СИСТЕМА ДЛЯ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

Техническое решение относится к технике проведения сейсморазведочных работ и конструктивному выполнению приемников сейсмических сигналов для сейсмической разведки.
В настоящее время известно значительное количество различных систем сейсморазведки с различными типами сейсмокос [1-5, 10, 11]. Общим для них является то, что сейсмоакустические приемники (далее -датчики), преобразующие энергию отраженных волн в пропорциональный электрический сигнал, располагаются по длине косы на заданных расстояниях друг от друга и соединяются линиями передачи с устройством сбора и обработки сейсмических данных (УСОД).
Известны системы [1-4, 10, 11] сейсморазведки с сейсмокосами, в которых каждый датчик пьезоэлектрического или электродинамического типа соединяется отдельной двухпроводной линией с УСОД напрямую или через согласующие трансформаторы или эмиттерные повторители. Их недостатки - с увеличением числа каналов возрастают масса и толщина сейсмокосы, а также взаимовлияние каналов и воздействие электромагнитных помех, что ограничивает возможное увеличение канальности косы и ее длины.
Известны сейсмокосы [6], в которых с целью сокращения числа проводных линий и увеличения канальности было введено аналоговое частотное или временное уплотнение линий связи. Недостатком таких
устройств следует считать невысокие стабильность и надежность аппаратуры, недостаточный динамический диапазон, повышенную подверженность помехам, вследствие чего сейсмокосы этого типа широкого применения не нашли.
Известны цифровые сейсмокосы [5, 6], в которых аналоговый сигнал с выхода каждого датчика преобразуется с помощью сверхбольших интегральных микросхем (СБИС) аналого-цифрового преобразования и цифровых фильтров в цифровую форму, а полученные цифровые выборки передаются по единой линии в УСОД. Сейсмокосы этого типа в настоящее время получили наибольшее распространение, однако их отличают высокие сложность и стоимость, а отсюда высокие эксплутационные расходы и требования к обслуживающему персоналу. Кроме того, с увеличением канальности и длины косы возникают проблемы с электропитанием электронных узлов в косе.
Создание в последние десятилетия оптоволоконных линий передачи информации [7-9], отличающихся исключительно малыми потерями (до 0,5 дБ/км), стимулировали интерес к разработке телеметрических систем и датчиков на основе оптоволокна без использования электрических сигналов, с целью создания высокоэкономичных устройств с малыми массогабаритными показателями и не подверженными воздействию электромагнитных полей. Так, устройство [8] содержит питающую оптоволоконную линию, в которую с борта судна подается световой поток от лазерного источника, оптоакустический преобразователь (датчик), обратную оптоволоконную линию, оптический демодулятор и регистратор. Однако, такие системы [8] пока нашли применение лишь в гидроакустическом мониторинге, о применении их в сейсморазведке сведений нет.
Известная система сейсморазведки [1], принятая за прототип содержит УСОД и носитель геофизической аппаратуры, выполненный в виде сейсмической косы с размещенными в ней блоками приемников. При этом приемники содержат пьезоэлектрические или электродинамические датчики,
соединенные двухпроводными линиями связи с УСОД через согласующие устройства.
Сейсмокоса системы [1] отличается простотой архитектуры и экономичностью, но ее главный недостаток - довольно значительные масса и габариты (диаметр), а также возможность воздействия электромагнитных полей на линии передачи.
Сущность предлагаемого устройства заключается в создании адекватной современной технологии системы для сейсморазведки, обеспечивающей достижение максимально возможного показателя критерия «сложность - стоимость - эффективность» путем введения оптоволоконных линий передачи и оптоакустических датчиков.
Основной технический результат предлагаемого устройства -повышение помехозащищенности при уменьшении массогабаритных показателей и снижении сложности и стоимости системы для сейсморазведки.
Технический результат достигается следующим образом.
Система для сейсмической разведки содержит устройство сбора и обработки сейсмических данных (УСОД) и носитель геофизической аппаратуры, выполненный в виде, по крайней мере, одной сейсмической косы с размещенными в ней блоками приемников.
Отличительной особенностью системы является то, что сейсмическая коса выполнена в виде оптоволоконной сейсмокосы и включает когерентный сейсмический излучатель (лазер), оптоволоконную линию по длине косы с ответвителями по количеству приемных каналов, оптические сейсмодатчики, линии обратной передачи с соединителями, оптические демодуляторы, соединенные с УСОД, причем выходы ответвителей соединены с входами сейсмодатчиков, а выходы сейсмодатчиков соединены через отдельные оптоволоконные линии и оптические демодуляторы с УСОД.
При этом в конкретных случаях система может быть выполнена в виде системы для сейсмической разведки на суше или в виде системы для морской
сейсморазведки, включая систему с укладыванием сейсмокосы на дно акватории.
На чертеже приведена общая конструктивная схема предлагаемой системы для сейсмической разведки.
Система содержит УСОД 1, одну или несколько сейсмокос 2, лазер 3, ответвители 4, оптические датчики 5, оптические демодуляторы 6.
Работа системы заключается в следующем.
Источник (лазер) 3 непрерывно излучает монохроматический световой поток, распространяющийся в косе 2 по оптоволокну. Встроенные в оптоволоконную линию ответвители 4 ответвляют каждый часть светового потока в присоединенный к нему акустооптический датчик 5. С выходов датчиков 5 модулированный световой поток через обратную оптоволоконную линию поступает на оптические демодуляторы 6 и, далее, на вход УСОД 1, которое осуществляет сбор и обработку сейсмических данных по известной технологии (например, описанной в [4, 6]).
Достоинством предлагаемой системы с оптоволоконной сейсмокосой является то, что, благодаря использованию оптоволокна и оптической энергии, существенно сокращается диаметр косы, снижается энергопотребление, повышается помехозащищенность и, как следствие,»-качество и информативность сейсмической разведки.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ
I. Прототип и аналоги:
1. RU 28923 U1, 20.04.2003 (прототип).
2. US 4942557, 17.07.1990 (аналог).
3. SU 276173 А1, 14.07.1970 (аналог).
4. Сейсморазведка. Справочник геофизика / Под ред. И.И.Гурвича, В.П.Номоконова. - М.: Недра, 1981 (аналоги: Гл. III. Технические средства сейсморазведки, стр.145-209).
II. Дополнительные источники по уровню техники:
5. RU 2205428 С1, 27.05.2003.
6. Меер В.В. Системы многоканальной цифровой телеметрии для морской сейсморазведки (технические средства) / Обзор. М: ВИЭМС, 1979.
7. RU 2201374 С 1, 27.03.2003.
8. Daudridge A., Cogdell G.D. Fiber Optic Sensors - Performance, Reliabiliy, Smallness. - Sea Technolodgy, May 1994, pp.31-37.
9. RU32290 U1, 10.09.2003.
10. US 4509151, 02.04.1985.
11. SU1718174 A1, 07.03.1992.