一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置，包括激發(fā)信號系統(tǒng)和采集信號系統(tǒng)；激發(fā)信號系統(tǒng)用于產(chǎn)生震源信號和同步觸發(fā)信號；采集信號系統(tǒng)包括：交換機、至少兩臺微機、A/D轉(zhuǎn)換器、放大器、接收換能器和物理模型；物理模型一端輸入震源信號，物理模型另一端與接收換能器相連；接收換能器的輸出端與放大器的輸入端相連，放大器輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器的第一端口相連，A/D轉(zhuǎn)換器的第二端口輸入同步觸發(fā)信號，A/D轉(zhuǎn)換器的第三端口與微機一端相連；微機另一端與交換機相連；微機中一臺作為主控微機，A/D轉(zhuǎn)換器在同步觸發(fā)信號作用下，微機同步采集對應地震道的數(shù)據(jù)；主控微機通過交換機控制其他微機，實現(xiàn)微機同時存儲數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油氣勘探開發(fā)的地球物理研究領域，特別涉及一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置。
【背景技術】
[0002]地震勘探物理模擬就是在實驗室中通過超聲測試技術針對物理模型進行數(shù)據(jù)采集和處理的過程，實現(xiàn)模擬野外地震勘探工作。
[0003]模型數(shù)據(jù)采集是通過三維物理模型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來實現(xiàn)的。它由水槽、定位系統(tǒng)、震源和接收器、信號采集系統(tǒng)等組成。采集工作模式有定點采集和運動中采集兩種。在定點采集模式中，機械系統(tǒng)的頻頻啟停和較慢的運動速度使得整個采集速度的緩慢，一個大的三維模型，往往需要幾個月的時間。而實際工作中大都采用運動中采集工作模式，這種模式是采集在運動中進行，克服了定點采集的頻繁啟停的弊病。定位系統(tǒng)根據(jù)觀測系統(tǒng)所設定的炮間距和道間距長度，在機械系統(tǒng)運動時，實時檢測移動長度，當移動的長度與炮檢距相等時，通過定位系統(tǒng)硬件觸發(fā)發(fā)送同步脈沖信號，觸發(fā)震源發(fā)送地震信號，采集系統(tǒng)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。在整個采集過程中，機械系統(tǒng)處于高速率的運動之中，省去了機械系統(tǒng)頻繁啟停所消耗的時間，相比于定點采集，大大提高了采集工作效率。
[0004]上述兩種工作模式都是單地震道采集，因此采集效率的提高是有限的，尤其針對大型三維物理模型的情況，由于數(shù)據(jù)量巨大，即使采用運動中采集工作模式，采集周期仍較長，因此，采集工作效率仍需進一步提高。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決上述問題，本實用新型提出一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置，消除單地震道采集所引起的采集效率不高的問題，進一步提高地震物理模型數(shù)據(jù)采集的工作效率。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置，所述裝置包括激發(fā)信號系統(tǒng)和采集信號系統(tǒng)；所述激發(fā)信號系統(tǒng)用于產(chǎn)生震源信號和同步觸發(fā)信號；
[0007]所述采集信號系統(tǒng)包括:交換機、至少兩臺微機、至少兩臺A/D轉(zhuǎn)換器、至少兩臺放大器、至少兩臺接收換能器和物理模型；其中，
[0008]所述物理模型一端輸入所述震源信號，所述物理模型另一端與所述接收換能器相連；所述接收換能器的輸出端與所述放大器的輸入端相連，所述放大器輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器的第一端口相連，所述A/D轉(zhuǎn)換器的第二端口輸入同步觸發(fā)信號，所述A/D轉(zhuǎn)換器的第三端口與所述微機一端相連；所述微機另一端與所述交換機相連；
[0009]所述微機中一臺作為主控微機，所述A/D轉(zhuǎn)換器在所述同步觸發(fā)信號作用下，所述微機同步采集對應地震道的數(shù)據(jù)；所述主控微機通過所述交換機控制其他微機，實現(xiàn)所述微機同時存儲數(shù)據(jù)。[0010]可選的，在本實用新型一實施例中，所述激發(fā)信號系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)、運動控制卡、同步信號觸發(fā)器、脈沖發(fā)生器和激發(fā)換能器；其中，
[0011]所述主控微機向所述運動控制卡發(fā)送脈沖控制串，所述運動控制卡同時與所述伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)、所述同步信號觸發(fā)器相連，所述同步信號觸發(fā)器分別與所述脈沖發(fā)生器、所述A/D轉(zhuǎn)換器相連，所述脈沖發(fā)生器與所述激發(fā)換能器相連，所述激發(fā)換能器與所述物理模型相連；
[0012]所述運動控制卡將所述脈沖控制串同時傳輸至所述伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)和所述同步信號觸發(fā)器，所述伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)用于驅(qū)動激發(fā)換能器和接收換能器進行移動，所述同步信號觸發(fā)器將所述脈沖控制串個數(shù)與炮間距進行比較，當所述脈沖控制串個數(shù)與炮間距相等時，所述同步信號觸發(fā)器發(fā)送單脈沖信號給所述脈沖發(fā)生器，同時發(fā)送所述同步觸發(fā)信號至所述A/D轉(zhuǎn)換器；所述脈沖發(fā)生器根據(jù)所述單脈沖信號產(chǎn)生脈沖；所述脈沖經(jīng)所述激發(fā)換能器轉(zhuǎn)換為聲波信號；所述聲波信號作為震源信號輸入至所述物理模型。
[0013]可選的，在本實用新型一實施例中，所述微機個數(shù)分別與所述A/D轉(zhuǎn)換器的個數(shù)、放大器的個數(shù)、接收換能器的個數(shù)相等。
[0014]可選的，在本實用新型一實施例中，所述主控微機通過PCI與所述運動控制卡通過PCI主線相連接。
[0015]可選的，在本實用新型一實施例中，所述主控A/D轉(zhuǎn)換器通過1394火線與所述微機相連。
[0016]上述技術方案具有如下有益效果:采用本申請?zhí)岢龅亩嗟赖牡卣鹞锢砟Ｐ蛿?shù)據(jù)采集裝置，實現(xiàn)了物理模型的地震道多道同時采集，使地震數(shù)據(jù)采集效率得到大大提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實用新型提出的一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置框圖之一；
[0019]圖2為本實用新型提出的一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置框圖之二 ；
[0020]圖3為本實施例的多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置框圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]在單地震道采集中，微機向運動控制卡發(fā)送驅(qū)動脈沖(脈沖串)信號，運動控制卡向定位系統(tǒng)傳送該脈沖信號，并實時反饋回該信號，機械移動時，實時監(jiān)測移動長度，當移動長度與炮間距相等時，運動控制卡向同步觸發(fā)器發(fā)送一個脈沖(單脈沖)信號，觸發(fā)同步信號觸發(fā)器使其向A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)送一個脈沖信號，通知其開始采集數(shù)據(jù)，同時向脈沖發(fā)生器發(fā)送一個脈沖信號，通知其發(fā)射激發(fā)一個電脈沖，該電脈沖通過激發(fā)換能器產(chǎn)生一個聲波信號，并作為震源信號通過物理模型，經(jīng)過模型時產(chǎn)生反射、透射，再經(jīng)接收換能器接收地震信號，經(jīng)過放大器放大后，被A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送給微機進行存儲。將系統(tǒng)采集過程分為兩個過程:激發(fā)信號階段與采集信號階段，信號經(jīng)微機、運動控制卡、定位系統(tǒng)、同步信號觸發(fā)器、脈沖發(fā)生器、激發(fā)換能器完成信號激發(fā)的過程為激發(fā)信號階段，信號通過物理模型后，經(jīng)接收換能器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、微機存儲的過程稱為采集信號階段。
[0023]在上述單道采集系統(tǒng)的基礎上做些改動，即可實現(xiàn)多道數(shù)據(jù)采集。與單道采集系統(tǒng)相比，多道采集系統(tǒng)在其基礎上增加了幾套信號采集階段的設備，幾個接收換能器(多地震道)、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和幾臺微機，而信號激發(fā)階段的設備仍只需一套。為了實現(xiàn)多道采集，就需要增加幾道地震道，然而如果僅僅增加地震道，還是原來一臺微機，則傳送數(shù)據(jù)時各個地震道的數(shù)據(jù)只能依次排隊傳送，提高數(shù)據(jù)采集效率的初衷就無法實現(xiàn)。因此還需同時增加幾臺微機，并與各A/D轉(zhuǎn)換器相連，分別用于各地震道數(shù)據(jù)的采集存儲。為了實現(xiàn)各微機同時存儲數(shù)據(jù)，需要將其中一臺微機作為主控微機，經(jīng)交換機與其它微機連接起來，這樣主控微機就可以控制其它所有微機了。同時，將同步信號觸發(fā)器同時與各A/D轉(zhuǎn)換器連接起來，這樣就可以實現(xiàn)同步信號觸發(fā)器同時向各A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)送信號，使各A/D轉(zhuǎn)換器同時開始采集數(shù)據(jù)。這樣，地震信號被各接收換能器接收，分別經(jīng)過放大后被各A/D轉(zhuǎn)換器采集，然后分別傳輸給相應的各微機。各臺微機實現(xiàn)了對各地震道數(shù)據(jù)的同時存儲，這樣就大大提高了數(shù)據(jù)存儲效率。
[0024]如圖1所示，為本實用新型提出的一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置框圖。所述裝置包括激發(fā)信號系統(tǒng)和采集信號系統(tǒng)；所述激發(fā)信號系統(tǒng)用于產(chǎn)生震源信號和同步觸發(fā)信號；
[0025]所述采集信號系統(tǒng)包括:交換機、至少兩臺微機、至少兩臺A/D轉(zhuǎn)換器、至少兩臺放大器、至少兩臺接收換能器和物理模型；其中，
[0026]所述物理模型一端輸入所述震源信號，所述物理模型另一端與所述接收換能器相連；所述接收換能器的輸出端與所述放大器的輸入端相連，所述放大器輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器的第一端口相連，所述A/D轉(zhuǎn)換器的第二端口輸入同步觸發(fā)信號，所述A/D轉(zhuǎn)換器的第三端口與所述微機一端相連；所述微機另一端與所述交換機相連；
[0027]所述微機中一臺作為主控微機，所述A/D轉(zhuǎn)換器在所述同步觸發(fā)信號作用下，所述微機同步采集對應地震道的數(shù)據(jù)；所述主控微機通過所述交換機控制其他微機，實現(xiàn)所述微機同時存儲數(shù)據(jù)。
[0028]如圖2所示，為本實用新型提出的一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置框圖之二。在圖1的基礎上，所述激發(fā)信號系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)、運動控制卡、同步信號觸發(fā)器、脈沖發(fā)生器和激發(fā)換能器；其中，
[0029]所述主控微機向所述運動控制卡發(fā)送脈沖控制串，所述運動控制卡同時與所述伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)、所述同步信號觸發(fā)器相連，所述同步信號觸發(fā)器分別與所述脈沖發(fā)生器、所述A/D轉(zhuǎn)換器相連，所述脈沖發(fā)生器與所述激發(fā)換能器相連，所述激發(fā)換能器與所述物理模型相連；
[0030]所述運動控制卡將所述脈沖控制串同時傳輸至所述伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)和所述同步信號觸發(fā)器，所述伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)用于驅(qū)動激發(fā)換能器和接收換能器進行移動，所述同步信號觸發(fā)器將所述脈沖控制串個數(shù)與炮間距進行比較，當所述脈沖控制串個數(shù)與炮間距相等時，所述同步信號觸發(fā)器發(fā)送單脈沖信號給所述脈沖發(fā)生器，同時發(fā)送所述同步觸發(fā)信號至所述A/D轉(zhuǎn)換器；所述脈沖發(fā)生器根據(jù)所述單脈沖信號產(chǎn)生脈沖；所述脈沖經(jīng)所述激發(fā)換能器轉(zhuǎn)換為聲波信號；所述聲波信號作為震源信號輸入至所述物理模型。
[0031]可選的，在本實用新型一實施例中，所述微機個數(shù)分別與所述A/D轉(zhuǎn)換器的個數(shù)、放大器的個數(shù)、接收換能器的個數(shù)相等。
[0032]可選的，在本實用新型一實施例中，所述主控微機通過PCI與所述運動控制卡通過PCI主線相連接。
[0033]可選的，在本實用新型一實施例中，所述主控A/D轉(zhuǎn)換器通過1394火線與所述微機相連。
[0034]實施例:
[0035]如圖3所示，為本實施例的多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置框圖。為了實現(xiàn)物理模型地震數(shù)據(jù)四道采集，在單道采集系統(tǒng)的基礎上，增加了三套信號采集階段的硬件裝備，即3個接收換能器、3個放大器、3個A/D轉(zhuǎn)換器，另外增加了一臺交換機和三臺微機，四臺微機中一臺為主控微機，并通過交換機用網(wǎng)線與其它三臺微機連接起來，這樣就實現(xiàn)了主控微機對其它微機的控制。然后將主控微機通過PCI主線與運動控制卡相連，而運動控制卡一邊與伺服驅(qū)動反饋系統(tǒng)相連，另一邊與同步觸發(fā)器相連。同步觸發(fā)器一邊與脈沖發(fā)生器相連，而脈沖發(fā)生器連接激發(fā)換能器；另一邊同時與四個A/D轉(zhuǎn)換器相連，四個A/D轉(zhuǎn)換器前面均連接著放大器、接收換能器，同時，四個A/D轉(zhuǎn)換器通過1394火線與各微機連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0036]圖3的裝置工作時，首先，主控微機向運動控制卡發(fā)送一個長脈沖串，繼而傳送給伺服驅(qū)動反饋系統(tǒng)，驅(qū)動接收換能器、接收換能器進行移動，并將該長脈沖串實時反饋給運動控制卡。與運動控制卡相連的同步信號觸發(fā)器實時比較該長脈沖串，當脈沖個數(shù)達到與炮間距相等的時候，同步觸發(fā)器則產(chǎn)生一個單脈沖信號，一邊發(fā)送給脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生脈沖，由激發(fā)換能器轉(zhuǎn)換為聲波信號，即可作為震源對物理模型進行激發(fā)；同步觸發(fā)器另一邊則給四個A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)送信號，通知各A/D轉(zhuǎn)換器開始采集數(shù)據(jù)。通過物理模型后的地震信號被四個接收器分別接收，并分別經(jīng)各放大器進行放大，繼而分別傳送給各A/D轉(zhuǎn)換器并被采集，然后各A/D轉(zhuǎn)換器通過1394火線將數(shù)據(jù)傳輸給各臺微機，實現(xiàn)地震數(shù)據(jù)的同步米集。
[0037]通過本裝置實現(xiàn)了物理模型四道同時采集，使地震數(shù)據(jù)采集效率得到大大提高。
[0038]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種多道的地震物理模型數(shù)據(jù)采集裝置，所述裝置包括激發(fā)信號系統(tǒng)和采集信號系統(tǒng)；所述激發(fā)信號系統(tǒng)用于產(chǎn)生震源信號和同步觸發(fā)信號；其特征在于， 所述采集信號系統(tǒng)包括:交換機、至少兩臺微機、至少兩臺A/D轉(zhuǎn)換器、至少兩臺放大器、至少兩臺接收換能器和物理模型；其中， 所述物理模型一端輸入所述震源信號，所述物理模型另一端與所述接收換能器相連；所述接收換能器的輸出端與所述放大器的輸入端相連，所述放大器輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器的第一端口相連，所述A/D轉(zhuǎn)換器的第二端口輸入同步觸發(fā)信號，所述A/D轉(zhuǎn)換器的第三端口與所述微機一端相連；所述微機另一端與所述交換機相連； 所述微機中一臺作為主控微機，所述A/D轉(zhuǎn)換器在所述同步觸發(fā)信號作用下，所述微機同步采集對應地震道的數(shù)據(jù)；所述主控微機通過所述交換機控制其他微機，實現(xiàn)所述微機同時存儲數(shù)據(jù)。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述激發(fā)信號系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)、運動控制卡、同步信號觸發(fā)器、脈沖發(fā)生器和激發(fā)換能器；其中， 所述主控微機向所述運動控制卡發(fā)送脈沖控制串，所述運動控制卡同時與所述伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)、所述同步信號觸發(fā)器相連，所述同步信號觸發(fā)器分別與所述脈沖發(fā)生器、所述A/D轉(zhuǎn)換器相連，所述脈沖發(fā)生器與所述激發(fā)換能器相連，所述激發(fā)換能器與所述物理模型相連； 所述運動控制卡將所述脈沖控制串同時傳輸至所述伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)和所述同步信號觸發(fā)器，所述伺服驅(qū)動反饋子系統(tǒng)用于驅(qū)動激發(fā)換能器和接收換能器進行移動，所述同步信號觸發(fā)器將所述脈沖控制串個數(shù)與炮間距進行比較，當所述脈沖控制串個數(shù)與炮間距相等時，所述同步信號觸發(fā)器發(fā)送單脈沖信號給所述脈沖發(fā)生器，同時發(fā)送所述同步觸發(fā)信號至所述A/D轉(zhuǎn)換器；所述脈沖發(fā)生器根據(jù)所述單脈沖信號產(chǎn)生脈沖；所述脈沖經(jīng)所述激發(fā)換能器轉(zhuǎn)換為聲波信號；所述聲波信號作為震源信號輸入至所述物理模型。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述微機個數(shù)分別與所述A/D轉(zhuǎn)換器的個數(shù)、放大器的個數(shù)、接收換能器的個數(shù)相等。
4.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述主控微機通過PCI與所述運動控制卡通過PCI主線相連接。
5.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述主控A/D轉(zhuǎn)換器通過1394火線與所述微機相連。
【文檔編號】G01V1/22GK203606507SQ201320732366
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權日:2013年11月19日
【發(fā)明者】狄?guī)妥? 魏建新, 徐超 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油大學(北京)