淺談g3i儀器在國內(nèi)勘探領(lǐng)域的應(yīng)用

淺談g3i儀器在國內(nèi)勘探領(lǐng)域的應(yīng)用

0新疆某山地三維采集系統(tǒng)介紹2011年10月，inova發(fā)表了下一代線性地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3gi儀器。2012年，該儀器參與了多項(xiàng)地震采集項(xiàng)目，包括炮檢、可控震源、可控震源滑動(dòng)采樣等。2012年底,在新疆某山地三維采集項(xiàng)目中使用了G3i采集系統(tǒng),該工區(qū)橫跨火焰山,測(cè)線與高速公路反復(fù)相交,激發(fā)源依地形不同,采用井炮或可控震源進(jìn)行施工,為確保數(shù)據(jù)回傳質(zhì)量,需分別使用差轉(zhuǎn)電臺(tái)和普通電臺(tái)控制譯碼器。本文介紹了該儀器在系統(tǒng)采集過程中遇到的多種故障及現(xiàn)場(chǎng)解決方法。1儀器窗口檢查復(fù)雜地形需要設(shè)置各種特殊排列,設(shè)置完成后可在儀器的Map窗口Report欄ViewLayoutReport點(diǎn)擊查看核對(duì),如圖1所示。1.1gi儀器跨站信號(hào)由于工區(qū)中存在斷崖、油區(qū)、高速公路等無法布設(shè)檢波器的地點(diǎn),需要設(shè)置空道。遇到個(gè)別斷崖或山體,電纜長度不足以連接時(shí),需要設(shè)置繞道。使用儀器Map窗口Layout菜單下的Jumper功能,從數(shù)據(jù)傳輸高端向低端,依次輸入需要跨越的道數(shù)。G3i儀器的FTU光纜支持級(jí)聯(lián)6km(500m×12根),可以滿足此次施工需要,如有更高需求,可以在測(cè)線中增加FTU跨站得以實(shí)現(xiàn)。使用儀器Map窗口中Rxy菜單的add功能,在導(dǎo)入的SPS中無法到位的測(cè)線中間增加測(cè)線,在Net中設(shè)置跨站以增加光纜連接長度。1.2lawelle-map窗口由于工區(qū)所有測(cè)線都穿過高速公路,而HSE要求禁止在高速公路上架設(shè)測(cè)線,只能在高速路中有涵洞的位置通過。故需設(shè)置蛇形排列,將無法連接的設(shè)備通過其他交叉站將數(shù)據(jù)回傳。使用儀器Map窗口下Layout菜單下Break按鍵,將實(shí)際無法連接的位置斷開,再利用Jumper連接不同測(cè)線,同時(shí)設(shè)置連接時(shí)跨越的道。設(shè)置完成后,可在Map窗口Test欄LayoutReport下的Cross-LineSkipReport中檢查。注意設(shè)置時(shí)需要從數(shù)據(jù)傳輸高端向低端進(jìn)行設(shè)置,點(diǎn)擊順序會(huì)影響數(shù)據(jù)的傳輸順序。設(shè)置好后再次檢查數(shù)據(jù)傳輸方向,如圖2所示,排列間箭頭所示為數(shù)據(jù)上行方向,即儀器車方向。1.3選擇道及蛇形排列時(shí)的map窗口由于G3i儀器暫時(shí)沒有類似Scorpion儀器的Export-Import(輸出輸入特殊排列)功能,正常情況下新線束的施工所有交叉站、空道、繞道及蛇形排列都需重新設(shè)置,十分繁瑣。為了解決這個(gè)問題,施工過程中使用Map窗口File下Copyto功能將子項(xiàng)目保存。新建工程后在彈出的Map窗口下導(dǎo)入之前保存的子項(xiàng)目,在相應(yīng)窗口下刪除已完成的測(cè)線(Rxy窗口)、炮點(diǎn)(Sxy窗口)、排列對(duì)應(yīng)關(guān)系(Patch窗口)后,使用File下Update功能導(dǎo)入新線束的SPS,更新測(cè)線、炮點(diǎn)、排列對(duì)應(yīng)關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)所有特殊排列(包括交叉站、空道、繞道及蛇形排列)的導(dǎo)入。2采用直發(fā)工作臺(tái)和差轉(zhuǎn)工作臺(tái)2.1輔助通訊電路設(shè)計(jì)為了解決地形復(fù)雜造成通訊困難的問題,地震隊(duì)在山體的南、北方向分別架設(shè)兩臺(tái)差轉(zhuǎn)電臺(tái)(中繼電臺(tái))輔助通訊,施工時(shí)依據(jù)地形位置通過不同的差轉(zhuǎn)電臺(tái)或直發(fā)電臺(tái)啟動(dòng)譯碼器。直發(fā)通訊即電臺(tái)的發(fā)送和接收在同一頻率。差轉(zhuǎn)通訊即電臺(tái)通訊通過專門的差轉(zhuǎn)電臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā),通訊電臺(tái)的發(fā)送頻率對(duì)應(yīng)差轉(zhuǎn)電臺(tái)的接收頻率,通訊電臺(tái)接收頻率對(duì)應(yīng)差轉(zhuǎn)電臺(tái)的發(fā)送頻率。2.2使用不同介質(zhì)的vbpro體積根據(jù)甲方要求,可控震源施工采用VibPro編碼器激發(fā)VibPro譯碼器,井炮施工采用ShotProⅡ編碼器激發(fā)ShotProⅡ譯碼器。開工時(shí)需分別準(zhǔn)備VibPro編譯碼器的差轉(zhuǎn)電臺(tái)及直發(fā)電臺(tái)零校、一致性測(cè)試、ShotProⅡ編譯碼器的差轉(zhuǎn)電臺(tái)及直發(fā)電臺(tái)TB測(cè)試。由于通訊路徑及經(jīng)過的設(shè)備不同,分別影響采集時(shí)可控震源VibPro箱體的編碼延遲(EncoderDelay)及無線一致性(RadioSimilarityDelay)和井炮施工時(shí)ShotProⅡ箱體的電臺(tái)參考延遲(RADREFDLY)及啟動(dòng)延遲(STARTDLY)。直發(fā)電臺(tái)和差轉(zhuǎn)電臺(tái)信號(hào)走向示意圖如圖3所示。VibPro箱體的編碼器延遲用于調(diào)整編碼器TB和真參考的延遲設(shè)置;電臺(tái)一致性延遲用于匹配一致性信號(hào)的電臺(tái)調(diào)制延遲。ShotProⅡ箱體的啟動(dòng)延遲允許用于補(bǔ)償單程的編碼器到譯碼器電臺(tái)延遲,校準(zhǔn)譯碼器點(diǎn)火脈沖和編碼器鐘TB時(shí)間差;電臺(tái)參考延遲用于校準(zhǔn)時(shí)間標(biāo)示線和模擬數(shù)據(jù)線。具體數(shù)據(jù)需使用VCA(Vibratorcomputeranalysis)或頻寬不小于100MHz的數(shù)字示波器讀取。施工時(shí)變更電臺(tái)傳輸路徑(即直發(fā)方式轉(zhuǎn)換至差轉(zhuǎn)電臺(tái)方式或相反)對(duì)應(yīng)參數(shù)需要改變時(shí),VibPro箱體使用Vpkop32軟件通過Cable和Radio分別給編譯碼器傳輸,ShotProⅡ箱體需手動(dòng)變更設(shè)置。VibPro變更參數(shù)時(shí)需注意核對(duì)檢查和(CheckSum)確認(rèn)參數(shù)正確設(shè)置。3采集完成后轉(zhuǎn)換硬件連接連通激發(fā)源類型本項(xiàng)目采集過程中需要使用不同的編碼器對(duì)應(yīng)不同激發(fā)源,當(dāng)前的儀器版本雖預(yù)留接口,但主程序有待升級(jí)后才支持雙編碼器同時(shí)激活,故施工中無法實(shí)現(xiàn)井震聯(lián)合施工(如井炮采集完成后馬上啟動(dòng)震源),只能在一種激發(fā)源采集完成后再通過轉(zhuǎn)換硬件連接接通另一種激發(fā)源的編碼器。主程序中也需要更改相關(guān)設(shè)置,如編碼器類型、激發(fā)源類型、譯碼器類型等。由于G3i儀器沒有全部參數(shù)的導(dǎo)出功能,僅默認(rèn)保存最近項(xiàng)目的部分設(shè)置,所以每次新建工程都需要重新輸入?yún)?shù)。3.1虛線連接設(shè)計(jì)為了減少更換連線所需要的時(shí)間,實(shí)際施工中采取專用連線、專用電臺(tái)對(duì)應(yīng)相應(yīng)激發(fā)源。如圖4所示(虛線即需更換連線位置),(a)為初期優(yōu)化前的連線圖,每次需變更4處,(b)為優(yōu)化后的連線圖,僅需更換2處連接。新建項(xiàng)目時(shí)預(yù)先設(shè)置井炮及可控震源兩種源類型。變更激發(fā)源類型時(shí)只需調(diào)整Harness連線接至主機(jī)的Source口及接至輔助站的AB口。3.2接口的選擇設(shè)備連接變更后需要在主程序CommandLine欄中選擇切換到當(dāng)前連接的源類型(TypeX),Parameters欄EncoderandCommunication中選擇相應(yīng)的編譯碼器,RTICom口中選擇當(dāng)前連接源模式的Com接口。RecordingParameter菜單內(nèi)Aux變更相應(yīng)的輔助道設(shè)置,并在ScrCtrl點(diǎn)擊Acquire重新采集并檢查內(nèi)部延遲。完成全部設(shè)置后建議空采一炮,根據(jù)輔助道數(shù)據(jù)檢查輔助站的AB口是否連接到位。4p3i的主要錯(cuò)誤指示4.1地面設(shè)備故障的數(shù)據(jù)通訊G3i地面設(shè)備線纜中有4對(duì)數(shù)據(jù)傳輸線,數(shù)據(jù)線對(duì)1負(fù)責(zé)傳輸控制命令,數(shù)據(jù)線對(duì)2~4負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)。供電模式為數(shù)據(jù)線對(duì)1、2提供高壓,數(shù)據(jù)線對(duì)3、4提供低壓。得益于線路的冗余設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)線對(duì)2、3、4中的兩對(duì)傳輸超時(shí)(Timeout)或校驗(yàn)錯(cuò)誤(CRCError)自動(dòng)轉(zhuǎn)換至下一對(duì)傳輸,不影響正常生產(chǎn)(由于供電設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)線對(duì)3、4對(duì)不可同時(shí)不通),如圖5所示。地面設(shè)備出現(xiàn)主要故障即傳輸超時(shí)和校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí),需檢查報(bào)錯(cuò)站體至數(shù)據(jù)上行方向站體,以及中間連接電纜即可定位。具體操作為兩處站體分別調(diào)頭連接,如報(bào)錯(cuò)位置轉(zhuǎn)移即可確定是站體問題,報(bào)錯(cuò)位置不轉(zhuǎn)移則確定是電纜故障。極個(gè)別情況下出現(xiàn)一條或多條排列鎖死:排列現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電源燈常亮,但儀器Map窗口內(nèi)顯示排列設(shè)備為紫紅色,無法喚醒。使用Map窗口下NetOn/Off欄將故障排列卸電、加電后再嘗試喚醒排列;如不奏效則需依次將故障排列的交叉站、電源站全部人工斷電后加電,即可解決問題。4.2監(jiān)視排列未關(guān)閉G3i主機(jī)啟動(dòng)速度快,開機(jī)啟動(dòng)至可以開始采集僅需5min。主程序運(yùn)行穩(wěn)定,基本無故障,僅需注意:在監(jiān)視排列(Scope)未關(guān)閉狀態(tài)下,在Commandline窗口下點(diǎn)選(Apply)其他炮點(diǎn),會(huì)造成主程序無響應(yīng),重啟軟件時(shí)要在Windows任務(wù)管理器(Task)下確認(rèn)G3iLineControlle64.exe程序關(guān)閉,否則輔助站及排列無法喚醒。5采集點(diǎn)設(shè)置采用map窗口、gq點(diǎn)選表、點(diǎn)選數(shù)字連接、組成專門的高效流程,導(dǎo)致高效運(yùn)行G3i采集系統(tǒng)炮點(diǎn)操作集成于CommandLine窗口,其設(shè)計(jì)在滑動(dòng)掃描或源驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下簡(jiǎn)潔方便,但不宜于偏移點(diǎn)較多的井炮施工,需要操作員手工點(diǎn)選炮點(diǎn)次數(shù)較多,相對(duì)于如428XL儀器和Scorpion儀器的Map窗口結(jié)合炮排表采集(點(diǎn)選Map窗口下炮點(diǎn),炮排表自動(dòng)跳轉(zhuǎn)),直觀性差、效率略低。Map窗口下J