eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器的聯(lián)合應(yīng)用研究

黃峰

（中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司裝備服務(wù)處塔里木作業(yè)部，河北 涿州 072750）

在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展下，全球定位技術(shù)、接口技術(shù)等電子信息技術(shù)得到了快速發(fā)展，在多個(gè)類型技術(shù)的支持下，地震勘探儀器也進(jìn)入到一個(gè)全新的發(fā)展階段。從地震勘探工作發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，受不同地區(qū)區(qū)域環(huán)境和地震發(fā)生情況不同的影響，如何在地震勘探工作中引入高效率、低成本的技術(shù)成為相關(guān)人員需要思考和解決的問(wèn)題。

eSeis節(jié)點(diǎn)采集站是一種三合一節(jié)點(diǎn)儀器設(shè)備，該設(shè)備具備獨(dú)立的電源和信息存儲(chǔ)模式，十分適合應(yīng)用在地面信息的連續(xù)采集工作中，且在信息收集整理和應(yīng)用到過(guò)程中節(jié)省了有線儀器設(shè)備排查的時(shí)間，在復(fù)雜地質(zhì)地震勘探工作區(qū)域會(huì)顯示出優(yōu)良的勘探優(yōu)勢(shì)。G3i有線儀器是一種地球物理勘探儀器，這個(gè)儀器設(shè)備在使用的過(guò)程中顯示出了較強(qiáng)的數(shù)據(jù)信息收集和整理能力，且整理之后的數(shù)據(jù)能夠?yàn)榈卣鹂碧椒治鎏峁┯幸鎱⒖贾С?。不僅如此，在復(fù)雜的地形環(huán)境下，G3i有線儀器還能夠進(jìn)行有線放炮施工。為了能夠更好的促進(jìn)地震勘查工作的發(fā)展本文著重就G3i有線儀器和eSeis節(jié)點(diǎn)儀器的聯(lián)合應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行探究。

1 工程項(xiàng)目的基本情況概述

本文所研究工程中的三維地震資料采集項(xiàng)目覆蓋面積為489公頃，工作區(qū)域范圍內(nèi)涉及村莊、果園、戈壁區(qū)域、河流水虧、農(nóng)作物區(qū)域。在工作區(qū)域范圍內(nèi)設(shè)計(jì)出了47500余炮，場(chǎng)地作業(yè)采用井震聯(lián)合激發(fā)方式，包含7500個(gè)北部山區(qū)井炮、40000個(gè)南部山區(qū)井炮。在信息接收上，北部戈壁區(qū)域和山體采用了G3i有線儀器設(shè)備。在工程建設(shè)的過(guò)程中受障礙物布局的影響，地表環(huán)境復(fù)雜，需要使用eSeis節(jié)點(diǎn)采集站來(lái)開(kāi)展施工管理。

2 eSeis節(jié)點(diǎn)儀器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

eSeis節(jié)點(diǎn)儀器主要由主機(jī)、輔助設(shè)備、地面設(shè)備等共同組成，儀器主機(jī)涉及SPM箱體、顯示器、鼠標(biāo)鍵盤。配合主機(jī)設(shè)備的輔助設(shè)備有遙爆系統(tǒng)、磁盤箱、繪圖儀等。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行程序的收發(fā)數(shù)據(jù)和發(fā)送指令會(huì)由大線光纖接口卡的光口連接形成。光纜收發(fā)傳輸率為每秒1.2288GB，命令的傳輸率為每秒2.048Mb。

eSeis節(jié)點(diǎn)儀器信息收集站的重量不超過(guò)1kg，可以被人們攜帶到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)，同等條件下的有線儀器設(shè)備僅僅能夠攜帶四道。在eSeis節(jié)點(diǎn)儀器內(nèi)部設(shè)置的鋰電池組能夠?qū)Σ杉镜臄?shù)據(jù)信息連續(xù)記錄30天。同時(shí)，eSeis節(jié)點(diǎn)儀器還具備快速充電和欠壓保護(hù)功能，在采取連續(xù)作業(yè)模式之后會(huì)將獲取的地震信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳?zhǔn)度較少的數(shù)字信號(hào)，而后將轉(zhuǎn)換之后的信號(hào)存貯在內(nèi)部的SD中，通過(guò)倒排列時(shí)段來(lái)收集整理各方的數(shù)據(jù)信息。

3 eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器的聯(lián)合應(yīng)用

3.1 聯(lián)合應(yīng)用的要點(diǎn)分析

eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器的設(shè)計(jì)理念、質(zhì)量控制方式、工作運(yùn)行模式存在比較大的差異，因此，為了能夠更好的發(fā)揮出兩個(gè)儀器設(shè)備在收集整理地震數(shù)據(jù)信息方面的作用，需要相關(guān)人員整合分析出兩個(gè)設(shè)備聯(lián)合應(yīng)用的基本要點(diǎn)，具體包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：第一，節(jié)點(diǎn)儀器和有線儀器支持相同的采樣間隔時(shí)間、濾波類型和數(shù)據(jù)分析模式。eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器所在信息采集站的電路響應(yīng)頻率基本保持在一致的狀態(tài)。第二，節(jié)點(diǎn)采集站是一種連續(xù)性比較強(qiáng)的儀器設(shè)備，關(guān)聯(lián)設(shè)備會(huì)為數(shù)據(jù)的使用提供必要的冷卻時(shí)間。因此，在使用有線儀器設(shè)備分析地震信息的時(shí)候還需要設(shè)備本身能夠具備全球定位分析功能，對(duì)不同時(shí)間段下所測(cè)試位置的地震信息進(jìn)行全面的分析整理。第三，無(wú)線節(jié)點(diǎn)儀器設(shè)備是一種盲采儀器設(shè)備，在使用的過(guò)程中不會(huì)像有線儀器監(jiān)控各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)，在節(jié)點(diǎn)采集站被移動(dòng)之后，數(shù)據(jù)信息會(huì)很快丟失。第四，分工明確。在eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器聯(lián)合使用的過(guò)程中，G3i有線儀器主要負(fù)責(zé)北部地區(qū)的數(shù)據(jù)收集整理，eSeis節(jié)點(diǎn)儀器負(fù)責(zé)北部陡峭山體和南部障礙區(qū)域數(shù)據(jù)的收集整理。

3.2 聯(lián)合使用時(shí)要保證數(shù)據(jù)信息的一致

eSeis節(jié)點(diǎn)儀器和G3i有線儀器的生產(chǎn)廠家不同，但是在使用的時(shí)候能夠支持同樣的前值增益和濾波類型、數(shù)據(jù)采集間隔等。兩個(gè)儀器設(shè)備的具體參數(shù)指標(biāo)設(shè)定如表一所示。通過(guò)對(duì)兩個(gè)儀器參數(shù)的綜合對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)儀器設(shè)備在記錄地震信息情況方面的差異可以忽略不計(jì)，也充分驗(yàn)證了兩個(gè)儀器設(shè)備聯(lián)合施工的基本條件。

表1 eSeis節(jié)點(diǎn)儀器和G3i有線儀器參數(shù)指標(biāo)對(duì)比

3.3 全球定位馴鐘技術(shù)

eSeis節(jié)點(diǎn)儀器所收集上來(lái)的地震數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)出連續(xù)性、多元化的特點(diǎn)，在切分?jǐn)?shù)據(jù)信息的過(guò)程中需要按照確定的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間來(lái)對(duì)地震數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分離處理。為了能夠達(dá)到這個(gè)發(fā)展目標(biāo)可以借助全球定位系統(tǒng)接收器來(lái)完成全球定位馴鐘，保證兩個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的同步使用。

eSeis節(jié)點(diǎn)儀器在正式使用之前需要使用高精準(zhǔn)度的全球定位分析模塊來(lái)獲得信號(hào)，采集站內(nèi)部會(huì)有專門的系統(tǒng)計(jì)算自身和全球定位時(shí)鐘信號(hào)的差異，根據(jù)差異調(diào)節(jié)輸出到A/D模塊上的主時(shí)鐘脈沖，最終提升馴鐘的效率。

在數(shù)據(jù)信息開(kāi)始收集整理時(shí)候要使用分時(shí)馴鐘的方式每間隔一定的時(shí)間完成一次馴鐘，從而保證數(shù)據(jù)獲取的規(guī)律和馴鐘誤差的最小化處理。

3.4 節(jié)點(diǎn)質(zhì)控技術(shù)

第一，野外質(zhì)控技術(shù)。無(wú)線節(jié)點(diǎn)儀器收集上來(lái)的數(shù)據(jù)信息屬于盲采數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)整理之后的這些數(shù)據(jù)信息不能夠像有線儀器設(shè)備一樣時(shí)刻處于正常的工作狀態(tài)。eSeis節(jié)點(diǎn)儀器在被移動(dòng)或者出現(xiàn)故障后會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題。eSeis節(jié)點(diǎn)儀器能夠彌補(bǔ)無(wú)線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息管理應(yīng)用的局限，并根據(jù)不同地形的需要來(lái)勘查和分析數(shù)據(jù)信息，幫助相關(guān)工作人員及時(shí)查詢工作中節(jié)點(diǎn)單元的電池容量、全球定位信息、傾斜度、信息存儲(chǔ)狀態(tài)。第二，室內(nèi)質(zhì)量控制。在勘測(cè)過(guò)程中會(huì)有專門的軟件支持無(wú)線節(jié)點(diǎn)采集站運(yùn)行的測(cè)試，從而滿足不同情況下的勘測(cè)需要。經(jīng)過(guò)測(cè)試節(jié)點(diǎn)單元所生成的測(cè)試報(bào)告可以被轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)層次。

3.5 數(shù)據(jù)處理技術(shù)

在eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器聯(lián)合處理數(shù)據(jù)信息的過(guò)程中會(huì)使用到專門的系統(tǒng)軟件，在這個(gè)軟件的使用下能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)樁號(hào)匹配，最終完成對(duì)多數(shù)據(jù)信息的融合管理和格式轉(zhuǎn)換。

在處理數(shù)據(jù)信息的過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)自動(dòng)樁號(hào)匹配是否準(zhǔn)確直接影響信息收集整理成效，為此，eSeis節(jié)點(diǎn)儀器需要定期進(jìn)行測(cè)試，在完成馴鐘測(cè)試之后將GPS位置信息和SPS點(diǎn)位信息進(jìn)行綜合比對(duì)，確定采集站的位置，實(shí)現(xiàn)采集站數(shù)據(jù)信息的有效匹配。

eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器聯(lián)合處理數(shù)據(jù)處理對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作有著較高的水平，對(duì)不同環(huán)境下數(shù)據(jù)信息所采取的處理方式也要區(qū)別對(duì)待，比如在井炮數(shù)據(jù)處理中，僅僅需要將eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器聯(lián)合處理數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單合并即可；而對(duì)于可控震源數(shù)據(jù)的分析，則是需要在eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器聯(lián)合處理數(shù)據(jù)合并之后對(duì)一部分的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行必要的格式轉(zhuǎn)換。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器聯(lián)合處理數(shù)據(jù)是地震三維勘查的一個(gè)重要發(fā)展方向，在兩個(gè)技術(shù)的配合使用下有效節(jié)省了地質(zhì)勘測(cè)的成本消耗，也保證了復(fù)雜區(qū)域檢波點(diǎn)布置的科學(xué)、準(zhǔn)確。伴隨地震勘探技術(shù)的深入發(fā)展，eSeis節(jié)點(diǎn)儀器與G3i有線儀器聯(lián)合作用下的數(shù)據(jù)勘探分析將會(huì)更加準(zhǔn)確。