專利名稱：地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種時鐘同步系統(tǒng)，尤其是在地震勘探中將爆炸機和數(shù)字地震儀器之間精確同步的裝置，具體地說是一種地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在地震勘探激發(fā)、接收裝置中，各種不同類型的數(shù)字地震儀器與各種不同類型的爆炸機之間在數(shù)十公里以上的超遠(yuǎn)距離時，難以做到精確同步起動。尤其是儀器接收點和炮點在超遠(yuǎn)距離或者非正常作業(yè)的狀態(tài)下，更難以做到同步起動。例如在復(fù)雜山地的地震勘探作業(yè)中，儀器和炮點之間的距離往往長達(dá)數(shù)十公里甚至更長，中間往往還有高山阻隔，無線電信號不能正常傳播，造成常規(guī)無線震源同步系統(tǒng)無法使用，因此在炮點和儀器接收點超長距離或它們之間有高山阻擋的情況下，儀器與炮點之間的同步問題一直是地震勘探中的技術(shù)難題。在常規(guī)地震勘探中，往往需要做多種方法、多臺不同類型數(shù)字地震儀器的對比作業(yè)。在以往對比試驗作業(yè)中，由于沒有地震勘探激發(fā)、接收裝置的同步系統(tǒng)，所以只好都采用重復(fù)放炮、重復(fù)鋪排列接收的施工方法。費時費事，效率低、成本高。無法確保激發(fā)一致性，試驗因素不單一，不利于試驗結(jié)果的正確判定。在深部地震勘探中，由于激發(fā)點與接收點之間距離超長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了常用普通無線電臺、普通無線中繼臺的通訊距離，以往都只能采用人工手動的方法按預(yù)先約定的時間起爆炮點、啟動儀器接收，同步精度無法保證，不利于高質(zhì)量的地震數(shù)據(jù)采集。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前常規(guī)地震勘探中采用重復(fù)放炮、重復(fù)鋪排列接收的施工方法，所存在的費時費事，效率低、成本高，無法確保激發(fā)一致性，試驗因素不單一，不利于試驗結(jié)果正確判定的問題；和在深部地震勘探中，由于激發(fā)點與接收點之間距離超長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了常用普通無線電臺、普通無線中繼臺的通訊距離，以往都只能采用人工手動的方法按預(yù)先約定的時間起爆炮點、啟動儀器接收，所存在的同步精度無法保證，不利于高質(zhì)量的地震數(shù)據(jù)采集的問題，提出一種既靈活方便、又精確同步的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，它包括第一 GPS時鐘、激發(fā)裝置、第二 GPS時鐘和接收裝置，所述的激發(fā)裝置和接收裝置分別連接相應(yīng)的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘， 第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘均與同一衛(wèi)星進行通信，接收同步時鐘信號。本發(fā)明的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘信號的脈沖間隔均是60秒鐘，脈沖寬度均為 20ms ο
本發(fā)明的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘的時鐘精度是30ns。本發(fā)明的激發(fā)裝置為爆炸機。 本發(fā)明的接收裝置為數(shù)字地震儀器，所述的數(shù)字地震儀器為華昌si2000。本發(fā)明的激發(fā)裝置和接收裝置分別通過相應(yīng)的激發(fā)裝置接口電路、接收裝置接口電路連接對應(yīng)的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘。本發(fā)明的接收裝置接口電路包括開關(guān)和光耦隔離器，第二 GPS時鐘的輸出連接光耦隔離器的輸入端，光耦隔離器的輸出端通過開關(guān)連接接收裝置的輸入端。本發(fā)明的激發(fā)裝置接口電路包括時鐘處理分頻電路、電平變換驅(qū)動電路、三極管、 二極管和變壓器，第二 GPS時鐘的輸出連接時鐘處理分頻電路的時鐘信號輸入端，時鐘處理分頻電路的驅(qū)動信號輸出端連接電平變換驅(qū)動電路的輸入端，電平變換驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與三極管的基極相連，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極與二極管的正極、 變壓器初級線圈的一端相連，變壓器初級線圈的另一端和二極管的負(fù)極均連接電源，變壓器的次級線圈輸出作為激發(fā)裝置接口電路的輸出連接激發(fā)裝置的輸入端。本發(fā)明的激發(fā)裝置接口電路還包括停鐘觸發(fā)電路，停鐘觸發(fā)電路的信號輸入端連接時段輸入模塊，停鐘觸發(fā)電路的輸出連接時鐘處理分頻電路的控制信號輸入端。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，成功解決了時鐘精確同步的問題，它采用了衛(wèi)星GPS時鐘信號同時注入數(shù)字地震儀器和爆炸機的方法，使超遠(yuǎn)距離的或有高山阻隔的儀器與炮點之間實現(xiàn)精確同步，提高了常規(guī)和非常規(guī)地震勘探的質(zhì)量和精度，充分挖掘與發(fā)揮了儀器最大效能，提高了工作效率，增強了用地震勘探方法解決地質(zhì)問題的能力， 具有重要的現(xiàn)實意義。本發(fā)明的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，確保多方法勘探、多臺套裝置的精確同步，確保超遠(yuǎn)距離裝置的精確同步；優(yōu)于目前地震勘探行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保了優(yōu)質(zhì)地震資料的取得。本發(fā)明的第一 GPS時鐘信號和第二 GPS時鐘實際上是源自同一個衛(wèi)星的GPS時鐘信號，是在同一個GPS時鐘信號作用下同步，在這同一個GPS時鐘的作用下，雙方精確同步動作。本發(fā)明的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，方便了施工，確保了質(zhì)量，降低了成本，提高了效益。同時，根據(jù)野外實際情況的不同，解決問題的具體方法也有所不同，但基本原則是相同的。根據(jù)實際情況，靈活應(yīng)用，配置相應(yīng)的激發(fā)、接收裝置，解決生產(chǎn)中的實際問題，具有普遍的現(xiàn)實意義。目前，本發(fā)明的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)已在多個大型地震勘探項目中得到了實際應(yīng)用。金湖凹陷腰灘三維地震勘探中，428XL儀器與華昌Si2000儀器的同步對比試驗2000多個物理點，海安凹陷曲塘次凹三維地震勘探中，428Lite儀器DSU數(shù)字檢波器與428XL儀器常規(guī)檢波器的同步對比試驗600多個物理點，按每個物理點最少1000元計算，兩項共節(jié)省260多萬元，取得了很好的應(yīng)用效果和經(jīng)濟效益。


圖1是本發(fā)明的原理框圖。圖2是本發(fā)明的激發(fā)裝置接口電路的電路圖。圖3是本發(fā)明的接收裝置接口電路的電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。如圖1所示，一種地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，它包括第一 GPS時鐘(型號可為DZQS-I )、激發(fā)裝置、第二 GPS時鐘(型號可為DZQS-I)和接收裝置，所述的激發(fā)裝置和接收裝置分別接入實際上是屬于同一個衛(wèi)星的相應(yīng)的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘，第一 GPS時鐘和第二GPS時鐘均與同一衛(wèi)星進行通信，接收同步時鐘信號。其同步精度符合并優(yōu)于中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5314-2004。本發(fā)明的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘信號的脈沖間隔均是60秒鐘，脈沖寬度均為 20ms ο本發(fā)明的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘的時鐘精度是30ns。本發(fā)明的激發(fā)裝置為爆炸機；接收裝置為數(shù)字地震儀器，所述的數(shù)字地震儀器為華昌si2000 ；或者采用型號為428XL或408UL等其它的數(shù)字地震儀器。激發(fā)裝置和接收裝置分別通過相應(yīng)的激發(fā)裝置接口電路、接收裝置接口電路連接對應(yīng)的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘。如圖3所示，本發(fā)明的接收裝置接口電路包括開關(guān)和光耦隔離器，第二 GPS時鐘的輸出連接光耦隔離器的輸入端，光耦隔離器的輸出端通過開關(guān)連接接收裝置的輸入端。當(dāng)采用的數(shù)字地震儀器為華昌si2000時，如圖2所示，本發(fā)明的激發(fā)裝置接口電路包括時鐘處理分頻電路(采用常規(guī)分頻電路)、電平變換驅(qū)動電路(采用常規(guī)驅(qū)動電路)、 三極管、二極管和變壓器，第二 GPS時鐘的輸出連接時鐘處理分頻電路的時鐘信號輸入端， 時鐘處理分頻電路的驅(qū)動信號輸出端連接電平變換驅(qū)動電路的輸入端，電平變換驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與三極管的基極相連，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極與二極管的正極、變壓器初級線圈的一端相連，變壓器初級線圈的另一端和二極管的負(fù)極均連接電源，變壓器的次級線圈輸出作為激發(fā)裝置接口電路的輸出連接激發(fā)裝置的輸入端。本發(fā)明的激發(fā)裝置接口電路還包括停鐘觸發(fā)電路，停鐘觸發(fā)電路的信號輸入端連接時段輸入模塊，停鐘觸發(fā)電路的輸出連接時鐘處理分頻電路的控制信號輸入端。由于GPS時鐘即時鐘源的時基精度很高，一般達(dá)到30ns的精度，遠(yuǎn)高于地震勘探同步精度Ims的要求，所以選用GPS時鐘源時基信號作為同步脈沖時間基準(zhǔn)在精度上是滿足技術(shù)要求的，是十分合適的。對GPS時鐘源的要求是
1、計時精度士 0. 1 ms ；計時穩(wěn)定度0. 005ppm ；GPS時間精度:30ns。2、分鐘輸出脈沖寬度20ms士 1 ms，輸出幅度為TTL電平，輸出電流能驅(qū)動多于一個TTL門電路。3、具有感應(yīng)時斷信號輸入道，以增強使用的靈活性，在可以使用無線震源同步器的情況下，不受分鐘輸出脈沖的限制，隨時均可放炮，同時又能記錄下精確的GPS時間，以提高野外作業(yè)效率。4、在有時斷信號輸入時，自動停鐘并顯示與記錄停鐘時間，精確到0. 1毫秒。5、具有液晶屏背 光功能，便于晚上觀看屏幕顯示(由面板開關(guān)根據(jù)需要控制，晚上打開，白天關(guān)閉，以節(jié)省電力消耗)。6、延時關(guān)機功能，當(dāng)關(guān)機時要持續(xù)按住“OFF” 2-3秒方可關(guān)機，以防止野外誤碰按鍵。7、當(dāng)切換到外接電源時，要持續(xù)按住開關(guān)2-3秒，目的是防止野外誤碰開關(guān)造成斷電。8、合理的面板與接口設(shè)計，方便與儀器對接。插頭均設(shè)置在上側(cè)面或某個側(cè)面，便于野外作業(yè)方便。9、寬溫度范圍-20°C—60°C。為了適應(yīng)寬溫度范圍，關(guān)鍵器件采用高等級器件軍品級。在室外用的引線、天線、七芯引線、外接電源引線等，在-20°C以下時，不被凍硬。10、防塵、防雨、可靠。結(jié)構(gòu)上多采用焊接，少采用插拔，防止接觸不好。所接入的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘的時鐘信號取自于衛(wèi)星時鐘信號，通過合理選擇和限制，爆炸機的GPS時鐘信號與地震儀器的GPS時鐘信號，實際上是取同一衛(wèi)星信號，只要二者都在這同一 GPS衛(wèi)星時鐘信號的作用下動作，就能確保地震儀器啟動與炮點爆炸機起爆同步，并且能確保它們之間精確的同步關(guān)系。通過第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘分別接收到衛(wèi)星的GPS時鐘信號，并將該信號接入到激發(fā)裝置，以428XL、408UL儀器為例，作為儀器的啟動脈沖，同時將GPS時鐘信號注入激發(fā)裝置即爆炸機系統(tǒng)起爆炮點。由于二者是在同一 GPS時鐘信號作用下動作，所以確保了二者在同一時刻同步動作，即炮點的起爆和儀器的開始記錄雙方發(fā)生在同一時刻，確保了雙方精確的同步關(guān)系。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，其特征是它包括第一 GPS時鐘、激發(fā)裝置、第二 GPS時鐘和接收裝置，所述的激發(fā)裝置和接收裝置分別連接相應(yīng)的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘，第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘均與同一衛(wèi)星進行通信，接收同步時鐘信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，其特征是所述的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘信號的脈沖間隔均是60秒鐘，脈沖寬度均為20ms。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，其特征是所述的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘的時鐘精度是30ns。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，其特征是所述的激發(fā)裝置為爆炸機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，其特征是所述的接收裝置為數(shù)字地震儀器，所述的數(shù)字地震儀器為華昌si2000。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，其特征是所述的激發(fā)裝置和接收裝置分別通過相應(yīng)的激發(fā)裝置接口電路、接收裝置接口電路連接對應(yīng)的第一 GPS時鐘和第二 GPS時鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，其特征是所述的接收裝置接口電路包括開關(guān)和光耦隔離器，第二 GPS時鐘的輸出連接光耦隔離器的輸入端，光耦隔離器的輸出端通過開關(guān)連接接收裝置的輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，其特征是所述的激發(fā)裝置接口電路包括時鐘處理分頻電路、電平變換驅(qū)動電路、三極管、二極管和變壓器，第二 GPS時鐘的輸出連接時鐘處理分頻電路的時鐘信號輸入端，時鐘處理分頻電路的驅(qū)動信號輸出端連接電平變換驅(qū)動電路的輸入端，電平變換驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與三極管的基極相連，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極與二極管的正極、變壓器初級線圈的一端相連，變壓器初級線圈的另一端和二極管的負(fù)極均連接電源，變壓器的次級線圈輸出作為激發(fā)裝置接口電路的輸出連接激發(fā)裝置的輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，其特征是所述的激發(fā)裝置接口電路還包括停鐘觸發(fā)電路，停鐘觸發(fā)電路的信號輸入端連接時段輸入模塊，停鐘觸發(fā)電路的輸出連接時鐘處理分頻電路的控制信號輸入端。
全文摘要
一種地震勘探中激發(fā)、接收信號同步系統(tǒng)，它包括第一GPS時鐘、激發(fā)裝置、第二GPS時鐘和接收裝置，所述的激發(fā)裝置和接收裝置分別接入相應(yīng)的第一GPS時鐘和第二GPS時鐘，第一GPS時鐘和第二GPS時鐘均與同一衛(wèi)星進行通信，雙方在這同一個GPS時鐘信號的作用下同步動作，接收同步時鐘信號。本發(fā)明實現(xiàn)了地震勘探多方法、多臺套裝置的精確同步，進一步拓展了400系列數(shù)字地震儀器以及其他型號的數(shù)字地震儀器在高大山區(qū)及各種復(fù)雜地表條件區(qū)域的施工能力，既靈活方便，又節(jié)約了因減少設(shè)備、人員投入的生產(chǎn)成本，具有很高的推廣應(yīng)用價值。
文檔編號G01V1/00GK102355347SQ201110192620
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者唐成鴿, 尤桃如, 朱軍, 沈月芳, 黃東定 申請人:中國石化集團華東石油局, 中國石油化工集團公司, 華東石油局第六物探大隊