基于dsd自主模式的fsss可控震源高效采集技术

基于dsd自主模式的fsss可控震源高效采集技术

0可控震源高效采集与质量监控随着“二宽一高”地震采集技术和混合开采技术的推广应用，地震仪器的接收通道数量和建筑面积都在增加。由于受地形或通讯电台发射功率的限制,地震仪器主机与可控震源之间的数据通讯已成为制约生产效率的关键因素。ISS可控震源高效采集是一种提高生产日效的有效技术手段。在ISS施工方式下,可控震源不受地震仪器主机的控制,可进行独立激发放炮,但施工的质量无法控制。为此,Sercel公司在428XL仪器V5.0软件版本和与之配套的VE464可控震源电控箱体V3.0版本中,增加了可控震源自主激发方式,即Autonomous模式。这样,就解决了可控震源施工过程中428XL仪器与VE464可控震源电控箱体之间通讯不畅情况下的生产问题和可控震源的质量监控问题。本文就使用DSD自主激发模式实现FSSS可控震源高效采集技术进行介绍。1震源高效采集及输出(1)自主激发方式所谓自主激发就是可控震源激发不受地震仪器的控制、无需与仪器采集同步的一种激发方式。其工作过程是428XL仪器采用连续采集模式,可控震源按照施工计划到达指定的炮点后,不受仪器控制自动进行本机振动,主动激发放炮。自主激发结束后,每台震源将各自的激发点位置信息(经纬度及高程)以及TB-GPS触发时间存贮到各自的控制单元中。DSD通过通讯电台尝试联系安装在仪器车上的可控震源电控箱体DPG以及428XL仪器主机系统,当通讯通畅时,DSD将其震源的QC状态信息、激发点位置信息及TB-GPS触发时间等信息发送到428XL仪器主机。(2)FSSS采集技术FSSS可控震源高效采集技术也是一种ISS采集技术。与常规ISS不同的是,FSSS对扫描信号进行了分段。一台震源独立激发完成所有频段的扫描,再将所有频段的扫描地震记录合成一个信号,这样便获得了原始记录,从而解决了常规ISS对同时激发的震源的间距要求;通过分段设计,可以根据项目需要加强某个频段的地震波能量。激发产生的可控震源特征信号记录到本地的存储介质中。震源与仪器的激发与接收无控制关系,但要求能够监控可控震源的QC状态。2仪器主机的设计(1)对VE464系统的软件版本要求不低于V3.0。每台震源上除了具有DSD箱体及必要的连接线外,还必须具有GPS导航系统以及记录可控震源特征信号和TB-GPS触发时间的存储设备。GPS导航系统必须输出$GPGGA(位置)信息和$GPZ-DA(时间设置)信息以及PPS信息。(2)对428XL仪器主机的软件版本要求不低于V5.0。LCI-428使用高精度GPS接收机AcutimeLCI-428Interface授时。还需配备高速大容量的NAS盘以及具有32GB以上内存的428XL仪器服务器。在LCI-428箱体的Blaster端口上,将Blaster插头的FO信号(针T脚)连接到TB信号(针K脚),将FO的接地信号(针L脚)连接到接地信号(针R脚)。3可控震源扫描在施工过程中,428XL仪器需要装载SPS文件,根据施工设计将对应的排列进行全排列固定排列接收,将震源分配到指定区域施工,如图1所示。428XL仪器采用连续采集工作模式(AutonomousMode)。当可控震源到达预设的炮点后,按下DSD上的Ready键,启动DSD激发扫描。扫描结束后震源的特征信号以及TB-GPS触发时间自动记录到存储介质中。每日生产结束后需要把428XL仪器记录的原始数据、震源存储设备上记录的震源特征信号以及TB-GPS触发时间文件上交数据处理中心。数据处理中心根据TB-GPS触发时间和该炮点对应的炮检关系以及每一个分频的扫描长度、听时间等信息,从428XL仪器记录的连续记录中切分数据,然后与该震源的力信号进行相关,得到该震源的相关数据,如图2所示。4主要参数设置4.1dsd的本地设置(1)在装有可控震源配置软件的计算机上,运行VE464VLI软件。(2)在VE464VLI窗口的Function菜单下选择Setup,进入Setup窗口,如图3所示。(3)点击DSD选项,在Type中选择Autonomous,将DSD类型设置为自主模式(见图3)。(4)点击Option选项,勾选extendedQC和Force信号(见图3)。(5)从Functions菜单中选择Update,然后选择Custom,将FSSS扫描信号加载到DSD箱体。4.24xl仪器窗口设置(1)在Jconfig窗口的CrewSetup菜单中,选择Timemanagement→FormGPS,GPS类型选择ACUTIME2000。(2)在JOperation窗口的SeismicSetup菜单中,将OperatingMode设置为Autonomous,OperatingAutomation设置为continuous。(3)如图4所示,在JOperation窗口的ProcessTypeSetup菜单中,将处理类型设置为STACK。创建一个可控震源单次叠加的处理类型,记录不相关不叠加的原始数据。(4)在JPositioning窗口的在Setup菜单下,选择Geodetic进行大地地理坐标设置,如图5所示。在基准面设置中,设置椭球长半球半径Semi-majorAxis、扁平率、测量三参或七参、基准面比例因子。在投影类型设置中设置投影类型、维度原点、中央子午线等信息。(5)在JLog窗口安装SPS文件,然后在JLine窗口将地震道编辑为全排列固定排列接收,在JOperation窗口编辑一行固定排列的炮排表。(6)在JVE464窗口中,设置参与施工的DSDId号;将可控震源行驶到与428XL仪器通讯状态良好的位置后,将DSD置于Remote模式,并进行DSD分组和参数远程设置;使用SetDSD功能将扫描类型参数上传到DSD;使用SetServo功能将伺服控制回路参数上载到DSD;使用SetConfig功能设置需要存储到存储单元的信号,比如力信号、外部QC等。5震源扫描及记录开工之前,选择一处可控震源与428XL之间通讯条件良好的区域,将可控震源与428XL仪器联机。在428XL仪器上对可控震源DSD箱体进行必要的参数设置,如可控震源分组、施工参数设置等。在可控震源施工参数设置完成后,还需要进行如下工作:(1)通知震源操作手将所有DSD由远程模式(Remote)切换为本地模式(Local),每组可控震源前往指定的炮点;在428XL仪器的JVE464窗口,将Manual模式切换为Auto模式。(2)在JOperation窗口,从炮排表中选择处理类型为STACK方式所对应的VP点,单击Go开始连续采集作业并将获得的数据存储到NAS盘中。每次放炮完成后,文件编号都会自动递增并生成一份操作报告。此时通知可控震源操作手允许进行施工作业。(3)当可控震源到达指定的炮点后,按下Down按钮,降下可控震源平板,压力传感器开关闭合,按DSD上的Ready按钮开始扫描。扫描结束后,震源的QC数据、力信号以及TB-GPS触发时间记录在本地存储器中。DSD尝试通过电台向DPG及428XL仪器车发送包含激发点坐标、DSD的QC状态信息,直到得知DPG实际接收到这个状态信息为止,如图6所示。当状态码出现1或12以外的信息时,表明可控震源的QC指标出现了超标现象。如果状态码出现11,表明DSD到存储单元的以太网故障,震源的QC数据、力信号以及TB-GPS触发时间未能记录下来,震源操作手必须停止激发,查找并排除故障后才能继续作业。TB-GPS触发时间未能记录的炮文件是无法切分出来的。在VE464窗口数字视图中显示激发点Vp和采集Acq#。双击任何单元格打开一个二级窗口,可以显示针对相应采集所对应DSD状态报告中所包含的详细质量控制数值。当出现通讯故障时,QC状态、激发点坐标信息和下一个激发点的信息将存储在DSD中。当无线电通讯再次可用后,按照放炮时间的前后顺序,这些存储在DSD中的可控震源信息将发送至428XL仪器主机。在JPositioning窗口,实时更新DSD激发点坐标信息,便于操作员查看哪些点扫描激发完成哪些扫描失败。428XL系统根据其传回的坐标信息$GPGGAGPS查找最近震源点,计算COG,并在Positioning窗口显示激发点位置。在Positioning窗口点击对应的炮点,用鼠标右键选择GetProperties,弹出属性窗口,如图7所示。图7可以详细地显示可控震源编号、状态代码和扫描过程中可控震源的实际位置。(4)DSD返回的状态信息写入428XL仪器数据库。每日生产结束后,在LOG窗口可生成SourceCOG报告、APS报告和APSVerbose报告。(5)生产结束后,将每天震源本地存储器中存储的QC数据、震源震动特征信号(例如力信号)、记录TB-GPS触发时间的LOG报告进行下载整理。(6)根据整理的TB-GPS触发时间,使用数据切分软件,分离428XL仪器NAS盘中的地震数据并进行相关处理。6高效采集生产设备自主激发模式有效地解决了制约生产效率的地震仪器与可控震源之间的通讯问题,提高了生产效率。当通讯状态恢复时可及时回传在通讯不畅状态下可控震源的状态信息,提高了可控震源的监控能力。由于本地存储器记录了可控震源的TB-GPS触发时间,为有线仪器的数据切分和节点仪器的数据下载提供了时间戳,从而为地震仪器的混采技术提供了保证。2018年4月,在内蒙古探区某项目开展的《FSSS高效