Предложения по организации контроля качества работы вибрационных источников на профиле (стр. 4 )

Неровный рельеф поверхности грунта под плитой вибратора не только снижает нагрузку, но и является причиной нестабильности зоны контакта. Несимметричность распределения нагрузки по площади плиты приводит к появлению боковых колебаний и колебаний на субгармониках. Кроме того, неровный грунт дает возможность плите изгибаться под действием вибрационной нагрузки, что приводит к появлению дополнительного резонансного звена в цепи передачи вибрации в грунт и связанных с ним дополнительных амплитудных и фазовых искажений.

Свои специфичные искажения создает снежный покров. Чаще всего беспокоит снег, налипающий на нижнюю часть плиты. Опасные проблемы создает рыхлый снег, проваливающийся под плитой при первых вступлениях вибрации.

Пыль и песок в процессе вибрации выбиваются из-под плиты, оголяя ее центр. На таком грунте невозможно долго работать, поскольку из-за ухудшения контакта усилие падает от одного воздействия к другому.

Проблемы излучения, вызванные состоянием грунта, разнообразны, но их легко идентифицировать и отличить от проблем, связанных с техническим состоянием вибраторов. Во-первых, степень и характер их проявления меняются при продвижении вибраторов по профилю. Во-вторых, их влиянию подвергаются все работающие в группе вибраторы. Иногда можно заметить, как ухудшается работа вибраторов по мере попадания их на проблемный участок, и как она восстанавливается вновь при выходе из нее.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ

Этапы контроля

В технологии вибрационной сейсморазведки контроль качества излучения вибраторами производится на двух этапах – при подготовке к профильным работам и непосредственно в ходе выполнения профильных работ.

Задача контроля на подготовительном этапе состоит в том, чтобы убедиться в работоспособности вибраторов и пригодности их к профильным работам. На этом этапе может быть использован наиболее точный инструмент, позволяющий провести детальный анализ и, в случае необходимости, помочь произвести настройку.

Задача контроля в ходе выполнения профильных работ состоит в том, чтобы осуществлять наблюдение за качеством излучения, собирать и протоколировать результаты контроля. Здесь не требуется высокой точности и детальности информации. Главная задача заключается в том, чтобы своевременно обнаружить проблему и не допустить некондиционных воздействий на профиле.

Кроме непрерывного контроля на профиле могут быть запланированы периодические регламентные работы, цель которых состоит в том, чтобы на раннем этапе обнаружить и предотвратить возникновение серьезных проблем.

Средства контроля

Оснащение виброкомплексов средствами контроля процесса излучения – явилось эффективнейшим шагом на пути повышения качества сейсмического материала. Это подтверждено как зарубежным, так и отечественным опытом.

Фирмой Pelton разработан целый аппаратурно-программный комплекс, эффективность которого проверена многолетним опытом. Базовые его положения стали своего рода стандартом и настолько прочно вошли в геофизическую практику, что другие разработчики поневоле вынуждены их придерживаться в своих разработках.

Средства контроля, имеющиеся в аппаратуре Advance II, version 6, предусматривают три уровня:

Встроенные средства контроля - предоставляют возможность вибратору самому контролировать свою работу в автономном режиме. После окончания каждого излученного свипа результат контроля в виде короткой цифровой посылки передается по радио на сейсмостанцию (или иной другой контрольный пункт). Прием, накопление на компьютере, первичная обработка и визуализация контрольной информации обеспечивается программой Vibra*Sig. (Частичная визуализация может обеспечивается и аппаратурно, самим синхронизирующим генератором сейсмостанции). Анализ и статистическую обработку накопленного большого объема контрольной информации обеспечивает программа PSSxVS.

Средства этого уровня при работе на профиле обеспечивают контроль каждого свип-сигнала, излученного каждым вибратором за все время работ.

Средства дистанционной сверки вибраторов – позволяют контролировать синхронность запуска и идентичность работы вибраторов, находящихся в одной группе. Ранее сверка выполнялась с использованием проводной связи между вибраторами и сейсмостанцией. Затем проводная связь была заменена радиосвязью. Сверка по радиоканалу поддерживается программой VibQC (режим SQC16).

В настоящее время практикуются оба варианта. Сверка по проводам обладает большей достоверностью, поскольку позволяет записать сигналы от всех вибраторов одновременно. Но ее результаты могут быть проанализированы только визуально.

При сверке по радиоканалу запись сигналов вибраторов производится последовательно, один за другим. Это снижает достоверность, однако программа VibQC, поддерживающая сверку по радио, предоставляет широкие возможности для последующего анализа сигнала. Однако многие не доверяют сверке по радио, предполагая (не без оснований) возможность ошибки из-за неправильно настроенного радиоканала или ошибок при обработке.

Cверку нельзя выполнять часто, поскольку это связано с приостановкой профильных работ. На практике периодичность проведения сверки определяется уверенностью в надежности работы аппаратуры. Если аппаратура не надежна или же надежность ее еще не изучена достаточно хорошо, то сверку выполняют часто: до нескольких раз в день (за смену). С приобретением уверенности, периодичность сверки сокращают до одного раза за смену, проводя ее непосредственно перед началом работ.

Для начала рекомендуется проводить сверку по радио трижды за смену: перед началом смены, после обеденного перерыва, по окончании смены. Одну из сверок по радио (например, начальную) следует дублировать сверкой по проводам. При стабильной работе аппаратуры и при получении устойчивых положительных результатов количество сверок следует свести к одной – перед началом смены, а дублирование сверкой по проводам свести к одному разу в неделю или еще реже.

Средства независимого контроля – предназначены для обеспечения наладки, диагностики неисправностей и ремонта вибраторов. Выполнены в виде самостоятельного аппаратурного комплекса "Notebook VCA", работающего под управлением программы VibQC (режим Force Meter). Позволяют производить детальное исследование работы вибратора как излучающего механизма.

Таким образом, непрерывный контроль за работой вибраторов обеспечивают встроенные автономные средства контроля, синхронность работы группового излучателя периодически контролируется средствами дистанционной сверки, а в случае возникновения проблем с вибратором в работу вступают средства независимого контроля, позволяющие выявить и устранить неисправность. Три уровня средств контроля дополняют, а местами и дублируют друг друга. К этому следует добавить, что наличие обмена цифровыми данными между аппаратурой по радио позволяет в любой момент проконтролировать параметры рабочего режима и параметры технического состояния (статуса) любого вибратора.

Программа Vibra*Sig и непрерывный контроль работы вибратора

В ходе излучения свип-сигнала, микропроцессор блока управления непрерывно анализирует выходной сигнал вибратора и производит сравнение его с собственным опорным сигналом. У выходного сигнала вибратора непрерывно измеряются амплитуда, фаза и содержание гармоник. Кроме того, производится вычисление короткой функции взаимной корреляции между выходным сигналом вибратора и его опорным сигналом.

По окончании излучения у микропроцессора готовы ряд численных характеристик и короткая (127 точек) корреляционная функция. К этим данным присоединяется дополнительная информация (всевозможные контрольные суммы, сведения о возникших ошибках и т. п.) и все это передается по радио на синхронизирующий генератор сейсмостанции.

Передаваемый набор данных называется PSS-посылкой. PSS – сокращение от Post Sweep Service (обслуживание после окончания свипа). PSS-посылка содержит характеристики только что произведенного излучения свип-сигнала. В их состав входят:

Vib        – номер вибратора и номер группы, в которой работает этот вибратор;

Swp        – номер только что излученного свип-сигнала;

M        – режим работы блока управления, при котором было произведено излучение (KeyBoard, Stored Parameters или Stored Values);

PkPhz        – максимальное значение сдвига фаз между выходным сигналом вибратора и опорным сигналом, обнаруженное за время излучения свипа [град.];

APhz        – среднее значение сдвига фаз между выходным сигналом вибратора и опорным сигналом, вычисленное за время излучения свипа, [град.];

PkFo        – максимальное значение амплитуды основной гармоники выходного сигнала вибратора, обнаруженное за время излучения свипа, [%];

AFo        – среднее значение амплитуды основной гармоники выходного сигнала вибратора, вычисленное за время излучения свипа, [%];

PDist        – максимальное значение коэффициента нелинейных искажений выходного сигнала вибратора, обнаруженное за время излучения свипа, [%];

ADist        – среднее значение коэффициента нелинейных искажений выходного сигнала вибратора, вычисленное за время излучения свипа, [%];

CSGr        – номер группы, в которую включен данный вибратор при вычислении контрольных сумм;

VChk        – контрольная сумма рабочих параметров данного вибратора;

SwChk        – контрольная сумма параметров свип-сигналов, запрограммированных в данном вибраторе;

SErr        – количество ошибок, обнаруженных во время излучения данного свип-сигнала.

Таким образом, каждый излученный свип-сигнал оценивается по трем характеристикам: амплитуда, фаза, гармоники. Каждая характеристика оценивается двумя численными значениями: максимальным и средним. Всего шесть численных значений.

Особую роль играет корреляционная функция. Во-первых, 127 ее отсчетов используются для построения графика самой функции, точнее, сигнальной (центральной) ее части. Во-вторых, в результате ее FFT-преобразования получаются амплитудно-частотные и фазочастотные графики всего (!) свипа, какой бы длительности он первоначально ни был. Такое возможно благодаря особым свойствам сигнальной части корреляционной функции: не смотря на свою компактность (±128мс), она обладает теми же амплитудно - и фазочастотными характеристиками, что и исходный свип-сигнал. Три графика: корреляционная функция, амплитудно-частотная характеристика и фазочастотная характеристика – служат прекрасным дополнением к полученным ранее численным характеристикам.