Обзор сейсмической аппаратуры, разработанной в СКБ завода "Казгеофизприбор" и выпускавшейся заводом до 1992г.

1. Низкочастотные сейсмоприемники
2. Аппаратура для региональных сейсмических исследований
3. Вибросейсмические комплексы ВСК-1 и ВСК-2
4. Портативные сейсморазведочные станции

Портативные сейсморазведочные станции.

Разработка и производство портативных сейсморазведочных станций были обусловлены потребностью геологических организаций в аппаратуре такого рода. Сейсморазведка получила своё развитие, в основном, в связи с потребностями поиска и разведки нефтегазовых месторождений. Используемые для поисков нефти и газа сейсмостанции в связи с большими объемами работ на больших площадях не могут быть портативными. Но для выполнения сейсморазведочных работ при решении задач рудной, инженерной и гидрогеологии, существенно меньших по объемам, но необходимых практически, использование больших сейсморазведочных систем экономически не оправданно. Это обстоятельство, видимо, и стало предпосылкой для организации разработки и серийного выпуска портативных малоканальных сейсмостанций на заводе «Казгеофизприбор».

Одноканальные сейсмические установки ОСУ-1, ОСУ-2.

Портативные сейсмостанции выпускались заводом "Казгеофизприбор" с середины 60-х годов. Это были станции ОСУ-1, ОСУ-2 (ОСУ – одноканальная сейсмическая установка). В то время не представлялось целесообразным сделать портативную сейсмостанцию с возможностью записи сейсмограмм и их последующего воспроизведения для обработки. При том уровне развития техники это было возможно, но дорого, и сейсмостанция все равно получилась бы громоздкой. Поэтому сейсмостанции ОСУ-1 и ОСУ-2 не имели в своем составе устройств записи сейсмограмм. Наблюдение сейсмосигнала производилось на электронно-лучевой осциллографической трубке с длительным послесвечением. Сейсмостанции ОСУ-1 и ОСУ – 2 являлись, по существу, специализированными осциллографами. Считывание параметров сейсмосигнала – времени вступления и амплитуды - производилось с экрана аналогично обычному осциллографу. Выполнены сейсмостанции были на электронных лампах.

Сейсмостанции ОСУ-1 и ОСУ-2 предназначались для сейсморазведки малых глубин методом преломленных волн и могли также применяться для сейсмокаротажа неглубоких скважин.

Технические характеристики ОСУ-1.

Точность измерения времени прихода первых вступлений:

в диапазоне 5…25 мс, не хуже, мс 0,5

в диапазоне 20…600 мс, не хуже, мс 1 мс

Диапазон измерения времен пробега сейсмической волны, мс 5...600 мс

Коэффициент усиления вертикального усилителя, не менее 2,5х10⁶

Полоса пропускания , Гц 0...250

Напряжение питания, В 12

Потребляемая мощность, Вт 30

Габаритные размеры, мм 470х233х342

Масса, кг 10

Руководители разработки: Савицкий Э. Ю. и Апакеев Б. М. Идея создания принадлежала сотруднику МГУ Ш. Азими. Аппаратура представлялась в 1965г на ВДНХ СССР, где была награждена бронзовой медалью. Было выпущено 50 шт.

Внешний вид сейсмостанции ОСУ-1 приведен на рис 1.

Рис. 1. Сейсмостанция ОСУ-1

Рис 2. Сейсмостанция ОСУ-2

Сейсмостанция ДСУ

Двухканальная сейсмическая установка ДСУ выпускалась в конце 60-х годов. По своим габаритам она также относится к портативным сейсмостанциям. Сейсмостанция ДСУ не имела в своем составе устройств визуального наблюдения сейсмосигнала. Считывание времени прихода волн производилось по стрелочным индикаторам. Выполнена сейсмостанция была уже на транзисторах.

Технические характеристики ДСУ

Количество каналов 2

Полоса частот, Гц 40...250

Фильтры, Гц 60, 90, 120, 180

Считывание результатов по стрелочному прибору.

Питание батареи 373 14 шт.

Потребляемая мощность, Вт 0,3

Габариты, мм 410х295х160

Руководитель разработки Кривулин Г. С. Выпущено 30 шт. Внешний вид сейсмостанции приведен на рис. 3

Рис. 3. Сейсмостанция ДСУ

По способу представления и обработки сейсмосигнала сейсмостанции ОСУ-1, ОСУ-2 и ДСУ являлись аналоговыми.

Одноканальная цифровая портативная сейсмостанция СНЦ-1.

Развитие электронной техники и появление в середине 70-х годов широкой номенклатуры интегральных схем, а также других комплектующих изделий, позволило применить новые подходы в конструировании портативной сейсморазведочной аппаратуры. Применение КМОП интегральных схем позволило совершить серьезный качественный скачек в конструировании портативных сейсмостанций - создать одноканальную цифровую портативную сейсмостанцию с накоплением сейсмосигналов СНЦ-1. Накопление сигналов, в аналоговой технике возможное только с применением сложных систем магнитной записи и поэтому невозможное в портативном варианте, с появлением КМОП микросхем памяти для временного хранения оцифрованных сейсмосигналов выполняется без значительных дополнительных аппаратурных затрат. Наличие памяти оцифрованных данных позволило применить в составе станции СНЦ-1 высококачественный дисплей на малогабаритном телевизионном кинескопе, а также позволило сконструировать простое устройство для вывода сохраняемого в памяти сейсмосигнала на электроэрозионную бумагу. Сейсмостанция СНЦ-1 выпускалась с 1980 по 1983 год.

Станция предназначена для регистрации сейсмических сигналов по одному каналу для решения инженерно геологических, рудных и изыскательских задач. В состав СНЦ-1 входят блок накопления и регистрации, просмотровое устройство, одноканальный регистратор. Все блоки портативны, масса каждого не превышает 5 кг.

Технические характеристики.

Частотный диапазон, Гц - 10...1000

Максимальная чувствительность, приведенная ко входу, мм/мкВ - 3

Уровень шумов на входе, мкВ, не более - 0,5

Частота среза ФВЧ, Гц - 31,5; 63; 125;

Частота среза ФНЧ, Гц - 250; 500; 1000; 2000

Крутизна среза ФНЧ, дБ/октава, не менее - 24

Емкость памяти, десятиразрядных слов - 500

Габариты рабочего поля просмотрового устройства, мм - 60х120

Потребляемая мощность, Вт, не более - 15

Переключение ФНЧ совмещено с переключением шага квантования, аналого-цифровое преобразование осуществляется по 2, 16, 128 уровням а знаковое кодирование путем фиксирования переходов сигнала через нуль.

Внешний вид сейсмостанции СНЦ-1 со снятыми кожухами приведен на рис. 4.

Рис. 4. Сейсмостанция СНЦ-1.

Руководитель разработки СНЦ-1 – Сапецкий В. М.

Сейсмостанция накопительная цифровая трехканальная Талгар-3 (СНЦ-3)

Дальнейшим развитием разработки и производства портатативных сейсмостанций стал выпуск трехканальной станции СНЦ-3. К моменту окончания разработки оказалось, что в одной из геофизических организаций создан образец цифровой сейсмостанции с таким же названием. Поэтому сейсмостанция получила название Талгар-3(СНЦ-3). Сейсмостанция Талгар-3(СНЦ-3) выпускалась с 1984 по 1989 г.

Портативная трехканальная сейсмостанция ТАЛГАР-3 предназначена для проведения сейсморазведочных работ методами отраженных и преломленных волн. Применяется при изучении рудных районов, проведении гидрогеологических и инженерно-геологических изысканий. Может использоваться в труднодоступной местности, в пределах населенных пунктов, рудников, сельскохозяйственных угодий. При работе не наносит ущерба окружающей среде. Функционирование станции обеспечивает любой невзрывной источник возбуждения упругих колебаний импульсного типа.

Сейсмостанция портативна и помехоустойчива, обладает возможностью большого количества накоплений сигналов и стабильностью определения временных параметров волн, малым энергопотреблением, позволяет группировать сейсмоприемники и пункты возбуждения.

Работа станции основана на принципе синхронного накопления сигналов от слабых невзрывных источников возбуждения. Конструктивно станция выполнена в виде двух блоков — регистратора и накопителя, при работе соединенных кабелем. В процессе регистрации каждого возбуждения суммируются (накапливаются) сейсмические данные. Контроль за процессом накопления осуществляется по экрану электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). На экране ЭЛТ воспроизводятся сейсмические сигналы в графическом виде трех каналов одновременно. Сейсмостанция снабжена регистратором, позволяющим получать в полевых условиях сейсмограммы, пригодные для обработки обычными методами. Запись сейсмограмм производится на электроэрозионной бумаге поканально.

В сейсмостанции применено три способа преобразования сейсмической информации: аналого-цифровое (по 6 разрядов) - полное; релейное; фиксирование переходов через ноль и знака перехода.

Для защиты от «ураганных» помех при полном накоплении в станции имеется редактор шума. Конструкция станции обеспечивает работу в различных климатических условиях и транспортировку любым видом транспорта.

Технические характеристики

Число сейсмических каналов - 3

Динамический диапазон с регулировками, дБ - 96

Частотный диапазон, Гц - 16...1000

Длительность записи сейсмического сигнала, мс - 50, 250, 500, 1000

Шаг квантования, мс - 0,1; 0,5; 1,0; 2,0

Задержка от момента возбуждения до начала записи, мс - 0,1...9999,9

Объем памяти на канал, 10-разрядное слово - 500.

Питание от источника постоянного тока

напряжение, В - 12

потребляемая мощность, Вт 16

	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
Накопитель	286х287х464	12
Регистратор	165х203х288	4
Катушка	275х310х440	7

Отображение сейсмической информации - три канала на экране ЭЛТ. Запись на электроэрозионную бумагу шириной 80 мм. Длина записи на бумагу 250 мм. По ширине бумаги размещается до 20 записей. Внешний вид сейсмостанции Талгар3(СНЦ-3) приведен на рис. 5.

Рис 5. Сейсмостанция Талгар-3(СНЦ-3).

Являясь по способу обработки сейсмосигналов цифровыми, сейсмостанции СНЦ-1 и Талгар-3 (СНЦ-3) были построены на жесткой логике, без применения микропроцессоров.

Вывод накопленных данных для последующей обработки и хранения осуществлялся только на бумагу.

Станция Талгар-3 в 1983г представлялась на ВДНХ СССР, где была удостоена бронзовой медали.

Руководитель разработки Талгар-3(СНЦ-3) – Сапецкий В.М.

Сейсморазведочная станция Талгар-6 и станция пьезоэлектрического метода разведки Аметист.

В 1990 г. был начат выпуск 12-канальных станций: сейсморазведочной Талгар-6 и пьезоэлектрической Аметист. Станции Талгар-6 и Аметист построены на одной схемно-конструктивной основе с применением микропроцессоров и отличаются только схемами входных каскадов усилителей и номиналами элементов схем аналоговых фильтров, а также комплектностью вспомогательного оборудования. Это связано с разным назначением сейсмостанций - Талгар-6 регистрирует сигналы от сейсмоприемников, Аметист регистрирует также и электрические сигналы, возбуждаемые пьезоэлектрической средой под воздействием упругих колебаний от сейсмического воздействия.

Портативная сейсморазведочная станция "ТАЛГАР-6" предназначена для решения широкого круга задач методами преломленных и отраженных волн в рудной, инженерной и гидрогеологии. Например, картирование коренных пород под наносами, определение мощности ЗМС для статических поправок в методе ОГТ, картирование палеодолин, определение модулей упругости грунтов в естественном залегании, может применяться для решения задач вертикального сейсмического профилирования, в строительстве для исследования грунтов при прокладке дорог, закладке фундаментов гражданских, промышленных и военных объектов, при прокладке линий метрополитена и т.п.

Портативная станция пьезоэлектрического метода разведки АМЕТИСТ предназначена для поиска и разведки рудно-кварцевых пегматитовых и полиметаллических (существенно сфалеритовых) месторождений золота, олова, вольфрама, молибдена, пьезосырья с поверхности земли и в подземных горных выработках. Работает с импульсными источниками сигналов любого типа (взрывные, невзрывные, падающий груз, кувалда и т.п). Малые габариты, масса и потребляемая мощность позволяют работать в труднодоступных районах.

Станции выпускались в 1990-91 гг заводом "Казгеофизприбор", г Алма-Ата, в составе с аналоговым регистратором на электроэрозионной бумаге, 8-разрядным АЦП и с записью цифровой информации на кассетный НМЛ. Вывод на аналоговый графический регистратор уже выглядел анахронизмом, а записью на магнитную ленту, похоже, вообще никто не пользовался. Поэтому была проведена модернизация - сначала электроэрозионный регистратор был заменен на термопринтер, и эти станции выпускались в 1991 году и все еще лежат на складе завода. Затем, уже в 1992г НМЛ был заменен на 3,5" дисковод, а АЦП стал 10-разрядным. Эти станции получили названия Талгар-6М и Аметист-М. Технические характеристики аппаратуры приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Внешний вид станций Талгар-6 и Аметист одинаков приведен на рис. 6 и 7.

Рис 6. Станция Талгар-6, Аметист.

Рис. 7. Станция Талгар-6, Аметист в походном положении.

Внешний вид станций Талгар-6М и Аметист-М одинаков и приведен на рис. 8. На рис. 9 приведен пример вывода сейсмограммы на термопринтер.

Рис. 8. Станция Талгар-6М, Аметист-М.

Рис. 9. Пример вывода сейсмограммы на термопринтер.

Руководители разработки Талгар-6 – Гандельсман М.И., Аметист – Стародубцев И.А., Талгар-6М и Аметист-М – Копейкин А.П.

Было выпущено 20 станций Аметист и около 130 Талгар-6.

Станция Аметист представлялась на ВДНХ СССР, где была удостоена серебряной медали.

Литература.

1. Авторские свидетельства СССР 1124234, 1190322.

2. Свидетельства на промышленные образцы 28983, 28984

© ТОО «Элгео».
Перепечатка материалов сайта разрешается с обязательным размещением ссылки на ТОО «Элгео».