GDZ48A淺層地震儀與GDZ24A、NX-24、R24儀器的測試對比

董 斌 陳少軍 辛永勝

(新疆地調處質量監控中心 新疆烏魯木齊)

GDZ48A淺層地震儀與
GDZ24A、NX-24、R24儀器的測試對比

董 斌 陳少軍 辛永勝

(新疆地調處質量監控中心 新疆烏魯木齊)

文章對GDZ48A、GDZ24A、NX-24、R24淺層地震儀進行了道一致性、系統延遲、初至時間拾取、小折射和微測井采集資料對比,通過對比證明,GDZ48A和GDZ24A淺層地震儀完全可以滿足野外表層調查要求。

GDZ48A;SDB-24A

0 引 言

GDZ48A淺層地震儀由東方地球物理公司西安物探裝備分公司制造,2009年6月配備到新疆地調處的新儀器。因我處首次裝備該儀器,且在準噶爾盆地無使用該系列儀器的經驗,因此有必要在野外現場與目前常用的NX-24、R24等淺層地震儀進行對比測試,以檢驗和了解GDZ48A儀器技術性能,為今后在準噶爾盆地推廣使用積累寶貴的經驗。

主要對比了GDZ24A、GDZ48A、NX-24、R24儀器道一致性、系統延遲、微測井和小折射采集資料及SDB-24A爆炸機負載能力。

1 GDZ48A和SDB-24A爆炸機性能特點

1.1 GDZ48A儀器性能特點及技術指標[1、2]

1)儀器性能特點

GDZ48A是一款輕便型、性價比高的一體化國產地震數據采集系統,該系統采用了Δ-Σ24位A/D轉換器、能精確地勘探淺層地質結構。操作系統軟件基于Windows XP系統開發,為用戶提供了友好的操作界面。系統配備了12 V直流電瓶供電、12.1 in(1 in=25.4 mm)TFT彩色顯示器、大容量硬盤、USB2.0接口2個、內置熱敏打印機等。

2)技術指標

道數:48道

A/D轉化器:Δ-Σ24位

采樣間隔:0.0625 ms、0.125 ms、0.25 ms、0.5 ms、1 ms、2 ms

前放增益:18 dB、42 dB

道間串音:≤-90 dB

總諧波畸變:＜0.003%

數據處理:A.高、低截濾波;B.陷波;C.AGC

打印機:高速熱敏打印機

存儲:120 G硬盤(內置),U盤

操作系統:windows XP

記錄格式:SEG-2

工作溫度:0～45℃

質量:16 kg

1.2 SDB-24A爆炸機性能特點及技術指標[3]

SDB-24A爆炸機可與GDZ48A淺層地震儀配套作為引爆裝置,它具有操作簡單、小型便攜、安全可靠等特點。

工作溫度:-30℃～60℃

供電方式:直流6 V

起爆精度:0±5μs

啟爆高壓:200 V～300 V

負載能力:50 m炮線,串聯大于10只雷管,并聯大于5只雷管。

重量:1.3 kg

2 儀器道一致性和系統延遲測試

2.1 道一致性測試

使用0.25 ms采樣間隔,前放增益不做要求,用一只合格檢波器與測試地震道并聯,用敲擊法做道一致性測試。

用上述方法對R24、NX-24、GDZ24A、GDZ48A儀器進行道一致性測試。R24和GDZ48A儀器道一致性測試記錄分別如圖1和圖2所示。四種儀器各測試道波形一致、無視差。

圖1 R24儀器道一致性測試記錄

圖2 GDZ48A儀器道一致性測試記錄

2.2 系統延遲測試

采用同一點激發接收,驗證不同儀器時延差異,測試采樣間隔均為0.25 ms。

由于在實際測試中做到零炮檢距很難,因此每臺儀器系統延遲均測試三至四次,測試連接見圖3,其中理想的記錄作為最終的測試結果。

圖3 系統延遲測試示意圖

通過分析GDZ48A、GDZ24A、NX-24、R24儀器的系統延遲記錄和真值,上述四臺儀器對應文件號404、303、204、105起跳時間接近零時刻,時延誤差均在一個樣點0.25 ms內。

3 采集資料對比

3.1 初至時間拾取對比

為了保證兩臺不同儀器采集數據的可對比性,使用一臺SDB-24A爆炸機激發,兩臺不同儀器同時接入同一排列接收,采集后拾取各道初至時間進行對比。

1至3道道距1 m,4至12道,道距2 m,采樣間隔0.25 ms。

施工排列連接如圖4所示,初至時間拾取結果見表1、表2。

圖4 排列示意圖

表1 0 m偏移距初至時差和平均時差

表2 2 m偏移距初至時差和平均時差

初至時間拾取結果顯示:GDZ24A/GDZ48A與R24/NX-24 0 m偏移距和2 m偏移距初至時間平均誤差值在1到3個樣點內。

3.2 小折射資料采集對比

GDZ24A、NX-24、R24采用不等道距2 m偏移距,同一排列接收;GDZ48A采用不等道距5 m偏移距接收,對比不同儀器采集資料的解釋成果,實施方案見表3。

表3 不同儀器資料采集實施方案

通過處理上述四種儀器采集的小折射資料,最終的解釋成果對比:GDZ48A、GDZ24A、NX-24、R24儀器在同一位置采集,小折射資料解釋成果一致,低降速帶厚度最大誤差0.2 m。

3.3 微測井數據采集對比

用兩口R24儀器施工的生產微測井,與這兩口微測井相同位置、相同井深和接收條件(12只檢波器地面接收,檢波器距井口1 m、2 m、3 m扇形擺放,每個偏移距4道)的試驗微測井用一臺爆炸機激發(井中激發),GDZ24A和GDZ48A同時接收,對所得資料進行對比。

兩口微測井資料解釋成果對比顯示:11881170、55161166樁號試驗微測井用GDZ48A、GDZ24A儀器同時采集所得資料解釋成果與R24儀器采集的生產微測井資料解釋成果一致,低降速帶厚度最大誤差僅為0.27 m。

4 SDB-24A爆炸機負載能力試驗

現場采用普通炮線連接,雷管激發,炮線長度從475m依次遞減測試SDB-24A啟爆能力,接收儀器以GDZ24A為主,測試方案和測試結果見表4。

表4 SDB-24A爆炸機負載能力測試實施方案及結果

使用兩發雷管并聯激發是為了防止啞炮而在實際工作中采用的一種措施,因此試驗中均采用兩發雷管并聯激發。

爆炸機負載能力測試結果:

(1)SDB-24A爆炸機負載2發雷管并聯激發,極限啟爆距離369 m;300 m三發雷管并聯不響(實測475 m炮線電阻250Ω,0.53Ω/m)。

(2)50 m炮線 GDZ48A接收5發并聯和10發串聯激發均能啟爆。

5 結 論

經過儀器系統測試,初至時間拾取,小折射、微測井采集資料解釋成果對比,GDZ48A與GDZ24A、NX-24、R24所得資料一致。GDZ48A淺層地震儀精度完全可以滿足野外表層調查的需要,但仍有以下幾項需注意改進:

(1)GDZ48A儀器系統極性與NX-24和R24相反,通過軟件功能可以實現道極性反相。

(2)GDZ48A儀器無正版操作系統,可能會給系統維護帶來不便。

(3)使用USB設備容易使系統感染病毒,需進行病毒防范。

(4)使用SDB-24A爆炸機,微測井深度應控制在350 m以內(兩發雷管并聯激發)。

[1] GDZ48A高精度工程地震儀用戶手冊(資料)

[2] GDZ24A高精度地震儀用戶手冊(資料)

[3] SDB-24A爆炸機使用說明(資料)

Test and comparison among the low velocity layer seismic instru- ment systems of GDZ48A,GDZ24A,NX-24 and R24.

Dong Bin,Chen Shaojun and Xin Yongsheng.

The traces similarity test,system delay time,first break time pickup,LVL refraction records,uphole survey data of GDZ48A,GDZ24A,NX-24 and R24 are compared in this paper.The comparison shows that GDZ48A and GDZ24A low velocity layer seismic instrument systems can meet the requirement of low velocity layer survey.

GDZ48A;SDB-24A

P631.4+32

B

1004-9134(2011)03-0034-03

董 斌,男,1965年生,高級工程師,1986年畢業于甘肅工業大學自控工業電氣自動化專業,多年從事地震儀器技術支持和質量監控工作,現任新疆地調處質量監控中心儀器總監。郵編:830016

2010-12-25編輯劉雅銘)

PI,2011,25(3):34～36

·方法研究·