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

Вибросейсмические комплексы ВСК-1 и ВСК-2.

Комплексы виброcейсмической аппаратуры ВСК-1 и BСK-2 разработаны и серийно выпускались заводом Казгеофизприбор. Они предназначены для сейсмических исследований при поисках и разведке месторождений твердых полезных ископаемых и рассчитаны на меньшую глубинность исследований (1,5-2 км) по сравнению с нефтяными комплексами, что позволило применить более простую аппаратуру возбуждения, регистрации и корреляционного преобразования вибрационных записей и значительно снизить стоимость комплекса.

Комплексы разработаны на основании научно-исследовательских работ, проводившихся в отделе сейсморазведки ВИРГа, г Ленинград (Лукашин Ю. П., Караев Н. А.), с середины 1960-х годов, и в тесном сотрудничестве с отделом сейсморазведки ВИРГа, г Ленинград. Начало разработки комплекса ВСК-1 – 1973г.

Регистрация и обработка сейсмограмм в комплексах ВСК-1 и ВСК-2 осуществлялась в аналоговом виде.

Вибросейсмический комплекс ВСК-1.

Вибросейсмический комплекс ВСК-1 был первым виросейсмическим комплексом, разработанным и выпускавшимся в СССР. Комплекс ВСК-1 предназначен для проведения сейсморазведочных работ (MOB, КМПВ) в рудных районах. Он состоит из станции возбуждения ССВ-ВСК-1, регистрирующей станции записи ССЗ-ВСК-1 и обрабатывающего устройства ССО-ВСК-1. Комплекс ВСК-1 был первым вибросейсмическим комплексом, выпущенным в СССР.

В основу конструкции вибрационной установки положен принцип эксцентриковых вибраторов на базе асинхронных электродвигателей. Были использованы узлы вибраторов, применяемых в строительстве. Установка смонтирована на автомашине ЗИЛ-131М, статический прижим виброплатформы к земле производится массой автомашины через пневматические баллоны. Основные технические данные вибрационной установки: максимальный диапазон вибрации 20—80 Гц, длительность одного цикла вибрации 15, 30, 60 и 120 с, максимальное усилие на частоте 50 Гц равно 3 т.

Эксцентриковые вибраторы — наиболее простые и дешевые устройства для генерирования сейсмических волн. Однако они обладают двумя серьезными недостатками: во-первых, создаваемое усилие является функцией частоты вибрации, во вторых, при использовании асинхронных двигателей в вибрационной установке трудно обеспечить строгое слежение за фазой управляющего сигнала развертки. Поэтому нельзя проводить наблюдения с несколькими синхронно работающими вибраторами.

Внешний вид станции возбуждения ССВ-ВСК-1 приведен на рис. 1.

Рис. 1. Станция возбуждения ССВ-ВСК-1

Регистрирующая станция ССЗ-ВСК-1 смонтирована в кузове автомашины ГАЗ-66 и рассчитана на одновременную запись 12 сейсмических каналов на магнитную ленту в аналоговом виде. Усилители станции имеют ручную и автоматическую регулировку усиления, режекторный фильтр на 50 Гц, смеситель. Собственные шумы усилителей, приведенные ко входу, не превышают 0,5 мкВ. Динамический диапазон сейсмических каналов — 50 дБ. В станции предусмотрена возможность накопления 2, 4 и 8 отдельных циклов возбуждения упругих колебаний. Запись сейсмических сигналов производится рулонным магнитным регистратором со скоростью 10 мм в секунду.

Внешний вид аппаратуры ССЗ-ВСК-1 показан на рис. 2.

Рис. 2. Регистрирующая станция ССЗ-ВСК-1.

Обрабатывающее устройство ССО-ВСК-1осуществляет корреляционное преобразование вибрационных записей в импульсную форму и их регистрацию на магнитную пленку и бумагу. Устройство представляет собой релейный коррелометр параллельного типа, одновременно вычисляющий 512 точек корреляционной функцииВ ВСК-1 производится последовательная обработка записей каждого сейсмического канала. Скорость воспроизведения магнитной ленты увеличена в 80 раз по сравнению со скоростью записи. Поэтому общее время корреляционного преобразования одной 12-канальной виброграммы не превышает 2,6 мин.

Устройство позволяет накапливать записи последовательных циклов вибрации при корреляционном преобразовании сигналов. Общая длительность виброграммы не должна превышать б мин.

Суммирование в процессе корреляционной обработки дает возможность накапливать записи, полученные с вибрационной установкой, колебания которой не синхронизированы по фазе с сигналом развертки. Динамический диапазон счетно-решающего блока составляет 50 дБ. Длительность преобразованной в импульсиую форму записи равна 1 и 2 с в зависимости от выбранного интервала дискретизации (0,002 или 0,004 с). В устройстве предусмотрена возможность смещения начальной точки преобразованной записи на величину до 2 с через 0,2 с. Обрабатывающее устройство монтируется в кузове ГАЗ-66, что позволяет проводить оценку получаемого материала в полевых условиях. Внешний вид обрабатывающего устройства ССО-ВСК-1 приведен на рис. 3.

Рис. 3. Обрабатывающее устройство ССО-ВСК-1.

Руководитель разработки вибросейсмического комплекса ВСК-1 – Козлов Л.Г.

Было выпущено 23 комплекса ВСК-1.

Вибросейсмический комплекс ВСК-2.

В процессе внедрения комплекса ВСК-1 в производственные организации был выявлен ряд недостатков аппаратуры. Поэтому в СКБ завода Казгеофизприбор продолжали работы по его совершенствованию, и 1982 г. начат серийный выпуск усовершенствованного комплекса ВСК-2.

В состав комплекса ВСК-2 входят станция записи СЗ-ВСК-2, станция возбуждения СВ-ВСК-2 и аналого-цифровое вычислительное устройство АЦВУ-ВСК-2. Станции СВ-ВСК-2 и СЗ-ВСК-2 смонтированы на шасси автомобиля ЗИЛ-131 с кузовом КУНГ-1М. Внешний вид станций показан на рис. 4.

Рис. 4. Станция вибросейсмического комплекса ВСК-2.

В вибрационной установке СВ-ВСК-2 дискретность изменения частоты уменьшена до 1 Гц. Это позволяет с высокой точностью выбирать в пределах полосы 20— 80 Гц необходимый диапазон вибрации. В регистрирующей станции имеется возможность накапливать до 10 тридцатисекувдных воздействий, поэтому суммированием циклов с разными полосами вибрации можно формировать спектр возбуждаемых колебаний произвольной формы по методике «Комбисвип» (Ю. П. Лукашин, Л. Г. Козлов и др., 1981).

Максимальное усилие увеличено до 5 т. Двигатели виброустановки находятся в кузове автомашины, что облегчает проведение работ в зимних условиях. Улучшена установка виброплатформы на грунт, что позволяет возбуждать колебания на наклонных площадках.

Внешний вид виброплатформы станции СВ-ВСК-2 приведен на рис. 5. Внешний вид виброустановки СВ-ВСК-2 в кузове приведен на рис. 6. Пульт управления расположен в кабине автомобиля, рис.7.

Рис. 5. Виброплатформа СВ-ВСК-2 в рабочем положении.

Рис. 6. Виброустановка СВ-ВСК-2.

Рис. 7. Пульт управления СВ-ВСК-2.

В регистрирующей станции комплекса ВСК-2 число сейсмических каналов увеличено до 24. Это облегчает проведение работ по методике ОГТ. В станции имеется переключатель ОГТ на 48 каналов. Для оценки качества получаемых записей используется экспресс-коррелятор. Регистрация сейсмограмм для визуального просмотра записей производится на электрографическом регистраторе. Для записи и воспроизведения магнитной ленты используется один и тот же лентопротяжный механизм, имеющий две скорости. Поэтому преобразованные сейсмограммы могут быть получены после каждого цикла вибрации. Для исключения помех «ураганного» типа имеется устройство установки на ноль сейсмических трасс при превышении энергии входных сигналов заданного уровня.

С целью улучшения контроля за уровнем входных сигналов в станции имеется мультиплексер на 25 каналов, позволяющий оценивать амплитуду всех регистрируемых колебаний в процессе работы вибратора на встроенном осциллографе. Сейсмические усилители снабжены системой АРУ двух видов. Первый вид АРУ - индивидуальное для каждого сейсмического канала, при использовании второго вида АРУ усиление всех сейсмических каналов изменяется одинаково в соответствии с изменением суммарной энергии сейсмических колебаний. В сейсмических усилителях имеется режекторный фильтр с перестраиваемой частотой подавления электрической помехи. Для улучшения системы автоматического поиска магнитной записи номер ленты записывается в кодированном виде на магнитном носителе.

Регистрирующая станция вместе с экспресс-коррелятором смонтирована в кузове автомашины ЗИЛ-131А. Внешний вид аппаратуры станции СЗ-ВСК-2 в кузове автомобиля приведен на рис. 8.

Рис. 8. Аппаратура СЗ-ВСК-2.

Для обработки получаемых материалов на ЭВМ разработано устройство АЦВУ, осуществляющее корреляционное преобразование полевых вибрационных записей и оцифровку вычисленных значений корреляционных функций (10 разрядов) с последующей записью через устройство УФИН на магнитный носитель в формате машин серии ЕС-ЭВМ.

По сравнению с обрабатывающим устройством комплекса ВСК-1 улучшены конструкции и технические характеристики счетно-решающего блока. Уровень шумов счетно-решающих ячеек снижен до минус 60 дБ по отношению к максимальной амплитуде.

Отсутствие промежуточной записи результатов корреляционного преобразования в аналоговом виде на магнитную пленку улучшает качество сейсмограмм и значительно сокращает затраты машинного времени на ввод данных в ЭВМ.

Для поставки в районы крайнего севера был разработан вариант станции возбуждения СВ-ВСК-2А на шасси гусеничного тягача ГТТ, рис 9. Внешний вид виброплатформы станции СВ-ВСК-2А приведен на рис. 10. Внешний вид виброустановки СВ-ВСК-2А в кузове приведен на рис. 11. Пульт управления расположен в кабине тягача, рис.12.

Рис. 9. Станция СВ-ВСК-2А

Рис. 10. Виброплатформа СВ-ВСК-2А в рабочем положении.

Рис. 11. Виброустановка СВ-ВСК-2А.

Рис. 12. Пульт управления СВ-ВСК-2А.

Общее руководство разработкой комплекса ВСК-2 осуществлял Козлов Л.Г.

Руководитель разработки станции СЗ-ВСК-2 Копейкин А.П., руководитель разработки станции СВ-ВСК-2 Недавний В.И., руководитель разработки станции АЦВУ-ВСК-2 Хрущев В.А., руководитель разработки узлов магнитной записи Тотменин В.Ф., руководитель группы конструкторов механиков Кулебякин Б.Я.

Было выпущено 5 комплексов ВСК-2, в том числе 2 комплекса для районов крайнего севера.

Литература.

1. Анисимов А.А. Гришко В.И. Когут Ю.П. и др. Вибросейсмический комплекс для рудной сейсморазведки. Л., “Недра”, “Геофизическая аппаратура”, вып.65, 1978.

2. Л.Г. Козлов, А.П. Копейкин, В.А. Красюков, В.И. Недавний, В.А. Хрущев. Совершенствование вибросейсмического комплекса ВСК-1 и методика его применения. В сб. “Повышение производительности сейсморазведочных работ на основе использования невзрывных источников ГСК-10 и ВСК-1”, ВНИИГеофизика, Москва, 1979.

3. Козлов Л.Г., Копейкин А.П., Красюков В.А., Лукашин Ю.П., Недавний В.И., Хрущев В.А. Вибросейсмический комплекс ВСК-2 и перспективы его совершенствования. Л., “Недра”, “Геофизическая аппаратура”, выпуск 71, 1980.

4. Козлов Л.Г., Копейкин А.П., Лукашин Ю.П. Семенов В.П. Возможность использования методики “Комбисвип” при проведении сейсмических исследований с комплексом вибросейсмической аппаратуры ВСК-2. Л., “Недра”, “Геофизическая аппаратура”, выпуск 79, 1984.

5. Копейкин А.П., Козлов Л.Г. Вопросы теории и практики входных каскадов сейсмических станций. Л., “Недра”, “Геофизическая аппаратура”, выпуск 83, 1985.

6. Козлов Л.Г., Копейкин А.П., Красюков В.А., Кулебякин Б.Я., Недавний В.И. Вибросейсмический источник упругих колебаний. Авторское свидетельство на изобретение (А.с.) СССР №842677.

7. Копейкин А.П., Козлов Л.Г. Способ многоканальной регистрации непрерывных сейсмических сигналов. А.с. СССР №1022095.

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