием записи колебаний, в то врем как инертна масса этого сейсмо- приемника вместе с катушкой совершает максимальное перемещение в зазоре магнитной системы.The oscillograms show that the region of the resonance frequency of the seismic receiver is expressed by the absence of a record of oscillations, while the inert mass of this seismic receiver together with the coil performs the maximum movement in the gap of the magnetic system.

Середина участка с отсутствием записи колебаний на трассе испытуемого сейсмо- приемника сопоставл етс с записью частоты задатчика на трассе, по маркам времени определ етс частота задатчика, а по контрольной пр мой, опущенной по марке через всю осциллограмму, определ етс место положени собственной частоты дл каждого сейсмоприемника, в том числе и дл эталонного. Дл оперативного определени собственной частоты (визуально ) середина участка с отсутствием записи испытуемых сейсмоприемников сопо- ставл етс с серединой того же участка эталонного сейсмоприемника. Точность визуального определени может допускать разброс ± 2% от заданного значени .The middle of the section with no recording of oscillations on the path of the tested seismic receiver is compared with the recording of the frequency of the master on the track, the time stamp is used to determine the frequency of the master, and the control straight line descended through the waveform to determine the position of the natural frequency for each seismic receiver, including for the reference one. For on-line determination of the natural frequency (visually), the middle of the section with no recording of the tested seismic receivers is compared with the middle of the same section of the reference seismic receiver. The accuracy of the visual determination may allow a variation of ± 2% of the target value.

Длительность участка с отсутствием записи колебаний определ ет затухание инертной массы сейсмоприемника в рабочем режиме. Сопоставл эти участки испытуемых сейсмоприемников с участком эталонного сейсмоприемника, легко определить затухание.The length of the section with no recording of oscillations determines the attenuation of the inert mass of the geophone in the operating mode. I compared these areas of the tested seismic receivers with the section of the reference seismic receiver, it is easy to determine the attenuation.

Сопоставлением амплитуд колебаний испытуемых сейсмоприемников и эталонного сейсмоприемника на интересующих частотах получают амплитудно-частотную характеристику дл каждого испытуемого сейсмоприемника .By comparing the amplitudes of oscillations of the tested seismic receivers and the reference seismic receiver at the frequencies of interest, an amplitude-frequency characteristic is obtained for each tested seismic receiver.

Так как испытуемые и эталонный сейсмоприемники наход тс в одинаковых услови х и симметрично, через определенное рассто ние, установлены по кругу, в центре которого находитс циклический задатчик, то на записи будет наблюдатьс посто нный фазовый сдвиг Vcowi частоты колебаний соседних сейсмоприемников в той последовательности, в какой они установлены по кругу. Величина Фсел равна 360 / п где TI - число сейсмоприем}шков. При этом число 77 должно быть кратным 2, 4, 6, 8, 12, что позволит получить cons равный соответственно 180 , 9О , 45 и т. д. Таким образом, если посто нный (вынужденный ) фазовый сдвиг между соседними каналами записей известен, то нетрудно определить +дФ K,J дл кажцо(о сейсмоприемника.Since the subjects and the reference seismic detectors are under the same conditions and symmetrically, after a certain distance, they are placed in a circle, in the center of which is a cyclic setting unit, the recording will observe a constant phase shift Vcowi of the oscillation frequencies of adjacent seismic receivers in that sequence, what they are installed in a circle. The value of Fsel is equal to 360 / p where TI is the number of seismic signals} skkov. In this case, the number 77 should be a multiple of 2, 4, 6, 8, 12, which will make the cons equal to 180, 9O, 45, etc., respectively. Thus, if a constant (forced) phase shift between adjacent recording channels is known, it is not difficult to determine + dF K, J for each (about the geophone.

Точность определ емых параметров зависит от скорости прот жки носител записи . При визуальном определении допустима погрешность ±. 2-3% , при камеральной обработке данных разброс можно уменшить до 1-2%. Повышение точности достигаетс в результате применени одного стабильного источника возбуждени дл всех преобразователей, наход щихс в одинаковых услови х.The accuracy of the determined parameters depends on the speed of the recording media. When visually determining the tolerance ±. 2-3%, in the office processing of data, the spread can be reduced to 1-2%. Accuracy improvement is achieved as a result of using one stable excitation source for all transducers under the same conditions.

Устройство позвол ет определить параметры различных типов сейсмоприемников, за исключением тех, преобразователи которых заключены в ферромагнитной корпус, вл ющийс магнитным экраном дл внешнего магнитного пол задатчика. Кроме того, устройство позвол ет определить пол рность магнитной системы, наличие металлических предметов на движущейс инертной массе и внутри нее, что сказываетс на затухании и нарушает линейную упругость пружин, а также измен ет собственную частоту инертной массы, наход щейс в различных положени х от нулевого пункта. Вес устройства не превышает 4-5 кг.The device makes it possible to determine the parameters of various types of seismic receivers, with the exception of those whose transducers are enclosed in a ferromagnetic case, which is a magnetic shield for the external magnetic field of the setter. In addition, the device allows to determine the polarity of the magnetic system, the presence of metal objects on the moving inertial mass and inside it, which affects the attenuation and violates the linear elasticity of the springs, and also changes the natural frequency of the inertial mass, which is in different positions from zero item. The weight of the device does not exceed 4-5 kg.

Применение устройства позволит значительно повысить производительность, определ ть и контролировать параметры сейсмоприемников в полевых услови х непосредственно на месте их установки, не наруша рабочего режима и согласовани с регистрирующим устройством, бесконтактным способом - дистанционно, с одновременной записью параметров на одну осциллограмм ЧТОБ свою очередь, позвол ет визуально определ ть идентичность сейсморегистрирующих каналов сейсмостанпий. Контроль параметров сейсмоприемников непосредственно на точках наблюдений значительно повысит качество полевого сейсмического материала, в чем выражаетс экономическа эффективность устройства.The use of the device will significantly improve the performance, determine and monitor the parameters of the seismic receivers in field conditions directly on the site of their installation, without disrupting the operating mode and coordination with the recording device, in a contactless way - remotely, while simultaneously recording the parameters on one waveform. It can visually determine the identity of seismic seismic channels. Monitoring the parameters of the seismic receivers directly at the observation points will significantly improve the quality of the field seismic material, which expresses the economic efficiency of the device.

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 274407, cl. (5 O1 V 13 / OO, 1970.

2. USSR author's certificate number 411412, cl. Q 01 V 1/04, 1974.

3. USSR author's certificate number 166505, cl. C, 01 V 1/16, 1963, (prototype).

7ff

Form

72

20

1 / g.2