Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Разработка аппаратурно-методического комплекса для морских сейсморазведочных работ методом преломленных волн с использованием автономных донных станций

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Разработка аппаратурно-методического комплекса для морских сейсморазведочных работ методом преломленных волн с использованием автономных донных станций"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ' И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА

На правах рукописи

.НУДЬГА ВЛАДИМИР ГРИГОРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПДЕКСЛ ДЛЯ МОРСКИХ СЕЙСМОРАЗЩОЧНЫХ РАБОТ

МЕТОДОМ ПРЕЛОМЛЕННЫХ ВОЛН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОНОМНЫХ ДОННЫХ СТАНЩЙ

Специальность 04,00.12 "Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации иа соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА-1У50

О/

Работа выполнена в Специализированном конструкторско-техно-логическом бюро сейсмо-электронной техники НПО "Нефтегеофизприбор"

Научный руководитель: доктор геолосо-минералогических

наук, профессор А.К.Урупов

Официальные оппонентшдоктор физико-математических

наук, профессор В.В.Калинин, кандидат технических наук, В.И.Богоявленский

Ведущее предприятие: ШШ"0кеангеофизика"

Защита диссертации состоится . 199^ г.

в / Ь__часов на заседании специализированного совета

1.053.2?.С6 при Московском институте нефти и газа им. И.М.Губкина по адресу: 117917, Москва ГСП-1,. Ленинский проспект, 65 ауд.

С диссертацией монно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан

[иг _}99(Уг.

Н.Н.Кривкр

Учений секретарь специализированного совета

¿у

| ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

""ь-...... I

.....• ; ■

■■ ■■ -л А к т.уал ь ко с ?ь проблемы: ксс-ртаггл1

' При поисках и разведке месторождений нефти, и газа в шельфо-вой зоне морской сейсморазведке отводится одна из главных задач. Наряду с ведущим методом отраженных волн для решения поисково-

г

разведочных задач начинает использоваться корреляционный метод преломленных волн. В комплексном применении ШВ и КМПВ заложены перспективы повышения глубинности и разрешенности сейсморазведки. Однако до последнего времени объем (.юрских работ Ш1В был относительно незначителен. В основном это были исследования ГСЗ. Такое положение сложилось в связи с недостаточным техническим оснащением и отсутствием приемлемой методики наблюдений КМПВ.

Морские условия проведения работ и необходимое распределение регистрирующей аппаратуры .вдоль профиля на десятки километров

требуют применения экономичных и надежных автономных устройств. При для

этом^роведения комплексных сейсморазведочных работ точность этой аппаратуры по основным показателям не должна уступать существующей бортовой аппаратуре МОЗ, а методики проведения работ должны обеспечивать одновременное проведение работ на профиле.

Цель работы. Целью настоящей диссертации является повышение геологической и экономической эффективности морских сейсморпзвс-дочных работ ШВ на основе разработки и внедрения аппаратуспо-методического комплекса с автономными донными сейсмическими станциями. .

Основные задачи исследований. Для реализации поставленной цели необходимо решение следующих конкретных задач:

I) Разработка аппаратурных средств, повышающих точность регистрации волнового поля преломленных волн и споссбствущих т<?.м

самым геологической эффективности сейсморазведочных работ. К аппаратурным средствам этого назначения относятся:

- служба времени с автономным термокомпенсированным отметчиком времени, отличающимся уменьшенным уходом времени и меньшей мощностью потребления;

- устройство воспроизведения донных магнитограмм с коррекцией нестабильности скорости движения магнитной леиты и сбоев синхронизирующих импульсов.

2) Создание технических средств, обеспечивающих увеличение производительности сейсморазведочных работ и повышающих тем самым экономическую эффективность комплекса. Таким средствами являются:

- устройство экспресс-визуализации, обеспечивающее визуальный контроль волнового поля, зарегистрированного на донной магнитограмме, не размеченной отметками возбуждений;

- аппаратура контроля и тестирования, обеспечивающая расстановку и работу на профиле комплекта из 8-10 донных станций.

3) Совершенствование методики донных морских наблюдений, способствующей повышению геологической эффективности МПВ:

- обеспечение равномерной плотности наблюдения на профиле;

- обеспечение привязки сейсмических трасс к заданным гидрографическим точкам;

- выбор оптимальных приемных устройств.

Методика исследований. При анализе параметров конкретных узлов аппаратуры исйользов&яись теоретические и экспериментальные методы исследований. Для теоретических исследований электрических схеы применены методы преобразования Лапласа, а для дискретных систем - зот-преобразовшше. При экспериментальных исследованиях использовались методы аналогового и цифрового моделирования с

помощью ЭЕМ. Для оценки параметров аппаратуры использовались графические результаты обработки на ЭВМ специально разработанных тестовых сигналов и результаты морских испытаний.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Разработан новый вппаратурно-методический комплекс для морских сейсмораэведочных работ МПВ с использованием АДСС^ позволяющий вести работу с переменным временным интервалом возбуждения» что обеспечивает совместное проведение работ на профиле методом отраженных и методом преломленных волн. '

Разработанное устройство экспресс-визуализации обеспечивает воссоздание картины волнового поля преломленных волн на экране ввдеоконтрольного устройства с донных магнитограмм, не имеющих отметок возбуждений.

Основные защищаемые положения. ч-Д.- Обзорная сейсмическая магнитограмма автономной донной станции, не имеющая отметок возбуждения, может быть размечена после проведения работ по зарегистрированным на бортовой магнитограмме моментам возбуждений с точностью записанных на донной магнитограмме секундных импульсов.

2. Для восстановления временного масштаба сейсмических трасс при воспроизведении донной магнитограммы и вводе информации в ЭВМ, наклоны фазовых характеристик в каналах сейсмического сигнала и синхронизирующих импульсов должны относчться обратно-пропорционально частотам сейсмического сигнала и синхронизирующих импульсов.

3.Введение линейной поправки на расхождения бортовых и донных часов по результатам сверки позволяет компенсировать только начальную расстройку ч стот бортового и донного генератора. Погрешность за счет температурной погрешности достигает максимального значения в момент установления температуры кварца на дне и в момент подъема станции.

3». Среднеквадратичное значение выходного напряжения фазового детектора умнохлтеля частоты синхронизирующих импульсов позволяет оценить влияние нестабильности скорости движения магнитной ленты в единицах измерения флюктуации фазы воспроизведенного сейсмического- сигнала с частотой синхронизирующих импульсов.

5. Оцифровка секундных импульсов одновременно с сейсмическим сигналом при вводе информации в ЗВМ позволяет програмшш путем ограничить в пределах одной секунды сбой сейсмической трассы из-за кратковременной помехи в канале синхронизирующих импульсов.

Практическая ценность работы:

Результаты исследований положены в основу опытно-конструкторских разработок автономных донных сейсмических станций АДСС-1, АДССМ, Устройства ввода и контроля УВК-1 и Блока программного управления.

Реализация работы. Разработанный апяаратурно-методогческий комплекс для морских работ МПВ с автономиями донньад! станциям! внедрен в практику морских работ с 1982 г. Бортовой аппаратурой и комплектом донник станций ДДСС-1 ТУ 51-01-14-26-85 снабаенк Мурманская и Гелеидаикс&оя кэрская геояого-гес^язическая экспедиция НПО "Союзморгео". Оргавгзокша обработка полученных полевых материалов на береговое вычисякгелькюс центрах в г.Краскздйре к г. Геленджике. Ерзводятся опытно-методические- и производственные работы «а скаагорглх Черного, Каспийского и Баренцева морей.

¿прзбдцгот работ?.?, Ссгкзк&ге положения к результаты диссерта-даонной работы на II Всесоюзной соведаник по тех-

нзтаег.кйи средствам иэушдащ Нирового океана Сг.Геленд*аис, 19£0 г.), на гстречо "Обкеа сгато» прешедешэд: кошлексгщх геофазтееккх исследовании на разлкяаис «шлагоркях мореК.", £р.1йс13)йг1281 г,}» на ссссданш! 1£эшсс1пг до 1арсз:оЛ сейсмологии к се55смосгойко^* строи-

тельству при президиуме АН СССР (г.Москва, 1984), на Всесоюзной научно-технической конференции "Технические средства изучения и освоения Океана" (г.Ленинград, 1985). на Всесоюзном совещании по техническим средствам и методам изучения океанов и морей (г.Геленджик, 1985 г.), на II конференции молодых ученых и специалистов ВМНПО "Союзморгео" "Методика, техника, результаты геолого-геофизических исследований континентальных окраин" ^г.Мурманск, 1986 г.), на Всесоюзно« совещании по техническим средствам и методам Мирового океана (г.Геленджик, 1987 г.).

В 1981 г. за участие в разработке комплекса аппаратуры для морских геофизических работ методом Ш1В с автономными донными сейсмическими станциями автор награжден бронзовой медалью ВДНХ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей и получено 4 авторских свидетельства на изобретения.

• Структура и объем работ. Диссертация состоит из 4-х глав, введения и Заключения, содерлиг 148 страниц машинописного, текста, 32 рисунка, 4 таблицы. Список литературы включает 151 наименование' отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ШВА I. 0Е30Р ИССЛЕДОВАНИЙ ПО РАЗРАБОТКЕ АППАРАТУРЫ И МЕТОДИКИ МОРСКИХ СЕЙСМ0РАЗВВД0ЧНЫХ РАБОТ МЕТОДОМ ПРЕЛОМЛЕННЫХ ВОЛН

За время применения донных сейсмографов для морских исследований ГСЗ-КМПВ в мировой и отечественной практике накоплен богатый опыт по разработке как самих сейсмографов и бортовой сопровождающей и обрабатывающей аппаратуры, так и методики проведения морских работ с их использованием. Широкий спектр задач, решаемых с помощью донных сейсмографов, и, одновременная их пригодность для решения некоторого круга задач, привели к широкому раз- • нообразию существующих конструкций сейсмографов. Наряду с самовсплывающими сейсмографами с цифровой регистрацией ( \Jl Ii i от А,

prothero Jr. 1977, као, 1984, Mooreß.D. et qL.,

1981, SLnha M. C. I9SI) существуют само в сплывающие сейсмографы с аналоговой регистрацией {Langiord J. e.t ai 1977, Johnson ß.V. et ai 1977, Соловьев С.Л. I98b) и извлекаемые на фале с аналоговой регистрацией ( SmLih W.A.&t aL 1977, Дворников Л.Г., 1985, Седов B.B. 1985). Несмотря на преимущества самовсплыввющих конструкций и цифровой регистрации, аналоговые сейсмографы, извлекаемые на фале, находят применение при исследованиях на целководье благодаря повышенному времени регистрации н простоте конструкции.

В состав бортового ксшлекса входит сшосрокизирующее устройство для запусна электронных чаедв сейсмографа и управления ыо-liötrraini срабатывают пнсаноизлучателя, а также устройство для воспронэведе"чя и контроля дояууешщх ыапштограш.

Объем и конечный результат обработки полученной информации в районе работ зависит от оснащенности судна бортовой ЭВМ.

С появлением пневмоизлучателей была разработана и повсеместно распространилась методика работы ГСЗ с постоянным периодом возбуждения ( Srniih. V/. А. ei aL 1977, Непрочной Ю.П. и др.,

1976, 1978, 1983, Акимов Г.Н. и др. 1978, Еодягин Л.М. и др., i960,

»

Дворников Л.Г., и др. 1985). Как правило синхронизация пневмоизлучателей производится минутными импульсами бортовых часов.

В этом случае минутные импульсы донных часов, записанные на магнитограмму одновременно с сейсмическим сигналом, являются отметкой синхронизации событий, а значит в бортовой обрабатывающей аппаратуре отпадает необходимость в устройстве автоматического поиска большого количества событий.

Однако при относительной простоте синхронизации зарегистрированных. откликов, методика работ ГСЗ с постоянны!.: временны!.! периодом возбуждения требует при проведении работ на профиле значительных усилий для обеспечения равномерной плотности наблюдений. Только специализированное судно со сложным радионавигационным комплексом может обеспечить прохождение заданных точек профиля в определенные моменты времени. Реализуемая точность этого метода по равномерности наблюдений позволяет ему с успехом решать задачи по изучении тектонического строения крупных блоков Земной коры и йрослеяиванип границ в верхней мантии, однако для це-^ей морской сейсморазведки 1СШВ достигаемая точность оказалась непреемлемой.

Для этих целей использовалась технология морской сейсморазведки Ш1В в двухсудовом варианте с донным приемным устройством, и передвижным пунктом возбуждения, примененная в НПО "Е-.пморгеологпл" (Басенцян Ш.А. и др., 1978) и использованная в последующие годы пр.ч работах 1С.ШВ на Черном поре (Завалко Е.В.и др.,1984). Судно-взрыв-

пункт, снабженное радионавигационной аппаратурой, в процессе движения по профилю производило подрыв пневмоиэлучателя в заданных точках профиля. Сихронизация регистрирующей аппаратуры на судне-регистраторе производилась по радиоканалу с судна-взрыв-пункта. При высокой точности регистрации эта методика имела низкую производительность, высокую себестоимость за счет использования двух судов, и невозможность проведения исследований на акваториях с глубинами свыше 70 м из-за трудности закрепления судна-регистратора в месте приема.

Дальнейшего совершенствования этого комплекса, в направлении повышения производительности работ можно было достичь расстановкой на профиле комплекта автономных регистраторов - глубоководных донных сейсмических станций. Снижение себестоимости при этом достигается проведением всего комплекса работ по их обслуживанию с борта одного судна.

Для обеспечения равномерной плотности наблюдений при работе с комплектом автономных регистраторов необходимо создать борто- ' вой комплекс аппаратуры в системе службы времени для проведения ра- . бот на профиле с переменным временным интервалом между возбуждениями с последующей разметкой донных магнитограмм с помощью ЭШ.

Разработанные устройства разметки магнитограмм позволили проводить работы на профиле с переменным периодом возбуждения. При этом инерционный процесс управления скоростью судна в сложных юрских условиях заменился на процесс измерения координат судна вдоль профиля. При существующих навигационных средствах этот процесс более динамичный и может обеспечить меньшую погрешность привязки точек возбуждений к расчетный пикетам. Кроме того возможность изгонять временной интервал иевду возбуждениями позволяет выбирать скорость судна максимальной о зависимости от мощности

компрессорной установки, что важно для ускорения работ при плотной системе возбуждений и малых удалениях от станций. В то же время имеется возможность увеличения временного интервала при удалении от станции для исключения наложения первых вступлений преломленной волны с водной волной от предыдущего возбуждения.

ГЛАВА 2. СЛУЖБА ВРЕМЕНИ ПРШШО-РЕГИСТРКРУЩЕГО КОМПЛЕКСА

В первом пункте рассмотрены общие вопросы синхронизации процессов регистрации и обработки информации при работе с автономными донными станциями. Все процессы регистрации, воспроизведения и обработки сейсмической информации проходят под контролем времени. Основу службы времени составляют бортовые электронные часы, обеспечивающие запуск и сверку донных часов, а также синхронизацию работы пневмоизлучения. Основным отсчетным интервалом времени является секунда. Секундными импульсами размечены бортовая и донные магнитограммы. Каждая шестидесятая секунда (минута) помечена маркером и кодированным номером с-момента запуска.

Все технологические операции в процессе работы производятся ' с одного судна. Импульс на подрыв пневмоизлучателя вырабатывается в моменты нахождения движущегося судна-взрывпункта на расчетных пикетах профиля. Случайное изменение скорости судна компенсируется изменением временного интервала между возбуждениями. Все моменты возбуждения пневмоизлучателя предварительно привязанные к секундным импульсам, регистрируются на магнитную ленту бортового регистрирующего устройства. Донная магнитограмма хранит основную информацию в виде непрерывной сейсмической записи, привязанной к донному времени. Соответствие между зарегистрированными откликами и точками наблюдения достигается с помощью программы работы, зарегистрированной на бортовой магнитограмме.

Служба времени, организованная для связи разобщенных в пространстве аппаратных средств, во многом является вспомогательной. Момент возбуждения необходим только для поиска соответству-«

юцего отклика на обзорной донной магнитограмме. В конечном итоге каждая сейсмическая трасса должна быть привязана к пикету возбуждения, поэтому каждое возбуждение на бортовой магнитограмме характеризуется номером пикета возбуждения и моментам возбуждения. Для этого на бортовой магнитограмме после кода минуты регистрируется дополнительная информация, содержащая номер профиля, начальный пикет отработки профиля, направление движения по профилю, расстояние между пикетами возбуждения, а также число, месяц, и год прогедения работ. Кодированная отметка возбуждения записывается на отдельную дорожку. При этом положение маркера относительно временных четок определяет момент возбуждения, а следующий за ним код - порядковый номер возбуждения, который в сумме с начальны!.! пикетом определяет номер пикета возбуждения.

Дополнительная информация на донной магнитограмме содержит ' время включения магнитографа, минуту запуска часов, число, месяц, год работы, пикет постановки, номер профиля » заводской номер станции. Эта информация на бортовой и донной магнитограмме позволяет однозначно привязать каждый зарегистрированный отклик к своим пикетам возбуждения-приема, а также вводить временные и кинематические поправки при обработке.

Рассмотрены функциональные схемы устройств разметки обзорных донных магнитограмм. К этим устройствам относится устройство ввода сейсмической информации в ЭШ и устройство экспресс-визуализации. Устройство ввода было реализовано совместно с ЭШ ЕС-1010,поэтому воспользоваться им можно было лшь но'береговом вычислительном !*51ггро или на больсом судна, оснацешюы зтой маишой. В устройстве

экспресс-визуализации применена ыини-ЭБМ Электрош1ка К1-20, благодаря чему устройство может быть размещено на любом судне и позволяет наблюдать на экране видеоконтрольного устройства карги-^ 1?у волнового поля, зарегистрированного на донной магнитограмме.

Алгоритм работы устройства ввода и устройства экспресс-виду-ализации заключается в том, что первоначально воспроизводится информация с бортовой магнитограммы и з памяти ЭВМ формируется массив моментов запуска пневмоизлучателя. Затем в ходе воспроизведения донной магнитогр&'/мы производится сравнение значений текущего донного времени с моментами возбуждений, хранящимися в памяти ЭШ. С момента равенства этих значений осуществляется оцифровка и занесение в-магнитную память'ЭВМ помеченных сейсмических трасс. В устройстве экспресс-визуализации сейсмические трассы относятся в оперативную память и одновременно воспроизводятся на экране видеоконтрольгого устройства.

Рассмотрены структурные схемы программ шши-ЭЕМ при обработке бортовой и донной магнитограммы. Особое внимание уделено процессу сравнения донного времз»ги с массивом моментов возбуждений. Предложена программа сравнетут, обеспечивающая минимальное Бремя срав1!ешш, и устойчивая к случайна сбоям донного времени.

Если процесс разметки магнитограмм является чисто цифровой операцией определения номера искомой секунды, т > определение момента начала оцифровки сейсмической трассы по выбранной секунде является аналоговым процессом, погрешность которого во многом определяется погрешность» слук^и времени. Термостатированное бортовые часы и терг'ошшенсированнш часы донных станций - основные элементы службы времени. Реяим тсрмокомпенсации донных часов выбрал с целью экономии энергетического ресураа станут.

Возможность работы без термостатировшшя основана на предпо-

ложении о постоянстве температуры воды в месте постановки, а значит и постоянстве частоты. В действительности частота генератора постоянна только в середине рабочего участка, ограниченного временем установившейся температуры вцутри станции. Рассмотрены основные температурные режимы кварцевого генератора от момента запуска до момента сверки. Показано, что при введении поправки по результатам (сверки часов, полностью компенсируется ¡только погрешность за счет начальной расстройки частот бортового и донного генераторов. Максимального значения погрешность линейного введения поправки достигает на краях рабочего участка в момент установления температуры кварца на дне и в момент поднятия станции на борт судна. Эта погрешность обусловлена температурной нестабильностью кварцевого генератора.

Разработаны экономичные терыокомпенсированные кварцевые часы для автономных донных станций с мощностью потребления не более 0,15 R'„. Относительный уход часов при начальной температуре составляет не более 5 • 10"^, а относительная температурная погрешность не превышает 5 "КГ^/град. Применение таких часов в комплексе с введением поправки позволяет уменьшить погрешность привязки сейсмического сигнала до I,5 мс за 72 ч.

ГЛАВА 3. ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ДОННЫХ МАГНИТОГРАММ

Первичная обработка донных магнитограмм производится при их воспроизведении и оцифровке и сщужит для коррекции временного масштаба воспроизведкного сейсмического сигнала. Известные устройства ввода аналоговых записей автономных донных станций в ЭВМ (Акимов Г.Н. и др. 1978, Непрочнов Ю.П. и др. 1978, Бодягин A.M. и др. I960) содержат многоканальное устройство воспроизведения,

умножитель частоты синхронизирующих импульсов, аналого-цифровой преобразователь и схему сопряжения с ЭШ. Оцифровка каждой трассы сейсмического сигнала начинается от момента воспроизве- ^ дения импульса возбуждения (минутной метки). В качестве импульсов дискретизации используются умноженные по частоте синхронизирующие импульсы. Длительность оцифрованной трассы определяется подсчетом требуемого числа дискретных отсчетов.

Недостатком этого способа первичной обработки является низкая помехоустойчивость при кратковременных сбоях синхроимпульсов. , Пропадание синхроимпульсов вызывает приостановку процесса оцифровки, что при обработке вызывает сдвиг оставшейся части трассы в сторону меньших времен. Разработанный способ первичной обработки основан на более полном использовании синхронизирующего действия * секундных импульсов, более устойчивых к помехам в такте запись-воспроизведение. При оцифровке сейсмического сигнала одновременно производится оцифровка воспроизведенных секундных импульсов. Оцифрованные значения секундных импульсов записываются в память ЭШ в виде массива параллельно со значениями сейсмического сигнала. При обработке в каждой сейсмической трассо количество выборок сейсмического сигнала между соседними секундными «¿пульсами приводится . к расчетному значению путем исключения лгагних выборок в конце каждого секундного массива или добавления недостающего количества выборок из последующего секундного массива. При такой ибработке кратковременный сбой синхроимпульсов но распространяется дальшэ первого поело сбоя секундного импулып.

Для оценки синхронизирующего действия канала с:шхрониэнрущнх имцульсов проведен анализ многоканального тракта запись-воспроиз-ведсния с учетом фазовых характеристик и величиной смсцеиия головок в каналах сейсмического сигнала, секундных и синхронизирующих

импульсов.

Показано, что синхронизирующие импульсы полностью могут выполнять свое назначение только при отсутствии смещения головок и фазовых сдвигов в каналах воспроизведения. Кроме того накло>ш фазовых характеристик в каналах воспроизведения сейсмического и синхронизирующего сигналов на средних частотах воспроизведения должны быть обратно пропорциональны средним частотам сейсмического и синхронизирующих сигналов.

Коррекция временного масштаба воспроизведенного сейсмического сигнала с помщью синхроимпульсов дает хорошие результаты при небольших и медленных колебаниях скорости движения магнитной ленты. При быстрых колебаниях скорости в фильтрах и умножителе частоты возникают динамические фазовые погрешности, нарушающие синхронизация между каналами. Для оценки количественных характеристик погрешности синхронизации проведено исследование динамических характеристик фильтров и умножителя частоты синхронизирующих импульсов с фазовой авт^подстройкой частоты. Исследование проведено путем ыоделиг рования воздействия частотно-модулированного сигнала с определенными параметрами на фильтры и умножители с измерением среднеквадратичного значеши фазовой погрешности между входным и выходным сигналом. Установлено например, что при добротности фильтра=10 и относительной частоте модуляции X? =0,1 динамический фазовый сдвиг на выходе фильтра в два раза меньше статического при относительной девиации частоты до =0,04 (коэффициент колебания скорости ленты до Кч - 4%). Получены графики зависимости фазовой погрешности умножителя частоты в зависимости от его конструктивных элементов.

Учитывая, что причиной погрешности синхронирации воспроизведенного сигнала является нестабильность скорости движения магнит-

ной ленты, предложена методика оценки качества лентопротяжного механизма путем измерения фазовой погрешности умножителя частоты синхронизирующих импульсов. В отличии от принятой методики изме- \ рения коэффициента колебания скорости движения магнитной ленты, эта методика определяет внесенную лентопротяжным механизмом погрешность в единицах измерения фазы сигнала и учитывает влияние характеристик обрабатывающего комплекса.

ГЛАВА 4. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМПЛЕКСА АППАРАТУРЫ ДЛЯ МОРСКИХ РАБОТ КМПВ

Первое опытное опробование методики исследований МПВ на базе использования макетных образцов АДСС и бортового устройства было проведено в 1979 г. на Северо-Западе Черного моря. В 1980-1981 гг. продолжалось опытное внедрение морской системы МС-КМПВ на шельфах ЧернЬго, Баренцева морей.

В 1982 г. закончена опытно-конструктор>ская разработка авто-• ноиной донной станции АДСС-1, Устройства задания и регистрации моментов возбуждения.УЗРК-1 и Устройства ввода информации в ЭВМ. УБК-1. С 1983 г. АДСС-1 выпускаются разовыми партиям! в среднем по 10 шт. в год, а УЗРК-1 и УВК-1 - по 1-2 шт. в год для восстановления материальной базы морских сейсмических партий.

Высокая производительность - основное достоинство технологии - морских сейсморазведочных работ КМПВ с автономными донными станциями. Анализ всего технолопшэского процесса и опыт проведения морских работ показал, что пр:иа^одительность технологии с комплексом аппаратуры на основе автономных донных станций в 4 раза визе производительности работ с комплексом в двухсудессм варианте с денной косой. Кро«о того, учитывал экономия затрат на аренду одного судна,: себестоимость работ в Голендхикской экспедиции ушшь~

шилась до 1,9 тыс.руб./'лог.км профиля по сравнению с базовой технологией, где себестоимость работ составляла 6,6 тыс.руб./пог.км профиля. Экономический эффект от внедрения технологии в 1982 г. по Мурманской и Гелевджикской экспедициям составил 1919 тыс.руб.

Наибольший объем морских геофизических исследований проведен на акватории верного моря. Здесь отработана сеть профилей, составляющих в общей сложности около 3000 погонных километров с применением разных пппаратурно-методических технологий, включая двух-судовые варианты. С применением К'С-КЫПВ на базе использования ДДСС выполнен объем около 2000 nor.км профилей. В основе своей работы носили региональный характер и ставились с целью изучения строения фундамента и оценки мощности осадочного чехла.

С целью объективной оценки разведочных возможностей КЫПВ в соотношении с М0ГТ для изучения геологического разреза были проведены опытно-методические работы на двух профилях, расположенных на шельфе северо-западной части Черного моря. Региональный профиль 03 прости- ■ ■ рается в меридианном направлении от северной оконечности Тендро-вой косы на юг через всю зону ¡шельфа и выходит на континентальный склон Черноморской впадины. Более короткий профиль 17 пересекает три известные структуры: Гамбурцева, Сельского и Ильичевскую, на которых размещены разведочные скважины.

Верхний неоген-палеогеновый комплекс осадочного чехла достаточно полно освещается по данным 0ГТ. Второй (нижний) структурный этаж платформенного чехла, представленный мезозойским комплексом осадочных отложений, в волновом поле 0ГГ выражен слабо. По результатам исследований К5ШВ в пределах этого структурного этажа, внутри верхнемелового комплекса, уверенно ввделяются два преломляющих горизонта, связанных с кашан-ыаастрихтскими (Vz = 4600-5200 м/с) и туронскиыи (Уг в 5400-5600 vjc) карбонатами.

3 районе Ильичевской структуры, где выклиниваются аномально высокоскоростные туронские известняки, прослежены два преломляющих горизонта в нижнемеловых отложениях: поверхность эффузивов ( = 4200 ц/с), имеющих локальное развитие, поверхность плотных аргиллит-алевритовых отложений апт-альба ( V2 = 4800-5000 м/с). В основании мелового комплекса практически повсеместно прослежен преломляющий горизонт, характеризующийся граничными скоростями 5400-5600 и/с, который стратифицируется как поверхность триае-юрскнх отложений.

На с^зеро-гападном шельфе Черного моря практически повсеместно прослежен» ВОЛИН о?-поверхности разновозрастного фундамента. Фундамент по региональному лрс-^лю 03-имеет сложное блоковое строение. Здесь чйт/.о с оделяются два груяш^ тз.итошпеских блока,раэ-* деленнж пирокой зоной Шоййябвекбгв рйзлбма, пэ которому происходи? смена разновозрастных фундаментов (продгтбложительнд иерпп'тп-ненного байкальско-герцинскбго на киммерийский, На стыке этих бяв* ков в осадочном чехле четко выражено прираэломяое поднятие Гам бур цева и Михайлояская йЯйдинй, в iiûiopôli мощность осадков достигав? I0-IÏ км. Крутшз №5дж?т блоки фундамента ушблодованы в осядоч* ном чехле в виде першслиналыюго окдашпМ Збни Голгдинских понятий (северный блок) H КйланитсКбГб S&ffi <Н4 йГе), Ютлбе крило Ка-ламптсг.ого вала перохбдйТ и КтйСРуи ступень, ослоуи<мшуп серией глубинных разломов. В зоне парохода к глубоководной Чо^мкэрской зафиксировано крупное паруснике амплитудой 2-3 км, явлппще-эся, по-видимому, КрйСЙШ рСН'КЗН'?ЛГ>ИЫМ разломом.

lia аква?'<5рй'$ кольца Е&ренцепа моря методика работ была ориентирована в OCHOEHOÎ' на решение региопалыгых задач с применением редкой encTcttx кх&ед&тй; 10 ям мегду пунктами nocïcnomui донных станций и 200' îî г/:*пикетам. возбуждений. В юго-восточной части

Баренцева моря получены записи волнового поля до удаления 130 км с четким прослегкиванием волн от кристаллического фундамента и более глубоких границ земной коры. В волновом поле осадочного чехла находят четкое отображение преломляющие границы со значениями кажущихся скоростей порядка 2200, 2700, 3000, 4000 и 6000 и/с. Эти значения хорошо коррелируются с пластовыми скоростями, соответствующими отложениям юры, триаса, пермотриаса, нижней перми.и карбона. Следует отметить, что по данным 0ГГ в этой толще прослеживается " лишь 2-3 отражающих горизонта (Воеводина А.Б., Завалко Е,В.,1986).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе результатов, изложенных в диссертационной, работе, создан и внедрен в двух морских экспедициях аппаратурно-методи-' чесрй комплекс для морских сейсморазведочных работ методом преломленных волн с использованием автономных донных станций. Комплекг обеспечивает полный цикл проведения работ, включая син- ■ хронизацию всех средств на профиле, регистрацию, хранение и оперативную обработку сейсмической информации на борту судна. Благодаря возможности работы с переменным временным периодом возбуждения, комплекс может быть использован в совместных геофизических исследованиях М0В-НМПВ.

Основные итоги работы сводятся к следующему:

1. Исследованы температурные режимы работы кварцевого генератора донных часов от момента запуска, до момента сверки часов. Определена погрешность отсчета донного времени после введения линейной поправки по результатам сверки времени. Разработаны экономичные термокомпенсированные часы для донной станции.

2. Рассмотрены вопросы коррекции нестабильности скорости движения магнитной ленты с применением синхронизирующих импульсов

и учетом смещения магнианых головок и фазовых характеристик трактов воспроизведения. Определены требования к фазовым характеристикам трактов воспроизведения сейсмического сигнала и синхронизи-

I

рующих импульсов.

3, Проанализированы статические и динамические фазовые характеристики умножителей частоты синхронизирующих импульсов. Получены графики фазовой погрешности умножителя частоты с фазовой автоподстройкой в зависимости от параметров элементов схемы и параметров частотно-модулированного входного сигнала.

4. Рассмотрены структурные схемы устройства разметки магнитограмм и устройства экспресс-визуализации на основе мини-ЭВМ. Предложена программа работы мини-ЭВМ, -устойчивая к случайным сбоям кода донного времени.

5. На основе полученных результатов выполнена опытно-конструкторская разработка и выпущены малыми партиями основные элементы аппаратурного комплекса: Автономная донная сейсмическая станция АДСС-1, АДСС-4, Устройство ввода и контроля УВК-I и Елок программного управления ЕПУ-1. Еыпущенной аппаратурой снабжены морские геофизические экспедиции в г.Мурманске и г.Геленджике, а также береговые вычислительные центры в г.Краснодаре и г.Геленджике.

6. Разработанный комплекс использовался при проведении опытно-методических работ на акваториях Черного, Баренцева и Каспийского морей.

Основные результаты диссертационной работы изложены

в следующих публикациях:

I. Устройство для' проведения морской сейсморазведки (соавторы Е.В.Завалко, О.К.Шалдакин, В.В.Шкур, А.Б.Воеводина). A.C. !'972439(СССР). Заявл.14.04.81 №327239/16-25; Опубл. в Б.И., IS8?., № 41, МКИ COI У1/38.

2. Устройство разметки магнитограмм донных сейсмических станций (соавтор О.К.Шалдьжин). A.C. Ш20443 А(СССР).Заявл. 29.12.79 №2860934/18-25, МКИ COI У1/23.

3. Детектор относительной разности частот. A.C. F?83972 (СССР). Заявл. 16.02.79 №2728331/18-21, опубл. БИ №44, 1980, МКИ НОЗ К9/06.

4. Автономные кварцевые часы (соавтор О.К.Шалдыкин). A.C. №1423973 AI (СССР). Заявлено 04.01.87 #417306/24-10. Опубл. БИ

т, 1988. МНИ COI У1/38.

5. Морская аналого-цифровая система для проведения наблюдений КМПВ-ГСЗ с использованием АДСС (соавторы Е.В.Завалко, О.К.Шалдыкин, А.Б.Воеводина).- Э.И. Сер. освоение ресурсов нефти и газа морских исторождений (ВНИИЭГазпром).1983,вып.6,с.12-17.

6. Современнное состояние и пути развития технических средств и методики морской сейсморазведки КМПВ-ГСЗ (соавторы Е.В.Завалко, О.К.Шалдыкин, А.Б.Воеводина). Обзор, информ. Сер.:Геология и разведка морских нефтяных и газовых месторождений.-М.:ВНИИЭГазпроы, 1984, вып.4., -30 е., ил.

7. Автономная донная сейсмическая станция для работ КМЛВ (соавтор О.К.Шалдыкин). В кн.¡Морская геофизика. Сб.научных трудов. - Рига: ВНИИМоргео. 1984, с.76-82.

8. Устройство зкспресс-визуализации записей АДСС на основе микропроцессора (соавтор О.К.Шалдыкин). - В кн.:Геол.геофиз. исслед.для акваторий. Труды 1-й науч.конф.мол.ученых и спец., Мурманск, 12-16 ноября IS84, ШНПО "Согазморгео','-Мурманск,1985, с.66-75. (Деп. в ВИНИТИ 14.11.85 F7939-B).

9. Анализ влияния параметров служебных каналов аналоговых АДСС на качество регистрации сейсмической информации (соавтор О.К.Шалдыкин).- ß кн.: Результаты морских геолого-геофизических

исследований. Рига: ВКИИМоргео, 1986, с.97-103.

10. Автономная донная сейсмическая станция с улучшенными параметрами для работ КМПВ (соавторы О.К.Шалдыкин, С.В.Михай- / ленко). Технические средства и методы исследования мирового океана. Тезисы докладов Всесоюзной школы, том 1,М., 1987, с.133.

11. Совершенствование аппаратуры и методики обработки данньк КМПВ С автономных донных станций (соавтор О.К.Шалдыкин). Технические средства и методы освоения океанов и морей. Тезисы докладов Всесоюзной школы, том II, М.» 1989, с.163. •

Автор

Нудьга В.Г.

Подписано, к печати " ¿? " Формат бумаги 6&90 1/16 Тйрая 100 экз.

1990 г._

Объем 1,0 поч.1 Зап.__

Отдел оформления технической документации 1Щ0''Нзфтсгаофизпри^ор" г.Краснодар, ул.Коммунаров, 235