节点数据采集系统数字地震仪

直 流漂 移 ：＜噪音 的 １ ％ ０
地勘 探 。
３ １ Ｚ— ａ ｄ的工 作原理 ． Ｌｎ Ｚ— ａｄ主要 分为野外 采集 系统 即采 集站 和数 据 Ｌｎ
回收系统 两部分 。野 外采 集 站是 一 个完 全 独立 ， 常 非
可靠 的数 据采集设 备 。因采集站没 有外接 地震 电缆 和
・５ ・ ３
集 站挂接 到 Ｄ Ｃ Ｃ Ｓ上 进行 充 电同时 数据 回收工 作也 在 进 行 。完成这 两项 需 要 ８ｈ或 更 短 一 些 ， 问 的长 短 时 取决 于采 集站 内 电池放 电 的深 度 以及从 采集 站 回收数 据量 的大小 。主机将 采集 站 的数 据 下载后 暂存 在磁 盘 阵列 （ Ａ Ｄ） 。Ｓ Ｆ 中 的炮 点 数 据 也 要传 给 主机 ， ＲＩ 中 ＡＥ 根据 这些数 据对 采集 站 内连续记 录的数据 进行 有效 地 震 的截取从 而得 到常 规 的地震数 据 。地震 数据 可 以转 换成 任何工 业标 准 的数 据格 式并 记 录到传 统 的存 储设 备 匕
据排列线 的布置情 况 开 出道 路 ， 一 些 环保 敏 感 地 区 在 地 质勘探 的作 业无 法实施 。
３ 系统结 构成 为发展 瓶颈 ） 传统 有线数 字 地震 仪 经 历 几代 的发 展 、 新 已经 更
统 治地震 仪市 场很 多年 了。 由于其 固有 的系统结 构带
来 的许多 问题 ， 目前 有线 仪 器 的性 能 已经 发 挥 到 了极
括用 于计 标 准 时 的 Ｇ Ｓ 数 据 存 储 设 备 ， Ｐ， 管理 数 据 的 Ｃ Ｕ和磁盘阵列 。基 于 Ｐ Ｐ ｃ平 台 的用户 图形 界 面控 制 Ｃ Ｕ的工作 ， 括质 量控 制 功能 和 数据 下 载程 序 。采 Ｐ 包
２１ ０ ０年
第２ ５卷
第 １ 期
吴铁 军 ： 节点数据采集系统数字地震仪
导航 系统得 到炮 点 位 置 和炮 号 并 用 Ｇ Ｓ时 钟 标定 这 Ｐ 些事 件的 时 刻 ， 这 些 信 息存 储 用 于 以后 数 据 回 收。 将 这 就是平 常所 说 的 Ｇ Ｓ授 时技 术 ＿ ， Ｐ ３ 目前 Ｚ—Ｌ ｎ ］ ａｄ的
外 型尺寸 ： 直径 １ ． ｍ， ２ ７ｃ 高度 １ ． ｍ ５ ３ｅ
３ 节 点数 据 采 集 系 统
Ｆ ｉｉｄ公 司研 发 的独立 节 点地 震 数 据采 集 系统 ａｆ ｌ ｒｅ ｚ系列【 包括 ｚ～ Ｌ ｎ ，Ｚ一７ ０和 Ｚ一３０ 。其 中 ｚ ｊ ａｄ 、 ０ ００
一
７０和 Ｚ一３ ０ ０ ０ ０主要 用于海 上勘探 ， Ｚ—Ｌ ｎ 用 于陆 ａｄ
时间 ， 不用 查排 列 ； 察 系 统 可 以任 意 设计 ， 观 迭加 次 数 可 以任 意抽 取 ， 受 系统 的制 约 ； 据 质量 高 ， 以实 不 数 可 现 超大 道数 真三维 采集 ， 生产 效率 极大 提高 ， 环境 影 对 响极 小 。它是一 个 集 低成 本 、 效 率 和 高数 据 质 量 于 高
壳体材 料 ：高强度 塑料
工作 时问 ：２ｍ 采样 时连续 工作 １ ｓ ５天
３ ３ 数据 回收 系统 ．
计 时精 度 是 ±１０ ， 全 满 足 地 震 仪 的 同步 精 度 。 ０ Ｓ 完
而 Ｇ Ｓ授时技术 的精 度 已经 可 以做 到 ±１ Ｓ 所 以该 Ｐ ， ｐ 系统 的计时精度 还可 以进 一步提 高 。
关 键 词 ：节 点数 据 采 集 系统 ； 集 站 ； 据 回 收 和 充 电 系统 （ Ｃ Ｓ 采 数 ＤＣ） 中 图 法分 类 号 ｉ ６ １４ ３ ３ ． ２ Ｐ 文献标识码 ： Ｂ 。
文章 编 号 ：１０ —１４ ２ １） ｌ ０ １０ ０４９ ３ （０ １Ｏ一 ５ —３ ０
经过大线 、 交叉 线 、 交叉 站 等发 送 到地 震 仪 主 机 ， 机 主
对 数据进 行译 码 （ 编 ） 式 编排 、 磁 带 记 录 。一 套 解 格 上 地 震仪 的大量 的工作 都 在忙 于编码 、 传输 和解码 。节
第 一 作 者 简 介 ：吴 铁 军 ， ，９ ０年 生 ， 男 １７ 物探 高级 工 程 师 ，９ ７年 毕业 于 长 春 科 技 大学 物 探 专 业 ， 在 河 北 煤 田 物 测 队 从 事 地 震 勘 探 工 作 。 邮 编 ： １９ 现
． ，
ＧＳ Ｐ
温 震 爆 源 炸 车 机
捧列
一
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图 １ ｚ—ｌ ｄ观测 系统 设 计 ａ ｎ
３ ２ 野外数 据采集 系统 ．
图３ Ｄ Ｃ Ｃ Ｓ系统
Ｚ—Ｌ ｎ ａ ｄ采集 站 为 单 道／ ， 感 器 电瓶 内置 ， 站 传 连 续采 集方式 。外型如 图 ２所示 ， 其主要 技术参 数如下 ： 分辨率 ： ４位 Ａ Ｄ转换 器 （３＋符号位 ） ２ ／ ２ ；
断适 应市 场变化 、 不断 跟踪 世界 最新技 术 成果 内容 ， 以 制造 出轻便 、 价 、 廉 稳定 、 精度 、 高 大容 量 、 功能齐 全 、 指
２ 观测 系统设 计受 限 ）
设计 观测 系统 时 不 得不 考 虑 系 统 的道 距 ， 法 完 无 成 真三维 采集 。对 环 境 冲击 大 ， 线 系 统施 工 时 要 根 有
０５ ０ ０ ４ ０
石
油
仪
器
２１年 ｏ ０１ ２月
Ｐ Ｔ Ｏ Ｅ Ｍ Ｉ Ｓ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ
点系统最 大的创新 点是 打破 传输 的环节 。由采集 一传
输 一记 录变 为采集 一记录 （ 地 ） 就 。即改集 中记录为 分 散记录 。这样 极大 的简化 了系统 的结 构 同时 使施工更 加快捷 。
外接检波 器 ， 系统在 采集 数 据过 程 中提供 了最 安 静 为 的采集环境 。Ｚ—Ｌ ｎ ａｄ采集 站按野 外 观测 系统设 计摆 放， 如图 １ 所示 ， 每一 个采集站 的位置 都是通过 手持终 端输 人的 。可以连 续 采集 地 震数 据 达 １ 。采 集站 ５天
中有一个 高精 度时钟 为系统 提供计时 。在采集 站摆放 之前 ， 内置 的 时钟 都 要 与 Ｇ Ｓ时 钟进 行 同步 ， 其 Ｐ 当采
电池类型 ： 锂离 子 电池
质 量 ： ． ｇ ２ ０Ｋ
有发 生漂移 。每 一个炮点 的精确 启爆时 间 由一个 特殊 的 设 备 进 行 记 录 ，即 Ｓ Ｆ （ ｔ ｅ ｎ Ｆ ｒ ａｄ Ａ Ｅ Ｓｏ Ａ ｄ ｏｗ ｒ ｒ
Ｅ ｖｏｍ ｎ） Ａ Ｅ从编 码 器得 到 时断信 号 （ Ｂ ， ｎｉｎ ｅｔ。Ｓ Ｆ ｒ Ｔ ）从
炮） 的时 间段很有 限 ； 备 数 量庞 大质 量 沉 重 ， 中交 设 其
２ 全新 理 念 一节 点 数 据 采 集 系统
随 着科技 的进 步 以及 电子 工业 的发展 给我们 开 发 节点 地震 数据 采 集 系 统 提供 了必 要 条 件 。 比如 Ｆａｈ ｌ ｓ
存储 器 ， ／ Ａ Ｄ转换 器 和锂 电池 的性 能 不 断提 高 同 时 价
集站 回收后 ， 还要 对 内置 时钟 进 行复 查 以确 保 时钟 没
图 ２ Ｚ —Ｌ ｎ 采 集 系 统 ａｄ
谐 波失 真 ：＜ ．０ ％ ０ ００５
脉 冲响应 ：幅度 ＜５ ， ％ 相位 ＜±５ 。 检 波器 ： 主频 １ ｚ灵敏 度 ０ ２ ４Ｖ ｃ ／ ｅ ＯＨ ， ．２ ／ ｍ ｓｃ
１ 有 线数 字 地 震 仪 目前 存 在 的 问题
１ 使用维 护成本 高 ）
由于其 固有 的结 构及 相关 技术 的 限制存 在 的问题 有： 采集道 数有 限 ， 系统 结 构 注定 其 带 道 能 力 有 限 ， 实
时采集万 道 已经相 当困难 ； 施工 效率 低 ， 队每 天 花在 小 整理 排 列上 的 时间 占据 大 约 ６ ％ 以上 ， 正 生 产 （ ０ 真 放
格逐 步 降低 ， 得我 们 可 以在 低 成本 的前 提 下 生产 出 使
叉线 ， 大线 ， 小线 等各种 电缆 占据 设 备辎 重 的 ７ ％ ， ０ 耗 费 大量 的人 员和 车辆 ； 的 山地 三 维项 目小 队 人 员 配 有
置严 重超编 ， 每天小 队 的运 作 成 本很 高 ， 购置 、 护成 维 本高 ； 买 一 有 线 系 统 ， 缆 占总 费 用 的 比 例 达 到 购 电
数据 回收系统 包括 主 机 系统 和 充 电 系统两 部 分 ， 因 此 又 叫 作 数 据 回 收 和 充 电 系 统 （ Ｃ Ｓ— Ｄ ｔ ＤＣ ａ ａ
Ｃ ｌ ｃｉ ｎ ｈ ｒｉ ｙｔ ， 图 ３ ｏ ｅｔ ｎａｄＣ ａｇ ｇＳｓ ｍ）如 ｌ ｏ ｎ ｅ 所示 。主机包 一
越 多。 目前有 线仪 器 的性 能 已 经发 挥 到 了极 限 ， 线 地 震 仪 的 结 构 已经 成 为 阻碍 地 震 仪 进 一 步 发展 的瓶 颈 ， 须 有 新 的 有 必 技 术 取 而 代之 才 能使 地 震 仪 技 术 继 续 向 前 发展 。 文 章 以 Ｆ ｉｉ ｄ公 司研 发 的 独 立 节 点 地 震 数 据 采 集 系统 Ｚ—Ｌｎ ａｒｅ ｆｌ ａｄ为 代 表， 阐述 了节 点 数 据 采 集 系统 的 工 作 原 理 及 其 优 缺 点 。
采样 率 ：１ ２ ４ｉ ； 、 、 ｓ ｎ
前放增 益 ： ２ｄ ２ Ｂ ３ Ｂ、８ｄ ｌ Ｂ、４ｄ 、６ｄ ４ Ｂ任选 ；
低切 滤波器 ： ６ ｚ６ｄ ／ ｃ ０～ ０Ｈ ， Ｂ Ｏ ｔ
增益精 度 ：＜０ １ ％ ．５
噪音 ：＜１５ｐ ＠１ Ｂ ． Ｖ ２ｄ
＜ ０． Ｖ ＠ ２ Ｂ ４ｕ ４ｄ ＜ ０． ６ ｐ ＠ ３ Ｂ １ Ｖ ６ｄ ＜ ０． ３ ｕ ＠ ４ Ｂ １ Ｖ ８ｄ
０ 引 言
随着三维 勘探 的普及 ， 勘探 精 度要求 越来 越 高 ， 对 地 下地 质构造 做更 精细 的描 述 ， 复 杂 地 质构 造 和勘 对 探 目的层 有更 清楚 的认识 。这 就要 求数 字地震 仪 的采 集精度越 来越 高 ， 收道数 越来 越 多 ， 道能力 逐 年提 接 带 高。地震仪 器 的发展 目标 就 是不 断满 足 用 户需 求 费 用 昂 贵 ， 统 在 使 用 一 段 时 间 系 后 施工效 率急 剧下 降 。
可靠 、 耐用 的节 点数 据 采集 系统 。我们 知 道 有线 系统 的采集 方式 是 ＿ ： 波器 接 收 的地 震 信 号 送 到采 集 站 １检 Ｊ
进行模 数转 换 ， 集 站将 数 字 化 的数 据 进 行 打包 编 码 采
石
油
仪
器
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２１年 ０１
・
第２ ５卷
第 １ 期
Ｐ Ｔ Ｅ ＲＯＬ Ｍ ＮＳ ＲＵＭＥ Ｔ ＥＵ Ｉ Ｔ Ｎ Ｓ
仪器 设备 ・
节点 数 据 采 集 系统 数 字 地 震仪
吴 铁 军
（ 北 煤 田物 测 队 河 河北 邢 台）
摘
要 ：随着三维勘探 的普及 ， 勘探精度要求越 来越 高， 对数字地震 仪的采 集精度提 出更 高的要求 ， 收道数 也越 来 接
标优 越 的仪 器 为特征 ， 以追求 通用 、 活 、 灵 高度智 能化 、 检波 与采集 一体化 为 方 向 ， 而 获得 高质 量 的 地 震数 从
据资 料 。
限， 即便造 出一套 超 大道数 地震 仪 ， 外施工 时建 立排 野 列都 成问题 ， 根本 谈 不 上 正 常 的放 炮 生产 了 。在 当前 的情 况下 有线地 震仪 的结构 已经成 为 阻碍地 震仪进 一 步发展 的瓶 颈 ， 须有 新 的 技 术取 而 代 之 才 能使 地 震 必 仪技术 继续 向前 发展 。