肖明——VE464震源控制系统在ISSN施工中的应用
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2023年3月第38卷第2期西安石油大学学报(自然科学版)JournalofXi’anShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Mar.2023Vol.38No.2收稿日期:2022 10 31基金项目:陕西省重点研发计划项目(2023-YBGY-316)第一作者:张益(1979 ),男,博士,教授,研究方向:油气藏渗流理论与数值模拟技术、油气田开发理论与方法。
E mail:zhy@xsyu.edu.cnDOI:10.3969/j.issn.1673 064X.2023.02.004中图分类号:TE19文章编号:1673 064X(2023)02 0025 10文献标识码:A地震拓频技术在涠洲6 12油气田薄储层刻画中的应用张益1,魏峰2,查玉强3,袁丙龙3,隋波3,张宇航4(1.西安石油大学石油工程学院,陕西西安710065;2.中海石油(中国)有限公司湛江分公司开发事业部,广东湛江524000;3.中海石油(中国)有限公司海南分公司勘探开发研究院,海南海口570100;4.西安石油大学地球科学与工程学院,陕西西安710065)摘要:涠洲6 12油田涠二段储层含油层系多,单砂体厚度变化大,受地震资料品质限制,常规地震储层预测技术难以识别该区薄砂岩储层。
基于储层空间的相变特征和测井响应特征,优选谱蓝化技术进行地震资料的拓频处理,拓展该区地震资料频带范围,进而通过波形指示反演技术对同类样本井进行多尺度分析,对高频信息采用波形指示进行插值,使高频部分逐步确定。
通过拓频技术的使用,将地震频带从原始数据的12~65Hz扩展到5~70Hz。
对地震频带限制的突破,实现了对横向岩性变化点和尖灭点的精确刻画,实现了对大于4m的薄层砂岩的有效刻画。
通过岩性和阻抗分布的空间约束,清晰刻画了砂体空间变化。
盲井检验结果表明,该方法预测砂体吻合度高达85%。
为涠洲油田薄互层砂岩储层勘探开发提供技术支撑。
d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2023.05.028复杂管线环境下顶管法施工在智慧城市建设中的应用肖 敏(亳州市重点工程建设管理服务中心,亳州236800)摘 要: 顶管法可以精准地控制顶管设备的位置和方向,避免对周围环境和管线的损坏,提高了施工的精度和可控性,在智慧城市建设中具有十分重要的作用㊂该文以汤逊湖污水处理厂尾水排江工程为研究背景,在分析施工场区地质条件的基础上,对顶管设备进行选型,并对顶管顶进力㊁中继间㊁管道抗浮稳定性进行设计计算,研究顶管法的施工工艺㊂关键词: 顶管法施工; 智慧城市建设; 施工技术; 顶进力计算A p p l i c a t i o no fP i p e J a c k i n g M e t h o d i nC o m p l e xP i p e l i n e E n v i r o n m e n t i nS m a r tC i t y Co n s t r u c t i o n X I A OM i n(B o z h o uK e y E n g i n e e r i n g C o n s t r u c t i o n M a n a ge m e n t S e r v i c eC e n t e r ,B o z h o u236800,C h i n a )A b s t r a c t : T h e p i p e j a c k i n g m e t h o d c a n a c c u r a t e l y c o n t r o l t h e p o s i t i o n a n d d i r e c t i o n of t h e p i p e j a c k i ng e q u i p m e n t ,a -v o i dd a m a g e t o t h e s u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n t a n d p i p e l i n e s ,i m p r o v e t h e a c c u r a c y a n d c o n t r o l l a b i l i t y of c o n s t r u c t i o n ,a n d p l a y a v e r y i m p o r t a n t r o l e i n t h e c o n s t r u c t i o no f s m a r t c i t i e s .T h i s a r t i c l e t a k e s t h e t a i lw a t e r d i s c h a rg e p r o j e c t o fT a n -g x u nL a k e S e w a g eT r e a t m e n t P l a n t a s th e r e s e a r c hb a c k g r o u n d .B a s e d o n t h e a n a l y si s o f t h e g e o l o gi c a l c o n d i t i o n s o f t h e c o n s t r u c t i o n s i t e ,t h e s e l e c t i o no f p i p e j a c k i n g e q u i p m e n t i s c a r r i e do u t ,a n d t h e j a c k i n g f o r c e ,i n t e r m e d i a t e j a c k i n g s t a -t i o n ,a n d p i p e l i n e a n t i f l o a t i n g s t a b i l i t y a r e d e s i g n e d a n d c a l c u l a t e d .T h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s o f t h e p i p e j a c k i n g me t h o d i s s t u d i e d .K e y w o r d s : p i p e j a c k i n g m e t h o d ; s m a r t c i t y c o n s t r u c t i o n ; c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y ; c a l c u l a t i o n o f j a c k i n g f o r c e 收稿日期:2023-09-05.作者简介:肖 敏(1990-),工程师.E -m a i l :764025293@q q.c o m 随着城市化进程的快速发展,智慧城市建设在地下综合管廊建设㊁地下管线改造㊁城市供水管网建设㊁城市燃气管道建设等方面得到了快速发展,城市地下空间的管线网络越来越复杂,传统的开挖施工方式往往需要大面积的地面掘进,给城市交通和居民生活带来极大的不便和干扰[1]㊂顶管法作为一种非开挖施工技术,可以最大限度地减少对地表和现有管道的破坏,大大减少了对交通和环境的影响,可以实现地下管道的快速建设和优化,提高施工效率和安全性,提高管网设施的可持续发展水平[2-5]㊂因此,研究顶管法施工在智慧城市建设中的应用对于推动城市管网设施的建设和升级具有重要意义㊂1 工程概况汤逊湖污水处理厂尾水排江工程为智慧城市水网工程建设的重要内容,主要为削减污水处理厂尾水入湖污染,新建尾水排江管道将尾水从污水处理厂排至东港,再转至巡司河后入江㊂工程范围起点为汤逊湖污水处理厂,途经滨湖路㊁武大园路㊁华师园北路㊁华师园一路㊁华师园路㊁汤逊湖,止点为东港,起止桩号为K 0+144.21~K 11+047.73,全长约10.8k m ㊂线路主要分为陆地段和穿湖段,全线管道施工以顶管方式为主㊂陆地段含少量明挖段,陆地段采用双排D N 1240ˑ20mm 焊接钢管顶进,总长约7.06k m ;穿湖段采用D 4000钢筋混凝土管顶进,总长约3.77k m ㊂全线共43座竖井均采用沉井法施工㊂陆地段竖井编号W 1611建材世界 2023年 第44卷 第5期(W2合并:K0+148.6)~1#(K6+514.172)㊁4#(K10+287.99)~W45(K11+047.73),井深约5.8~16.6m,管埋深大约7~11m;穿湖段竖井编号1#(K6+514.172)~4#(K10+287.99),井深约19.6~25.2m,顶管埋深9.2~17.2m㊂项目主要包括顶管施工㊁沉井施工㊁电气及自控设备安装,主要工程量如表1所示㊂表1顶管施工主要工程量工程类型名称规格单位数量备注沉井施工工作井10mˑ6m座16工作井Φ8m座8接收井14mˑ6m座12接收井Φ6m座9工作井Φ13m座3工作井Φ8m座1陆地段穿湖段顶管施工焊接钢管D1240mmˑ2mm m14196双排㊁顶管实施钢承口式钢筋混凝土管D4000m3774顶管实施P E管D1400m7548双排中继间个40防护工程素混凝土咬合桩Φ1.2m根142单根桩长17~25.6m 双向水泥搅拌桩Φ0.6m m5480拉森钢板桩单根长12m m44延米2场区工程地质条件工程场区内由上而下主要由7个单元层构成:第一单元层为人工填土(含现状道路及路基)及湖积淤泥层;第二单元层为一般黏性土㊁淤泥质土层;第三单元层为老黏性土㊁老黏性土夹碎石以及黏质砂㊁砾卵石层;第四单元层为红黏土及红黏土夹碎石;第五单元层为泥质粉砂岩㊁角砾岩;第六单元层为灰岩;第七单元层为炭质泥岩㊁灰岩等㊂3顶管机械设备的选型穿湖段采用D4000mm钢筋混凝土顶管,顶管内径4.0m㊁外径4.8m,共分3段顶进,顶进长度分别为725m㊁1540m㊁1509m,设工作井㊁接收井共4座,1#㊁3#㊁4#为始发竖井,平面净尺寸为Φ13m,2#接收竖井平面净尺寸为Φ8m㊂1#(K6+514.172)~2#(K7+238.547)井段:顶管穿越地层上软下硬,管道上部主要分布有粉质黏土夹粉土㊁黏质中细砂,底部主要为强风化㊁中风化泥岩㊂3#(K8+778.663)~2#(K7+238.547)井段:顶管穿越地层3#(K8+778.663)~K8+320主要有黏土㊁粉质黏土㊁粉质黏土夹粉土,在K8+320为软硬交界处;在K8+320~2#(K7+238.547)上软下硬,管道上部主要分布有黏土㊁粉质黏土㊁粉质黏土夹粉土,底部主要为强风化泥质粉砂岩㊂部分段穿越黏质中细砂㊁砾卵石层㊂3#(K8+778.663)~4#(K10+287.99)井段:顶管穿越地层黏土㊁粉质黏土㊁淤泥质粉质黏土㊂根据顶管机穿越不同地层对刀盘进行合理选型,穿越黏土层顶管机正面刀盘主要布置刮刀;对于穿越岩层地段顶管机正面刀盘合理布置滚刀㊁刮刀等刀具,刮刀进行切削岩层,能够满足在岩层中掘进需求[6]㊂根据相关资料查阅,该工程顶管段埋深在7~16m范围变化,湖泊规划控制常水位17.65m,对顶管施工存在较大影响㊂根据各顶管段所穿越土层的情况㊁汤逊湖水位以及‘给水排水工程顶管技术规程“(C E C S246),并结合安全㊁进度㊁经济等因素综合考虑,选用泥水平衡施工工艺[7]㊂陆地段长约7.1k m,布置双排2-D N1240压力管,材质为焊接钢管,管道净间距1.2m㊂压力管埋深大约7~11m变化,根据相关资料查阅,大部分属于淤泥质粉质黏土㊁粉质黏土㊁黏土㊁黏土夹碎石等地层,地711建材世界2023年第44卷第5期下常水位较高,对顶管施工存在影响㊂根据各顶管段所穿越土层的情况㊁地下水位以及‘给水排水工程顶管技术规程“(C E C S 246),并结合安全㊁进度㊁经济等因素综合考虑,选用泥水平衡施工工艺㊂4 顶管法设计计算与施工技术4.1 顶管法设计计算为了保证顶管的顺利进行,需对顶管顶进力㊁中继间㊁管道抗浮稳定性等进行计算,其中顶管顶进力的计算最为复杂,其主要的计算流程如图1所示[8]㊂D N 4000钢筋混凝土顶管,管道最浅埋深为8m ,总推力计算方法如式(1)所示㊂F =F 1+F 2(1)式中,F 为总推力,k N ;F 1为迎面阻力,k N ;F 2为顶进阻力,k N ㊂其中F 1=π/4ˑD 2ˑ(P +20)(2)P =K 0ˑγˑH 0(3)F 2=πD ˑf ˑL (4)式中,D 为管外径,取4.8m ;P 为控制土压力,k P a ;K 0为静止土压力系数,取0.65;H 0为地面至顶管机中心的厚度,取最小值10.5m ;γ为土的湿重量,取1.8t /m 3;L 为最长顶距,穿越土层取值725m ㊁1540m ㊁1509m ;D N 4000顶管穿越土层为黏土,f 值可直接取20.0k N /m 2和10k N /m 2㊂由此可得迎面阻力和顶进阻力为P =0.65ˑ1.8ˑ10.5=12.285t /m 2(5)F 1=3.14/4ˑ4.8ˑ4.8ˑ(12.285+20)=583.919t (6)F 2=3.14ˑ4.8ˑ20ˑ725=218544k N =21854.4t(7)F 2=3.14ˑ4.8ˑ10ˑ1540=232108.8k N =23210.88t(8)F 2=3.14ˑ4.8ˑ10ˑ1509=227436.48k N =22743.648t(9)811建材世界 2023年 第44卷 第5期取泥水平衡顶管施工段最大的顶进阻力进行验算得知,总推力F 分别为22438.32t ㊁23794.80t㊁23327.57t㊂管材允许顶力计算可按式(10)进行计算[9]㊂F d c =0.5ϕ1ϕ2ϕ3γQ d ϕ5f cA p (10)式中,F d c 为混凝土管允许顶力,N ;ϕ1为混凝土材料受压强度折减系数,可取0.90;ϕ2为偏心受压强度提高系数,可取1.05;ϕ3为材料脆性系数,可取0.85;ϕ5为混凝土强度标准调整系数,可取0.79;f c 为混凝土受压强度设计值,N /mm 2;A p 为管道的最小有效传力面积,mm 2;γQ d 为顶力分项系数,可取1.3㊂D N 4000钢筋混凝土管f =23.1M P a ,A p =5.5264m 2㊂经计算,混凝土管道允许顶力设计值为49923.5k N>F =23794.80t ,管道结构满足受力要求㊂由此得知:顶管总推力F =22438.32t >N =20000t ㊁F =23794.80t >N =20000t ㊁F =23327.57t >N =20000t ,不满足顶管机顶升力要求㊂根据‘G B50268 2008给水排水管道工程施工及验收规范“,需设置中继间㊂中继间设计允许顶力按24000k N 估算,顶进长度最长为1540m (D N 4000),据‘给水排水工程顶管技术规程“C E C S 246 2008相关公式,计算中继间个数如式(11)所示㊂n =πD f k L +()500.7f0-1=3.14ˑ4.8ˑ101540+()500.7ˑ24000-1=13.3=14(11) 同理,可求得顶进长度最长为725m (D N 4000)㊁1509m (D N 4000)的中继间个数均为13个,由此可知,整个顶管段共需设置13ˑ2+14=40个中继间㊂管道抗浮稳定性计算时,管顶竖向压力计算如式(12)所示㊂p =γH 1-γs a t H 2-γw H w =10.5ˑ20-20.5ˑ0-10ˑ10.5=105k N /m 3(12) 顶管管节自重为G =γˑπˑD 0ˑt =143.69k N /m ,满足抗浮要求㊂4.2 顶管法施工技术泥水平衡顶管机顶进系统主要由主千斤顶㊁主顶油泵㊁顶铁㊁掘进机头㊁进排泥系统㊁泥水分离装置以及微机操作室等设备组成㊂顶管施工时,在主顶千斤顶推动管道向前进㊂推进过程中通过顶管机的刀盘切削土体,切削下来的土体挤压在泥土仓内,通过刀盘的转动搅拌均匀进入泥水仓与进浆管送入的泥浆搅拌成浓的泥浆,再通过排浆管道将浓泥浆排出机头㊂泥水平衡顶管施工工艺流程如图2所示㊂在开始顶进前,确保洞口止水圈已正确安装㊁导轨安装就位且偏差符合要求,全部设备经过检查并试运911建材世界 2023年 第44卷 第5期转㊂因顶管工作井㊁接收井四周大部分为素填土㊁淤泥质粉质黏土,且存在地下水,需对顶管进出洞口外围土体进行加固处理㊂进出洞口采用三轴搅拌桩加固土体,洞身上部加固至管节结构外3m ,下部为结构外3m ,左右两侧为结构外2m ㊂同时竖井外一周采用直径1m ㊁间距75c m 咬合素混凝土桩进行止水帷幕㊂管道初始顶进应控制推进速度,宜控制在10~20mm /m i n;正常顶进时,顶进速度宜控制在20~30mm /m i n ㊂双排D N 1200管道采用平行前后同步顶进施工,双排顶管施工必须控制合理的纵向间距,减少双管相互干扰,考虑前后管错位在30m 左右,在顶管掘进机后接入第一节管道时,顶管机尾部至少有20~30c m 处于导轨上㊂工作井的洞口应设置止水圈和封门板;严格控制工具管出洞10m 范围内管道轨迹的偏差不大于30mm ㊂穿湖段长度3.77k m ,采用D 4000mm 套管,套管内套压力管采用给水用聚乙烯(P E )管D 1400mm ,用熔接方法连接㊂此段在施工过程中,每节P E 管在D 4000mm 外套管内拖拉安装的最大长度不应超过250m ㊂P E管采用拖拉的方式进行安装,如图3所示㊂施工结果表明,采用顶管施工工艺取得了良好的经济效果,确保了全长10.8k m 顶管段的顺利贯通,节约工期34d ,节约造价约5000万元㊂对顶管顶进过程中地表沉降进行现场监测,获得最大沉降值为5c m ,各监测数据无异常,监测点无报警情况㊂5 结 语在智慧城市建设中,顶管法作为一种先进的施工技术,能够有效解决城市地下管线繁多㊁交叉㊁密集的施工问题,为智慧城市的建设提供了可行性和可靠性的解决方案㊂利用先进的定位和导向技术,顶管法可以精准地控制顶管设备的位置和方向,避免对周围环境和管线的损坏,提高了施工的精度和可控性㊂通过顶管法在汤逊湖污水处理厂尾水排江工程中的应用研究,进一步推动顶管法施工技术的创新和发展,可以为智慧城市的建设提供更加可靠㊁高效的解决方案,实现城市基础设施的优化和升级㊂相信随着智慧城市建设的不断推进,顶管法施工将在未来的城市发展中扮演越来越重要的角色,为人们创造更加美好的生活环境㊂参考文献[1] 成 果.复杂环境下钢顶管中继间上浮处理方案[J ].给水排水,2019,45(11):116-118.[2] 仲金荣,叶 亮.复杂地质条件和市政环境下顶管施工技术[J ].云南建筑,2020(2):128-131.[3] 林永江,屈新龙.非开挖微型顶管法在污水管道施工中的应用[J ].施工技术,2018(s 4):1528-1530.[4] 周 青,杨 华,周 敏,等.复杂环境下大口径市政排水管道的设计和施工[J ].中国给水排水,2012,28(20):73-77.[5] 胡锋妹.市政给排水施工中长距离顶管施工技术的研究与应用[D ].杭州:浙江工业大学,2019.[6] 任士房,刘争平,熊自英,等.声电效应在隧道地震波场物理模拟实验中的应用[J ].地球物理学进展,2012,27(5):2240-2247.[7] 朱 剑,李振勇,张 泷.复杂环境下大断面矩形顶管法施工过程地表沉降规律及控制措施研究[J ].岩土工程技术,2017,31(1):49-54.[8] 许建文.基于复杂环境管线迁改项目的顶管法施工技术研究[D ].淮南:安徽理工大学,2019.[9] 曹淑学,吴发展.复杂周边环境下顶管接收施工技术[J ].建筑技术,2022,53(2):227-229.21建材世界 2023年 第44卷 第5期。
VSC系统配置VE464箱体时的参数设置
王光德;刘志刚;马铁荣;宋云龙;陆鹏
【期刊名称】《物探装备》
【年(卷),期】2022(32)4
【摘要】VSC震源导航系统从2016年开始投入生产应用,现在已经在东方地球物理公司国内外震源导航施工中占据了主导地位,由于该系统在初期主要是适配VibPro电控箱体开发的,因此它与VibPro箱体系统的兼容性很强,而VibPro和VE464系统在功能特点上有一些区别,因此VSC在配置VE464时有一些特殊的参数设置需要注意,这些参数设置主要包括NEMA数据的定义、天线高的设置、VE464炮点桩号系统对导航的影响、匹配串口的设置。
这些参数设置需要清晰明确,否则会出现质控风险,作者根据多年实践经验对这些做了一些总结,提出来与大家共享。
【总页数】4页(P277-280)
【作者】王光德;刘志刚;马铁荣;宋云龙;陆鹏
【作者单位】东方地球物理公司装备服务处震源服务中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.一种解决VE464电控箱体代码错误的方法
2.VE464箱体实现震源无桩号施工需要注意的几个问题
3.VE464电控箱体的通讯技术与可控震源高效采集方法应用
4.可控震源VE464箱体网络设备的改造
5.VE464箱体手动激发技术及应用
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2020年4月物探装备第30卷第2期·探讨与交流·VE464控制系统与电磁震源的配接及应用赵伟超*1张平1李伟利1米振庆2(1.东方地球物理公司装备服务处震源服务中心,2.东方地球物理公司国际勘探事业部,河北涿州072750)赵伟超,张平.VE464控制系统与电磁震源的配接及应用.物探装备,2020,30(2):106-107,111摘要在使用电磁震源进行浅层地质勘探时,为了实现428XL仪器的同步触发记录和交替扫描,需要解决电子控制系统与电磁震源的配接问题。
本文以VE464控制系统为例,介绍了VE464控制系统与电磁震源的配接,428XL仪器与电磁震源同步触发记录原理和应用方法。
关键词电磁震源464电制箱体428仪器同步触发记录Zhao Weichao and Zhang Ping.Connection and application of VE464 control system with electromagnetic vibroseis.EGP,2020,30(2):106-107,111Abstract In the shallow geological exploration using electromagnetic vibroseis, in order to realize the synchronous trigger recording and alternate scanning of the 428XL instrument, it is necessary to solve the connection problem between the electronic control system and the electromagnetic vibroseis. This article takes the VE464 control system as an example to introduce its connection to the electromagnetic vibroseis, and the principle and application of the 428XL instrument to synchronize trigger recording with electromagnetic vibroseis.Key words electromagnetic vibroseis,VE464,428XL,synchronous trigger record0 引言电磁驱动高频震源是一种应用于高分辨率浅层地震勘探和工程地震勘探领域的新型激发源。
VE464震源控制系统在ISSN施工中的应用肖明*1杨伟1王光德1杨三九2(东方地球物理公司装备服务处:1.震源服务中心,河北涿州 072751;2.仪器服务中心)摘要伊拉克鲁迈拉三维地震勘探项目是东方公司在海外第一个采用ISSN+DSS无线节点技术、无桩号测量、连续记录方式施工的项目,平均日效达到5283.6炮。
该项目中可控震源应用了VE464控制系统及多个辅助设备,相比常规可控震源施工方式存在许多不同之处。
本文就VE464震源控制系统应用在ISSN 施工中的技术难点做出了详细的阐述。
【关键词】ISSN施工 VE464控制系统ABSTRACTRumaila three-dimensional seismic exploration projects in Iraq was Oriental overseas first ISSN + DSS technology, wireless nodes without pile measurement, continuous recording mode of construction project, the average daily efficiency reaches 5283.6. Vibrator used in this project the VE464 and multiple auxiliary equipment control system, compared with the conventional vibroseis construction there are many different ways. VE464 source control system used in the ISSN are presented in this paper has made a detailed in this paper, the technical difficulties in construction【KEY WORDS】 ISSN construction VE464 control system0 概述ISSN施工中可控震源采用多组单台独立激发,根据实际情况分配不同区域,各震源间扫描信号根据要求可以一致或者不同。
震源工作在自主模式下,由震源操作手自己控制震源到点激发。
当排列开始记录时,各震源在自己指定的工作区域自由工作,不需等待仪器和其它震源,而是按照最合理的施工顺序,自主导航到每一个炮点完成指定信号的扫描,但是由于地震数据分离、处理和质量控制需要,每台震源的参考、地面力、平板加速度、重锤加速度等信号都要记录下来,同时各震源记录每次扫描的坐标和GPS 时间,也就是说可控震源每一次扫描都打上了时间和位置标识。
只要仪器操作员没有通知停炮或者震源发生故障这个过程可一直持续下去,直到所有任务完成。
施工完成后需要上交成果数据(参考、地面力、平板加速度、重锤加速度等信号)坐标时间、质量控制数据。
正是这些不同常规的施工方式,给震源控制系统提出新的要求,需要能够记录每次扫描的时间、地点、扫描信号,同时要完成质量控制、施工控制、成果数据的管理。
本文就伊拉克一个项目来谈谈VE464震源控制系统是怎样满足这些要求,以及使用中不足。
1 扫描参数的固化不同于常规施工,震源操作手本地启动震源进行扫描是ISSN 施工的一个特殊要求,而扫描参数是根据地震勘探需求设定的,一般来说在一个工区所有震源采用相同的扫描参数,如何保证VE464电控箱体的扫描参数唯一性和稳定性是其中一个比较重要的问题。
VE464电控箱体处于本地模式(即箱体面板的“local ”按键灯亮)时,当平板落地后按下“READY ”按钮,可控震源将按照电控箱体设定的扫描参数进行扫描,见图1。
此时,VE464电控箱体系统规定首先采用 “Table ”扫描库里面的第一个扫描参数,如下图2所示:图2 VE464电控箱体扫描参数设置如果在“Table ”扫描库里没有任何扫描参数,箱体就会采用厂家预设的扫描参数进行扫描,这个扫描参数的设置没有对用户开放,因此无法进行更改。
震源施工时只能通过改变“Table ”扫描库里的第一个扫描参数来固化操作手在“local ”状态下激发的缺省扫描参数。
目前来说,更改“Table ”扫描库里的扫描参数有两种方法:图1 DSD 控制面板实物图1.由428XL服务器通过有线和无线方式给VE464箱体传输扫描参数。
通过服务器给VE464传输参数分为两个步骤:(1)在428XL服务器里面的BASIC TYPE SETUP窗口里面进行基本扫描类型的设置,见图3。
图3 428XL参数设置窗口通过这个界面,可以进行线形、对数、随机、脉冲和分段扫描等常用扫描类型的定义和排序。
(2)通过“Set DSD”指令把在428XL上定义的扫描库传输到各个震源电控箱体(下文简称DSD)。
事实上,该命令还同时定义了多台震源组合图形(如果多台震源按一定排列组合施工的话)。
在常规施工中,VE464电控箱体需要置于“Remote”状态,通过仪器的“Fire Order”信号启动同步扫描和采集,而可控震源采用的扫描参数就是通过上述方法保存到“Table”表里。
这种方式的优点是可以通过电台一次性对所有可控震源进行参数的设置和调取,但服务器软件是付费的,需要购买软件的LICENSE。
2.通过“STANDALONE”模式,修改“Table”表里的参数。
“STANDALONE”模式是SERCEL公司针对VE464电控箱体开发的新功能,该功能的出发点是摆脱VE464电控箱体只能与SERCEL428仪器联机进行地震数据采集的局限,拓展到可以与目前主流的地震数据采集仪器、VSP测井仪器联机或独立工作站控制。
在实际应用中,具体谈到“STANDALONE”模式,可以理解为包含两个意思:(1)箱体安装的软件版本是VE464普通版本,但通过选择可以切换到“STANDALONE”模式,如图4所示:图4 “STANDALONE”模式的切换箱体模式切换到“STANDALONE”就自动增加了“Table”表定义选项功能,通过该功能可以在VLI界面下(一种对DSD进行参数设置的软件),手动定义线形、对数、随机、脉冲等扫描参数并保存到“Table”表里的任意表序。
(2)给VE464电控箱体安装“STANDALONE”版本软件,同时需要配备安装有“STANDALONE DPG”服务器软件的笔记本工作站,通过工作站与DPG相连,控制电台来进行DSD扫描参数的定义。
这种方式的优势是全套STANDALONE”版本软件是免费的,同时也可以统一对可控震源的控制参数进行遥控装载和电控箱体产生数据的调取,但缺点是安装现有版本STANDALONE软件的DSD状态不稳定,主要出现两种问题,在PATCH3下安装的DSD软件,在开机时经常出现"ERRONEOUS V ALUE IN PROGRESS",不得不经常重新启动;在PATCH4下安装的DSD软件,又会经常出现丢失安装标定数据的现象。
这就导致安装有STANDALONE软件版本的DSD不能正常投入生产。
对此问题与厂家的进行了反馈和沟通,有待厂家开发出新的补丁解决。
这里需要提到的一点是上述两种方式在实验初期都出现过“TABLE”里面扫描参数丢失的现象。
但连续固化3次以上参数再也没有丢失过,这也是待厂家注意并需要解决的问题。
震源激发时间的记录由于ISSN施工各震源采用独立激发,因此需要将各震源激发时间记录下来以备后续地震资料处理使用。
因此,VE464电控箱体的GPS 授时和内部时钟需要重点关注。
VE464GPS授时示意图见下图5:图5 VE464箱体DSD 授时示意图DSD 内部时钟晶振频率500MHz,时间精度< 1 micro sec ,时间稳定度 +/- 1ppm ,根据设计要求产生扫描信号,扫描时间最长64s 。
DSD 同GPS 授时的通讯协议是9600,none, 8, 1 (9600 bits/s, no parity, 8 bits, 1 stop bit)。
需要提供$GPGGA (位置和时间信息) 和 $GPZDA (日期信息)。
DSD 需要对每次扫打上时间戳,为了保证每次扫描开始时间标识的准确性,DSD 授时校准周期不能太长。
DSD 在开始扫描产生一个TIME BREAK 信号,简称TB,见图6。
给TB 信号上升沿打上时间戳也是DSD 表示扫描开始时间的一种方法。
扫描结束后DSD 会储存两个文件 Extended QC file 和Signal Local archive files 。
在这两个文件中都会记录TB 信号产生准确时间(使用UTC 时间)。
TB 时间精度为10µs ,时间格式为yy/mm/ddhh:mm:ss:mmm (% TB : 09/09/17 14:42:51:688)。
为了保证各种采样率采集到完整的信号,避免半个样点的采集,DSD 的TB 时间为是4000µs 整倍数(4mS 是DSD 记录信号的最低采样率)。
所以DSD 时间标识虽然只显示到毫秒,但实际精度达到了1微秒。
TB 信号上升沿的稳定性是我们需要关注的一个指标。
图6 DSD TB 信号图PPS (秒脉冲)信号被用来保证震源启动扫描的同步性,在VE464电控箱体中必须使用PPS 信号作为DSD 的时基标准。
DSD 工作超出20分钟后会自动报警。
为了保证DSD 正常工作,外置GPS 设备必须向VE464提供满足以下条件的PPS 信号:PPS 信号最小脉冲长度: 0.5us ;脉冲振幅: 0V 到3.3V , 最大输出 5.5V ;脉冲极性:正。
2 震源激发坐标的记录ISSN 施工采取无桩号施工,震源自主导航到理论炮点,激发坐标由RTK 提供,省略了测量组炮点野外放样。
DSD 在扫描期间接收GPS 信号,利用接收到的多个数据综合计算记录扫描期间的坐标。
具体信息含义见下表1:表1 DSD记录的GPS信息含义对于其中里面的GPS信息,除了GGA数据是必须记录的,Extended QC file还可以另外记录5条其它类型的GPS信息。
3 ISSN施工中震源的质量控制在常规施工中,428XL客户端屏幕通过每次可控震源扫描结束后传回的QC数据来进行可控震源QC的实时监控和事后分析。
其中实时数据的监控是通过使能“Graphical Normal Acquisition View”和“Numerical Normal Acquisition View”选项,通过该选项就可以通过震动性能指标的图形方式、数值方式和近50次扫描的统计比方式来实时监控可控震源的震动性能,在采集窗口也可以对可控震源COG的状态信息实时查看;同时,通过回收的可控震源QC数据,428XL服务器也会产生每一炮的VPS、V APS、COG等文件用于事后监控。