浅谈g3i仪器在国内勘探领域的应用

浅谈g3i仪器在国内勘探领域的应用

0新疆某山地三维采集系统介绍2011年10月，inova发表了下一代线性地震数据采集系统3gi仪器。2012年，该仪器参与了多项地震采集项目，包括炮检、可控震源、可控震源滑动采样等。2012年底,在新疆某山地三维采集项目中使用了G3i采集系统,该工区横跨火焰山,测线与高速公路反复相交,激发源依地形不同,采用井炮或可控震源进行施工,为确保数据回传质量,需分别使用差转电台和普通电台控制译码器。本文介绍了该仪器在系统采集过程中遇到的多种故障及现场解决方法。1仪器窗口检查复杂地形需要设置各种特殊排列,设置完成后可在仪器的Map窗口Report栏ViewLayoutReport点击查看核对,如图1所示。1.1gi仪器跨站信号由于工区中存在断崖、油区、高速公路等无法布设检波器的地点,需要设置空道。遇到个别断崖或山体,电缆长度不足以连接时,需要设置绕道。使用仪器Map窗口Layout菜单下的Jumper功能,从数据传输高端向低端,依次输入需要跨越的道数。G3i仪器的FTU光缆支持级联6km(500m×12根),可以满足此次施工需要,如有更高需求,可以在测线中增加FTU跨站得以实现。使用仪器Map窗口中Rxy菜单的add功能,在导入的SPS中无法到位的测线中间增加测线,在Net中设置跨站以增加光缆连接长度。1.2lawelle-map窗口由于工区所有测线都穿过高速公路,而HSE要求禁止在高速公路上架设测线,只能在高速路中有涵洞的位置通过。故需设置蛇形排列,将无法连接的设备通过其他交叉站将数据回传。使用仪器Map窗口下Layout菜单下Break按键,将实际无法连接的位置断开,再利用Jumper连接不同测线,同时设置连接时跨越的道。设置完成后,可在Map窗口Test栏LayoutReport下的Cross-LineSkipReport中检查。注意设置时需要从数据传输高端向低端进行设置,点击顺序会影响数据的传输顺序。设置好后再次检查数据传输方向,如图2所示,排列间箭头所示为数据上行方向,即仪器车方向。1.3选择道及蛇形排列时的map窗口由于G3i仪器暂时没有类似Scorpion仪器的Export-Import(输出输入特殊排列)功能,正常情况下新线束的施工所有交叉站、空道、绕道及蛇形排列都需重新设置,十分繁琐。为了解决这个问题,施工过程中使用Map窗口File下Copyto功能将子项目保存。新建工程后在弹出的Map窗口下导入之前保存的子项目,在相应窗口下删除已完成的测线(Rxy窗口)、炮点(Sxy窗口)、排列对应关系(Patch窗口)后,使用File下Update功能导入新线束的SPS,更新测线、炮点、排列对应关系,以实现所有特殊排列(包括交叉站、空道、绕道及蛇形排列)的导入。2采用直发工作台和差转工作台2.1辅助通讯电路设计为了解决地形复杂造成通讯困难的问题,地震队在山体的南、北方向分别架设两台差转电台(中继电台)辅助通讯,施工时依据地形位置通过不同的差转电台或直发电台启动译码器。直发通讯即电台的发送和接收在同一频率。差转通讯即电台通讯通过专门的差转电台转发,通讯电台的发送频率对应差转电台的接收频率,通讯电台接收频率对应差转电台的发送频率。2.2使用不同介质的vbpro体积根据甲方要求,可控震源施工采用VibPro编码器激发VibPro译码器,井炮施工采用ShotProⅡ编码器激发ShotProⅡ译码器。开工时需分别准备VibPro编译码器的差转电台及直发电台零校、一致性测试、ShotProⅡ编译码器的差转电台及直发电台TB测试。由于通讯路径及经过的设备不同,分别影响采集时可控震源VibPro箱体的编码延迟(EncoderDelay)及无线一致性(RadioSimilarityDelay)和井炮施工时ShotProⅡ箱体的电台参考延迟(RADREFDLY)及启动延迟(STARTDLY)。直发电台和差转电台信号走向示意图如图3所示。VibPro箱体的编码器延迟用于调整编码器TB和真参考的延迟设置;电台一致性延迟用于匹配一致性信号的电台调制延迟。ShotProⅡ箱体的启动延迟允许用于补偿单程的编码器到译码器电台延迟,校准译码器点火脉冲和编码器钟TB时间差;电台参考延迟用于校准时间标示线和模拟数据线。具体数据需使用VCA(Vibratorcomputeranalysis)或频宽不小于100MHz的数字示波器读取。施工时变更电台传输路径(即直发方式转换至差转电台方式或相反)对应参数需要改变时,VibPro箱体使用Vpkop32软件通过Cable和Radio分别给编译码器传输,ShotProⅡ箱体需手动变更设置。VibPro变更参数时需注意核对检查和(CheckSum)确认参数正确设置。3采集完成后转换硬件连接连通激发源类型本项目采集过程中需要使用不同的编码器对应不同激发源,当前的仪器版本虽预留接口,但主程序有待升级后才支持双编码器同时激活,故施工中无法实现井震联合施工(如井炮采集完成后马上启动震源),只能在一种激发源采集完成后再通过转换硬件连接接通另一种激发源的编码器。主程序中也需要更改相关设置,如编码器类型、激发源类型、译码器类型等。由于G3i仪器没有全部参数的导出功能,仅默认保存最近项目的部分设置,所以每次新建工程都需要重新输入参数。3.1虚线连接设计为了减少更换连线所需要的时间,实际施工中采取专用连线、专用电台对应相应激发源。如图4所示(虚线即需更换连线位置),(a)为初期优化前的连线图,每次需变更4处,(b)为优化后的连线图,仅需更换2处连接。新建项目时预先设置井炮及可控震源两种源类型。变更激发源类型时只需调整Harness连线接至主机的Source口及接至辅助站的AB口。3.2接口的选择设备连接变更后需要在主程序CommandLine栏中选择切换到当前连接的源类型(TypeX),Parameters栏EncoderandCommunication中选择相应的编译码器,RTICom口中选择当前连接源模式的Com接口。RecordingParameter菜单内Aux变更相应的辅助道设置,并在ScrCtrl点击Acquire重新采集并检查内部延迟。完成全部设置后建议空采一炮,根据辅助道数据检查辅助站的AB口是否连接到位。4p3i的主要错误指示4.1地面设备故障的数据通讯G3i地面设备线缆中有4对数据传输线,数据线对1负责传输控制命令,数据线对2~4负责传输数据。供电模式为数据线对1、2提供高压,数据线对3、4提供低压。得益于线路的冗余设计,数据线对2、3、4中的两对传输超时(Timeout)或校验错误(CRCError)自动转换至下一对传输,不影响正常生产(由于供电设计,数据线对3、4对不可同时不通),如图5所示。地面设备出现主要故障即传输超时和校验错误时,需检查报错站体至数据上行方向站体,以及中间连接电缆即可定位。具体操作为两处站体分别调头连接,如报错位置转移即可确定是站体问题,报错位置不转移则确定是电缆故障。极个别情况下出现一条或多条排列锁死:排列现场设备电源灯常亮,但仪器Map窗口内显示排列设备为紫红色,无法唤醒。使用Map窗口下NetOn/Off栏将故障排列卸电、加电后再尝试唤醒排列;如不奏效则需依次将故障排列的交叉站、电源站全部人工断电后加电,即可解决问题。4.2监视排列未关闭G3i主机启动速度快,开机启动至可以开始采集仅需5min。主程序运行稳定,基本无故障,仅需注意:在监视排列(Scope)未关闭状态下,在Commandline窗口下点选(Apply)其他炮点,会造成主程序无响应,重启软件时要在Windows任务管理器(Task)下确认G3iLineControlle64.exe程序关闭,否则辅助站及排列无法唤醒。5采集点设置采用map窗口、gq点选表、点选数字连接、组成专门的高效流程,导致高效运行G3i采集系统炮点操作集成于CommandLine窗口,其设计在滑动扫描或源驱动状态下简洁方便,但不宜于偏移点较多的井炮施工,需要操作员手工点选炮点次数较多,相对于如428XL仪器和Scorpion仪器的Map窗口结合炮排表采集(点选Map窗口下炮点,炮排表自动跳转),直观性差、效率略低。Map窗口下J