SU900235A1

SU900235A1 - Seismic signal vibration source control system

Info

Publication number: SU900235A1
Application number: SU802929864A
Authority: SU
Inventors: Валерий Вильгельмович Циммерман
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Сейсмической Техники
Priority date: 1980-05-26
Filing date: 1980-05-26
Publication date: 1982-01-23

Description

1one

Изобретение относитс к сейсморазведке и может быть использовано дл управлени вибрационными источниками сейсмических сигналов, преимущественно электрогидравлическими, примен емыми при сейсморазведке на нефть и газ.The invention relates to seismic prospecting and can be used to control vibrational sources of seismic signals, mainly electro-hydraulic, used in seismic prospecting for oil and gas.

Известны системы управлени вибрационными источниками сейсмических сигналов, содержащие программное устройство, подключенное к преобразователю код-частота, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразовател , соединенного с одним из входов суммирующего усилител , управл ющего работой электрогидравлического усилител , а также датчики обратных св зей, подключенные к соответствующим детекторам датчиков обратных св зей, выходы которых подключены к другим входам суммирующего усилител , и генератор синусоидального напр жени дл запитки датчиков .Control systems for vibratory sources of seismic signals are known, comprising a software device connected to a code-frequency converter, the output of which is connected to the input of a digital-to-analog converter connected to one of the inputs of a summing amplifier that controls the operation of an electro-hydraulic amplifier, as well as feedback sensors connected to corresponding detectors of feedback sensors, the outputs of which are connected to other inputs of the summing amplifier, and a sinusoidal oscillator direct voltage for powering the sensors.

Работа указанных систем управлени происходит следующим образом,The operation of these control systems is as follows.

При запуске вибрационного источника преобразователь код-частота CMtтемы управлени начинает вырабаты вать импульсную последовательность из которой с помощью цифроаналогового преобразовател формируетс сигнал управлени вибрационным источником . Сигнал управлени обычно When a vibration source is started, the code-frequency converter of the CMt control system begins to generate a pulse sequence from which a control signal of the vibration source is generated using a digital-to-analog converter. Control signal usually

10 представл ет собой переменное напр жение синусоидальной фор)«1 с частотой , измен ющейс вовремени по линейному закону.10 is an alternating voltage of sinusoidal form with a frequency varying in time according to a linear law.

Сигнал управлени через суммирую Control signal via summation

IS щий усилитель поступает на вход электрогидравлического усилител , привод щего в действие гидравлический дополнительный механизм возбудител вибрации. Возникающее силовое воз20 действие через излучающую Нлиту eoav будител вибрации прикладываетс к грунту, возбужда в нем сейсмическую волну. Сигналы датчиков обратных св зей расположенных на электрогидравличес ком возбудителе вибрации, поступают на вход суммирующего усилител нереэ соответствующие детекторы вмест с синусоидальным сигналом управлени обеспечива тем самым рабочий режим электрогидравлического возбудител вибрации. Генератор синусоидального напр жёни используетс дл запитки датчиков обратных св зей 13. Недостатком описанных систем управлени вибрационными источниками сейсмических сигналов вл етс слож ность, заключающа с в наличии цифроаналогового преобразовател . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности вл етс система управлени вибрационным источникомсейсмических сигналов. Вибрационный источник содержит электрогидравлический возбудитель вибрации, состо щий из электрогидравлического усилител и соединенного с излучающей плитой гидравличе кого исполнительного механизма с расположенными на них датчиками обратных св зей, а также содержит сис тему управлени , включающую в себ последовательно сдединенные Кварцевый генератор, программное устройство , преобразователь код-частота , формирователь управл ющего сигн ла в виде цифроаналогового преобразовател , суммирующий усилитель, подключенный ко входу электрогидрав лического усилител , а также генера тор синусоидального напр жени дл запитки датчиков обратных св зей, детекторы обратных св зей, сигнальные .входы которых подключены к ВЫХО дам датчиков обратных св зей, а выходы - к входам суммирующего усилител . Работа источника и его системы управлени аналогична работе рассмотренных ранее источников с элект рогидравлическим возбудителем вибрации и происходит следующим образо В исходном состо нии датчики обратных св зей устанавливают в рабочее положение электрогидравлическую систему вибратора. При запуске вибратора с помощью кварцевого генератора, преобразовател код-частота и цифроаналогового преобразовател формируетс сигнал управлени , пapa eтpы которого заданы в программном устройстве, Сиг нал управлени вместе с сигналами обратных св зей поступает на вход суммирующего усилител , который приводит к действие электрогидравлический усилитель вибрационного источника 21. Недостатком описанной выше системы управлени вл етс сложность устройства, заключающа с в наличии цифроаналогового преобразовател и формировател синусоидального сигнала управлени . Цель изобретени - упрощение конструкции системы управлени и повышение точности. Указанна цель достигаетс тем, что в системе управлени , содержащей кварцевый генератор и программное устройство, подключенные к преобразователю код-частота, соединенному с входом формировател управл ющего сигнала, выход которого подключен к одному из входов суммирующего усилител , соединенного с входом электрогидравлического усилител , а также генератор синусоидального напр жени , подключенный к датчикам обратных св зей, выходы которых через соответствующие детекторы подключены к другим входам суммирующего усилител , формирователь управл ющего сигнала выполнен в виде двух идентичных делителей импульсов, сумматора импульсов и синхронного детектора, вход которого подключен к выходу генератора синусоидального напр жени , выход - ко входу суммирующего усилител , а управл ющий вход - к выходу одного из делителей, импульсов вход которого соединен с выходом сумматора импульсов, входы которого подключены к выходам кварцевого генератора и преобразовател код-частота, вход другого делител импульсов подключен к выходу кварцевого генератора, а выход - ко входу генератора синусоидального напр жени . На фиг.1 приведена структурна схема предлагаемой системы управлени , на фиг.2 - 7 диграммы напр жений , по сн ющие работу формировател управл ющего сигнала. Устройство содержит кварцевый генератор 1 и программное устройство 2, подключенные к преобразователю 3 код-частота, выход которого подключен к одному, из входов сумматора k импульсов, другой вход которого соединен с выходом кварцевого генератора 1, два идентичных делител 5 и 6 импульсов, вход первого из которых соединен с выходом кварце вого генератора 1, а выход - со входом генератора 7 синусоидального напр жени , вход второго делител импульсов соединен с выходом сумматора А импульсов, а выход - с управл ющим входом синхронного детектора 8, выход генератора 7 синусоиадал ного напр жени Д подключен к сигнальному входу синхронного детектора 8, выход которого подключен к одному из входов суммирующего усилител 9 нагруженного на электрогидравлический усилитель 10, расположенный на инерционной массе П гидравличес кого исполнительного механизма 12, на котором расположены датчики 13 и обратных св зей, подключенные к генератору 7 синусоидального напр жени и к другим входам симмутирующего усилител 9 через детекторы 15 и 16. Устройство работает следующим образом . Кварцевый генератор 1 генерирует высокостабильную импульсную последовательность с частотой У (фиг.2), котора поступает на вход делител 5 импульсов с коэффициентом делени N. При этом на выходе делител 5 образуетс импульсна последователь ноеть с частотой f -rr-(фиг.); Генератор 7 синусоидального напр жени использует эту импульсную последовательность дл формировани синусоидального напр жени датчиков Уд (фиг.5) той же частоты. Формирование синусоидального сигнала посто нной частоты f не представл ет трудности . В качестве такого формирова тел может быть использован высокодобротный резонансный усилитель.An IS amplifier is fed to the input of an electro-hydraulic amplifier, which activates an additional hydraulic vibration exciter mechanism. The arising force action through the emitting Nlitu eoav vibrator is applied to the ground, exciting a seismic wave in it. The signals of the feedback sensors located on the electrohydraulic vibration exciter, are fed to the input of the summing amplifier neree, the corresponding detectors, along with a sinusoidal control signal, thereby ensuring the operating mode of the electrohydraulic vibration exciter. A sinusoidal voltage generator is used to power the feedback sensors 13. A disadvantage of the described systems for controlling the vibration sources of seismic signals is the difficulty of having a digital-to-analog converter. Closest to the proposed technical entity is a control system for a vibration source of seismic signals. The vibration source contains an electrohydraulic vibration exciter, consisting of an electrohydraulic amplifier and connected to a radiating plate of a hydraulic actuator with feedback sensors located on them, and also contains a control system that includes a sequentially interconnected crystal oscillator, a software device, and a converter code -frequency, control signal driver in the form of a digital-to-analog converter, summing amplifier connected to the input ektrogidrav-crystal enhancer, and also generates a torus sinusoidal voltage for powering the sensors inverse bonds, detectors inverse bonds, signal .The inputs of which are connected to the sensors give VYHO inverse bonds, and outputs - to the inputs of the summing amplifier. The operation of the source and its control system is similar to the operation of the sources considered earlier with an electrohydraulic vibration exciter and occurs as follows. In the initial state, feedback sensors set the vibrator electrohydraulic system to the working position. When the vibrator is started using a crystal oscillator, a code-frequency converter and a digital-to-analog converter, a control signal is generated, the parameters of which are specified in a software device. The control signal together with feedback signals is fed to the summing amplifier, which leads to the action of an electro-hydraulic vibration source amplifier 21. A disadvantage of the control system described above is the complexity of the device, consisting in the presence of a digital-analog converter and a driver. sinusoidal control signal. The purpose of the invention is to simplify the design of the control system and improve accuracy. This goal is achieved by the fact that in a control system containing a crystal oscillator and a software device connected to a code-frequency converter connected to the input of a control signal generator, the output of which is connected to one of the inputs of a summing amplifier connected to the input of an electrohydraulic amplifier, and A sinusoidal voltage generator connected to feedback sensors whose outputs are connected to other inputs of a summing amplifier through appropriate detectors, The control signal is made in the form of two identical pulse dividers, a pulse accumulator and a synchronous detector, the input of which is connected to the output of a sinusoidal voltage generator, the output to the input of a summing amplifier, and the control input to the output of one of the dividers, which input pulses are connected with the output of the pulse accumulator, the inputs of which are connected to the outputs of the crystal oscillator and the code-frequency converter, the input of another pulse splitter is connected to the output of the crystal oscillator, and the output to the input of Sinusoidal voltage regulator. Fig. 1 shows a structural diagram of the proposed control system; Fig. 2-7 shows voltage diagrams that explain the operation of the control signal generator. The device contains a crystal oscillator 1 and a software device 2 connected to the code-frequency converter 3, the output of which is connected to one of the inputs of the adder k pulses, the other input of which is connected to the output of the crystal oscillator 1, two identical dividers 5 and 6 pulses, the first input of which is connected to the output of the quartz oscillator 1, and the output is connected to the input of the generator 7 of sinusoidal voltage, the input of the second pulse divider is connected to the output of the adder A of pulses, and the output is connected to the control input of the synchronous detector 8, the output of the generator 7 of sinusoidal voltage D is connected to the signal input of a synchronous detector 8, the output of which is connected to one of the inputs of summing amplifier 9 loaded onto an electrohydraulic amplifier 10 located on an inertial mass P of a hydraulic actuator 12 on which sensors 13 are located and feedbacks connected to the generator of the sinusoidal voltage 7 and to the other inputs of the switching amplifier 9 via the detectors 15 and 16. The device operates as follows. The quartz generator 1 generates a highly stable pulse sequence with a frequency Y (Fig. 2), which is fed to the input of a divider 5 pulses with a division factor N. At the same time, at the output of divider 5, a pulse sequence is formed with a frequency f -rr- (Fig.); A sinusoidal voltage generator 7 uses this pulse sequence to form a sinusoidal voltage sensors Og (Fig. 5) of the same frequency. The formation of a sinusoidal signal of a constant frequency f is not difficult. As such a body shape, a high-quality resonant amplifier can be used.

Кроме тонастроенный на частоту гIn addition to tuning the frequency g

го, при необходимости полученное нанапр жение может быть отфильтровано,. С выходов датчиков 13 и обратных св зей синусоидальные напр жени ид с амплитудой, пропорциональной перемещени м распределительного золотника электрогидравлического усилител 10 и инерционной массы 11 гидравлического исполнительного ме ханизма 12, поступают на входы детекторов 16 и 15 соответственно. На выходах этих детекторов при этомBut, if necessary, the resulting stress can be filtered. From the outputs of the sensors 13 and the feedbacks, sinusoidal voltages with an amplitude proportional to the displacement of the distribution spool of the electrohydraulic amplifier 10 and the inertial mass 11 of the hydraulic actuator 12 are fed to the inputs of the detectors 16 and 15, respectively. At the outputs of these detectors,

4(t).4 (t).

Claims

In this case, the frequencies of the signals at the signal input (Fig. 5) and at the control input (Fig. 6) of the synchronous detector 8 do not coincide, and an alternating voltage Uvjnp, sinusoidal-shaped (Fig. 7) with the frequency fj is formed at its output (t) equal to the frequency difference f and) of the signals at the output of the detector 8. 5 feedback signals are generated that are fed to the input of the summing amplifier E, thereby providing an operating mode of the electro-hydraulic amplifier 10 and the hydraulic actuator 12. To the input of the synchronous detector 8 enters a sine wave The output voltage of the generator 7a is supplied to the control input by a reading pulse from the output of the divider 6, which also has a division factor N. Before starting the operation, i.e. when the code-frequency transducer 3 does not generate pulses, only impulses of a quartz oscillator 1 of frequency V are fed to the input of divider 6, and the output produces a pulse sequence with a frequency in this case equal to the frequency of the sinusoidal voltage feeding feedback sensors 13 and W. Pos. If the frequency of the signals at the inputs (Synchronous Detector B is the same, then a constant voltage equal to zero is formed at its output. After starting the vibration source, the code-frequency converter 3 begins to generate an impulse a distinct sequence with a linearly varying frequency w (t) proportional to the instantaneous value of the frequency F (t) of the control signal, information about which is embedded in the software device 2. Suppose, for example, W (t) NF (t). The totalizer 4 pulses sums the pulse sequences of the crystal oscillator 1 (FIG. 2) and the code-frequency converter 3 also feeds the resulting pulse sequence with the frequency fn (t) V) tw (t) (FIG. 3) to the input of the divider 6, the output of which forms a pulse sequence, with frequency (FIG. 6) in this particular with ray Mt) .fa (t) -f, (t) .Mvdtl ... t) N Y. . N N N) i. The frequency of the sinusoidal voltage generated by the synchronous detector 8 is exactly equal to the instantaneous frequency of the control signal, the parameters of which are set in software 2. The sinusoidal voltage thus obtained is used to control the vibratory source of seismic signals. The introduction of additional dividers 5 and 6 pulses, the pulse accumulator of the synchronous detector 8 allows the formation of a sinusoidal control signal with a linearly time-varying frequency by converting an alternating voltage used to protect the feedback sensors. This simplifies by eliminating complex digital-analogue a converter containing precision elements, and additionally introduced devices are relatively simple and commercially available in microcircuit design. In addition, the sinusoidal control signal generated in this way has a very small discreteness and a high approximation accuracy, which are determined by the frequency of the sinusoidal voltage feeding the sensors. For example, at a frequency of kHz, a control signal with a frequency of Hz is formed with a discreteness of 1000 samples per period. With this approximation, there are practically no harmonic components of the sinusoidal control signal. The invention is distinguished by a simpler design due to the replacement of a digital-to-analog converter and, therefore, a reduction in the number of components, and also allows the control signal to be formed with a lower 9 58 content of harmonic components, which improves the quality of the obtained seismic information. Claims An oscillating source control system for seismic signals comprising a quartz oscillator, a generator and a software device connected to a code-frequency converter connected to the input of a control signal generator, the output of which is connected to one of the inputs of a summing amplifier connected to the input of an electro-hydraulic amplifier, as well as a sinusoidal voltage generator connected to feedback sensors whose outputs are connected to other inputs through corresponding detectors summing amplifier, so that, in order to simplify the design and improve the control accuracy, the control signal generator is made in the form of two identical pulse dividers, a pulse adder and a synchronous detector, whose input is connected to the output a sinusoidal voltage generator, an output to the input of a summing amplifier, and a control input to the output of one of the pulse splitters, the input of which is connected to the output of a pulse combiner, whose inputs are connected to the outputs of a quartz oscillator and the code-frequency converter, the input of another pulse splitter is connected to the output of the crystal oscillator, and the output is connected to the input of the sinusoidal voltage generator Sources of information. taken into account in the examination 1. US patent number 3979715, class., 5, published 1976.

2.Composite Manual Servo Hydraulic Unit Model SH / 210A 387910-701 M, TEG-243CE, Electro Technicals Division, Geosource, Inc., Houston, Texas, 1976 (prototype).

Figg

1