一种多道的地震物理模型数据采集装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种多道的地震物理模型数据采集装置，包括激发信号系统和采集信号系统；激发信号系统用于产生震源信号和同步触发信号；采集信号系统包括：交换机、至少两台微机、A/D转换器、放大器、接收换能器和物理模型；物理模型一端输入震源信号，物理模型另一端与接收换能器相连；接收换能器的输出端与放大器的输入端相连，放大器输出端与所述A/D转换器的第一端口相连，A/D转换器的第二端口输入同步触发信号，A/D转换器的第三端口与微机一端相连；微机另一端与交换机相连；微机中一台作为主控微机，A/D转换器在同步触发信号作用下，微机同步采集对应地震道的数据；主控微机通过交换机控制其他微机，实现微机同时存储数据。
【专利说明】一种多道的地震物理模型数据采集装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气勘探开发的地球物理研究领域，特别涉及一种多道的地震物理模型数据采集装置。
【背景技术】
[0002]地震勘探物理模拟就是在实验室中通过超声测试技术针对物理模型进行数据采集和处理的过程，实现模拟野外地震勘探工作。
[0003]模型数据采集是通过三维物理模型数据采集系统来实现的。它由水槽、定位系统、震源和接收器、信号采集系统等组成。采集工作模式有定点采集和运动中采集两种。在定点采集模式中，机械系统的频频启停和较慢的运动速度使得整个采集速度的缓慢，一个大的三维模型，往往需要几个月的时间。而实际工作中大都采用运动中采集工作模式，这种模式是采集在运动中进行，克服了定点采集的频繁启停的弊病。定位系统根据观测系统所设定的炮间距和道间距长度，在机械系统运动时，实时检测移动长度，当移动的长度与炮检距相等时，通过定位系统硬件触发发送同步脉冲信号，触发震源发送地震信号，采集系统采集现场数据。在整个采集过程中，机械系统处于高速率的运动之中，省去了机械系统频繁启停所消耗的时间，相比于定点采集，大大提高了采集工作效率。
[0004]上述两种工作模式都是单地震道采集，因此采集效率的提高是有限的，尤其针对大型三维物理模型的情况，由于数据量巨大，即使采用运动中采集工作模式，采集周期仍较长，因此，采集工作效率仍需进一步提高。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提出一种多道的地震物理模型数据采集装置，消除单地震道采集所引起的采集效率不高的问题，进一步提高地震物理模型数据采集的工作效率。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种多道的地震物理模型数据采集装置，所述装置包括激发信号系统和采集信号系统；所述激发信号系统用于产生震源信号和同步触发信号;
[0007]所述采集信号系统包括:交换机、至少两台微机、至少两台A/D转换器、至少两台放大器、至少两台接收换能器和物理模型；其中，
[0008]所述物理模型一端输入所述震源信号，所述物理模型另一端与所述接收换能器相连；所述接收换能器的输出端与所述放大器的输入端相连，所述放大器输出端与所述A/D转换器的第一端口相连，所述A/D转换器的第二端口输入同步触发信号，所述A/D转换器的第三端口与所述微机一端相连；所述微机另一端与所述交换机相连；
[0009]所述微机中一台作为主控微机，所述A/D转换器在所述同步触发信号作用下，所述微机同步采集对应地震道的数据；所述主控微机通过所述交换机控制其他微机，实现所述微机同时存储数据。
[0010]可选的，在本发明一实施例中，所述激发信号系统包括伺服驱动反馈子系统、运动控制卡、同步信号触发器、脉冲发生器和激发换能器；其中，
[0011]所述主控微机向所述运动控制卡发送脉冲控制串，所述运动控制卡同时与所述伺服驱动反馈子系统、所述同步信号触发器相连，所述同步信号触发器分别与所述脉冲发生器、所述A/D转换器相连，所述脉冲发生器与所述激发换能器相连，所述激发换能器与所述物理模型相连；
[0012]所述运动控制卡将所述脉冲控制串同时传输至所述伺服驱动反馈子系统和所述同步信号触发器，所述伺服驱动反馈子系统用于驱动激发换能器和接收换能器进行移动，所述同步信号触发器将所述脉冲控制串个数与炮间距进行比较，当所述脉冲控制串个数与炮间距相等时，所述同步信号触发器发送单脉冲信号给所述脉冲发生器，同时发送所述同步触发信号至所述A/D转换器；所述脉冲发生器根据所述单脉冲信号产生脉冲；所述脉冲经所述激发换能器转换为声波信号；所述声波信号作为震源信号输入至所述物理模型。
[0013]可选的，在本发明一实施例中，所述微机个数分别与所述A/D转换器的个数、放大器的个数、接收换能器的个数相等。
[0014]可选的，在本发明一实施例中，所述主控微机通过PCI与所述运动控制卡通过PCI主线相连接。
[0015]可选的，在本发明一实施例中，所述主控A/D转换器通过1394火线与所述微机相连。
[0016]上述技术方案具有如下有益效果:采用本申请提出的多道的地震物理模型数据采集装置，实现了物理模型的地震道多道同时采集，使地震数据采集效率得到大大提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明提出的一种多道的地震物理模型数据采集装置框图之一；
[0019]图2为本发明提出的一种多道的地震物理模型数据采集装置框图之二 ；
[0020]图3为本实施例的多道的地震物理模型数据采集装置框图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]在单地震道采集中，微机向运动控制卡发送驱动脉冲(脉冲串)信号，运动控制卡向定位系统传送该脉冲信号，并实时反馈回该信号，机械移动时，实时监测移动长度，当移动长度与炮间距相等时，运动控制卡向同步触发器发送一个脉冲(单脉冲)信号，触发同步信号触发器使其向A/D转换器发送一个脉冲信号，通知其开始采集数据，同时向脉冲发生器发送一个脉冲信号，通知其发射激发一个电脉冲，该电脉冲通过激发换能器产生一个声波信号，并作为震源信号通过物理模型，经过模型时产生反射、透射，再经接收换能器接收地震信号，经过放大器放大后，被A/D转换器转换为电信号，并传送给微机进行存储。将系统采集过程分为两个过程:激发信号阶段与采集信号阶段，信号经微机、运动控制卡、定位系统、同步信号触发器、脉冲发生器、激发换能器完成信号激发的过程为激发信号阶段，信号通过物理模型后，经接收换能器、放大器、A/D转换器、微机存储的过程称为采集信号阶段。
[0023]在上述单道采集系统的基础上做些改动，即可实现多道数据采集。与单道采集系统相比，多道采集系统在其基础上增加了几套信号采集阶段的设备，几个接收换能器(多地震道)、放大器、A/D转换器和几台微机，而信号激发阶段的设备仍只需一套。为了实现多道采集，就需要增加几道地震道，然而如果仅仅增加地震道，还是原来一台微机，则传送数据时各个地震道的数据只能依次排队传送，提高数据采集效率的初衷就无法实现。因此还需同时增加几台微机，并与各A/D转换器相连，分别用于各地震道数据的采集存储。为了实现各微机同时存储数据，需要将其中一台微机作为主控微机，经交换机与其它微机连接起来，这样主控微机就可以控制其它所有微机了。同时，将同步信号触发器同时与各A/D转换器连接起来，这样就可以实现同步信号触发器同时向各A/D转换器发送信号，使各A/D转换器同时开始采集数据。这样，地震信号被各接收换能器接收，分别经过放大后被各A/D转换器采集，然后分别传输给相应的各微机。各台微机实现了对各地震道数据的同时存储，这样就大大提高了数据存储效率。
[0024]如图1所示，为本发明提出的一种多道的地震物理模型数据采集装置框图。所述装置包括激发信号系统和采集信号系统；所述激发信号系统用于产生震源信号和同步触发信号;
[0025]所述采集信号系统包括:交换机、至少两台微机、至少两台A/D转换器、至少两台放大器、至少两台接收换能器和物理模型；其中，
[0026]所述物理模型一端输入所述震源信号，所述物理模型另一端与所述接收换能器相连；所述接收换能器的输出端与所述放大器的输入端相连，所述放大器输出端与所述A/D转换器的第一端口相连，所述A/D转换器的第二端口输入同步触发信号，所述A/D转换器的第三端口与所述微机一端相连；所述微机另一端与所述交换机相连；
[0027]所述微机中一台作为主控微机，所述A/D转换器在所述同步触发信号作用下，所述微机同步采集对应地震道的数据；所述主控微机通过所述交换机控制其他微机，实现所述微机同时存储数据。
[0028]如图2所示，为本发明提出的一种多道的地震物理模型数据采集装置框图之二。在图1的基础上，所述激发信号系统包括伺服驱动反馈子系统、运动控制卡、同步信号触发器、脉冲发生器和激发换能器；其中，
[0029]所述主控微机向所述运动控制卡发送脉冲控制串，所述运动控制卡同时与所述伺服驱动反馈子系统、所述同步信号触发器相连，所述同步信号触发器分别与所述脉冲发生器、所述A/D转换器相连，所述脉冲发生器与所述激发换能器相连，所述激发换能器与所述物理模型相连；
[0030]所述运动控制卡将所述脉冲控制串同时传输至所述伺服驱动反馈子系统和所述同步信号触发器，所述伺服驱动反馈子系统用于驱动激发换能器和接收换能器进行移动，所述同步信号触发器将所述脉冲控制串个数与炮间距进行比较，当所述脉冲控制串个数与炮间距相等时，所述同步信号触发器发送单脉冲信号给所述脉冲发生器，同时发送所述同步触发信号至所述A/D转换器；所述脉冲发生器根据所述单脉冲信号产生脉冲；所述脉冲经所述激发换能器转换为声波信号；所述声波信号作为震源信号输入至所述物理模型。
[0031]可选的，在本发明一实施例中，所述微机个数分别与所述A/D转换器的个数、放大器的个数、接收换能器的个数相等。
[0032]可选的，在本发明一实施例中，所述主控微机通过PCI与所述运动控制卡通过PCI主线相连接。
[0033]可选的，在本发明一实施例中，所述主控A/D转换器通过1394火线与所述微机相连。实施例:
[0034]如图3所示，为本实施例的多道的地震物理模型数据采集装置框图。为了实现物理模型地震数据四道采集，在单道采集系统的基础上，增加了三套信号采集阶段的硬件装备，即3个接收换能器、3个放大器、3个A/D转换器，另外增加了一台交换机和三台微机，四台微机中一台为主控微机，并通过交换机用网线与其它三台微机连接起来，这样就实现了主控微机对其它微机的控制。然后将主控微机通过PCI主线与运动控制卡相连，而运动控制卡一边与伺服驱动反馈系统相连，另一边与同步触发器相连。同步触发器一边与脉冲发生器相连，而脉冲发生器连接激发换能器；另一边同时与四个A/D转换器相连，四个A/D转换器前面均连接着放大器、接收换能器，同时，四个A/D转换器通过1394火线与各微机连接起来，实现数据传输。
[0035]图3的装置工作时，首先，主控微机向运动控制卡发送一个长脉冲串，继而传送给伺服驱动反馈系统，驱动接收换能器、接收换能器进行移动，并将该长脉冲串实时反馈给运动控制卡。与运动控制卡相连的同步信号触发器实时比较该长脉冲串，当脉冲个数达到与炮间距相等的时候，同步触发器则产生一个单脉冲信号，一边发送给脉冲发生器，产生脉冲，由激发换能器转换为声波信号，即可作为震源对物理模型进行激发；同步触发器另一边则给四个A/D转换器发送信号，通知各A/D转换器开始采集数据。通过物理模型后的地震信号被四个接收器分别接收，并分别经各放大器进行放大，继而分别传送给各A/D转换器并被采集，然后各A/D转换器通过1394火线将数据传输给各台微机，实现地震数据的同步米集。
[0036]通过本装置实现了物理模型四道同时采集，使地震数据采集效率得到大大提高。
[0037]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种多道的地震物理模型数据采集装置，所述装置包括激发信号系统和采集信号系统；所述激发信号系统用于产生震源信号和同步触发信号；其特征在于， 所述采集信号系统包括:交换机、至少两台微机、至少两台A/D转换器、至少两台放大器、至少两台接收换能器和物理模型；其中， 所述物理模型一端输入所述震源信号，所述物理模型另一端与所述接收换能器相连；所述接收换能器的输出端与所述放大器的输入端相连，所述放大器输出端与所述A/D转换器的第一端口相连，所述A/D转换器的第二端口输入同步触发信号，所述A/D转换器的第三端口与所述微机一端相连；所述微机另一端与所述交换机相连； 所述微机中一台作为主控微机，所述A/D转换器在所述同步触发信号作用下，所述微机同步采集对应地震道的数据；所述主控微机通过所述交换机控制其他微机，实现所述微机同时存储数据。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激发信号系统包括伺服驱动反馈子系统、运动控制卡、同步信号触发器、脉冲发生器和激发换能器；其中， 所述主控微机向所述运动控制卡发送脉冲控制串，所述运动控制卡同时与所述伺服驱动反馈子系统、所述同步信号触发器相连，所述同步信号触发器分别与所述脉冲发生器、所述A/D转换器相连，所述脉冲发生器与所述激发换能器相连，所述激发换能器与所述物理模型相连； 所述运动控制卡将所述脉冲控制串同时传输至所述伺服驱动反馈子系统和所述同步信号触发器，所述伺服驱动反馈子系统用于驱动激发换能器和接收换能器进行移动，所述同步信号触发器将所述脉冲控制串个数与炮间距进行比较，当所述脉冲控制串个数与炮间距相等时，所述同步信号触发器发送单脉冲信号给所述脉冲发生器，同时发送所述同步触发信号至所述A/D转换器；所述脉冲发生器根据所述单脉冲信号产生脉冲；所述脉冲经所述激发换能器转换为声波信号；所述声波信号作为震源信号输入至所述物理模型。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述微机个数分别与所述A/D转换器的个数、放大器的个数、接收换能器的个数相等。
4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述主控微机通过PCI与所述运动控制卡通过PCI主线相连接。
5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述主控A/D转换器通过1394火线与所述微机相连。
【文档编号】G01V1/22GK103558631SQ201310581163
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】狄帮让, 魏建新, 徐超 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油大学(北京)