使用DSD自主模式实现FSSS可控震源高效采集技术
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低频可控震源激发信号特征及高精度动态监测应用
低频可控震源激发信号特征及高精度动态监测应用作者：王力伟李丽杨微王宝善黄柳芳来源：《地震研究》2021年第04期摘要：通過实验测试了国产KZ28LF低频可控震源在线性升频、伪随机编码和单频3种激发模式下的信号特征及在地下介质高精度动态监测中的应用效果。
结果表明：①线性升频和伪随机编码激发模式可稳定激发1.5～12Hz的低频信号，近场信号互相关系数大于0.95的分别占81%和63%，信号能量在9～12Hz较强、在1.5～9Hz较弱，低频外传能量较弱，而单频激发时高次谐波能量较强，信号重复性较差。
②相干法和反褶积法均能压缩震源子波，恢复介质真实响应，相干法的结果重复性和信噪比最高，反褶积法保幅和保相效果最好。
③叠加后探测距离可达20km，波速变化探测精度达10-。
关键词：低频可控震源;聚类分析;反褶积;加权相位叠加;波速变化;高精度动态监测中图分类号：P315.3文献标识码：A文章编号：1000-0666（2021）04-0622-130引言利用地震波高精度动态监测地下介质物理性质及其变化是人们认识地球物理过程的重要手段。
实现地下一定目标深度的高精度动态监测，需要能稳定激发、高度重复、宽频带、高信噪比和高时间服务精度信号的地震震源。
天然震源如背景噪声和重复地震已广泛应用于与火山喷发（Bren—guier et al，2014）、断裂带破坏和愈合（Peng， -Zion，2006;Chaves et al，2020）、流体运移（Niu et al，2003）、大地震（Liu et al，2014;Li et al， 2017）和地壳介质受外力加卸载（Hillers et al，2015;Mao et，2019）等相关波速变化研究中。
但背景噪声易受噪声源变化及其能量分布影响（Zhan et al，2013），重复地震会受到定位精度和时空分布限制（Liet al，2017）。
与天然震源相比，人工震源激发位置、深度和激发时间都精确已知，且可与流动台阵组成高质量观测系统，是地下介质高精度动态监测的首选震源（Chen et al，2017）。
《可控震源技术》PPT课件
a） 充零：整个窗口或窗口的一部分数据样点值充零
－充零区的前后数据要作过渡处理，避免幅度突变。
－门槛值并非一成不变，初始门槛值设定好以后，后续 窗口的门槛值根据前一窗口最大样点值进行自动修改。
b）削顶：超过门槛值的数据样点值用门槛值代替，门 槛值的初始设定和随后的自动更新与充零方式相同。
精选PPT
21
电台进行发/收转换；DSD收到DPG同步码后产生本机扫描，扫描结
束，电台转换为发射状态，发送精状选P态PT 。
13
可控震源施工参数
一、 扫描信号类型
1.线性：扫描信号频率变化的速率在扫描期间恒定不变。
● 最常用的类型，一般用升频。
● 在振动过程中对系统的约束要求少。
● 激发能量在整个频带内均匀分布。
3. 双源交替扫描
两组震源交替施工，一组震源扫描结束后，另一组震源
接着扫描，提高施工效率。精选PPT
29
4. 滑动扫描
多组震源（最多四组）采用不同的扫描信号，间隔一定 的时间（大于监听时间）连续振动。多组振动数据是连续 记录的，利用记录在辅助道上的时断信号相关后，分割成 独立的相关记录。
缺点：滑动扫描不能采用垂直叠加技术；相关鬼频会对 前面的扫描产生干扰。
－不能反映施工所有振点的一致性状态。
精选PPT
26
2. 数字显示：
● 显示：平均与峰值相位差（单位：度）、平均与峰值畸变 （单位：%）、平均与峰值出力（单位：%）
● 技术要求：
Sercel
Pelton
相位差 平均
‹50
‹20
峰值
‹100
‹100
同组震源间
‹60
‹60
畸变 平均
‹25%
－充零区的前后数据要作过渡处理，避免幅度突变。
－门槛值并非一成不变，初始门槛值设定好以后，后续 窗口的门槛值根据前一窗口最大样点值进行自动修改。
b）削顶：超过门槛值的数据样点值用门槛值代替，门 槛值的初始设定和随后的自动更新与充零方式相同。
精选PPT
21
电台进行发/收转换；DSD收到DPG同步码后产生本机扫描，扫描结
束，电台转换为发射状态，发送精状选P态PT 。
13
可控震源施工参数
一、 扫描信号类型
1.线性：扫描信号频率变化的速率在扫描期间恒定不变。
● 最常用的类型，一般用升频。
● 在振动过程中对系统的约束要求少。
● 激发能量在整个频带内均匀分布。
3. 双源交替扫描
两组震源交替施工，一组震源扫描结束后，另一组震源
接着扫描，提高施工效率。精选PPT
29
4. 滑动扫描
多组震源（最多四组）采用不同的扫描信号，间隔一定 的时间（大于监听时间）连续振动。多组振动数据是连续 记录的，利用记录在辅助道上的时断信号相关后，分割成 独立的相关记录。
缺点：滑动扫描不能采用垂直叠加技术；相关鬼频会对 前面的扫描产生干扰。
－不能反映施工所有振点的一致性状态。
精选PPT
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2. 数字显示：
● 显示：平均与峰值相位差（单位：度）、平均与峰值畸变 （单位：%）、平均与峰值出力（单位：%）
● 技术要求：
Sercel
Pelton
相位差 平均
‹50
‹20
峰值
‹100
‹100
同组震源间
‹60
‹60
畸变 平均
‹25%
可控震源高保真地震数据采集方法
可控震源高保真地震数据采集方法
夏勇
【期刊名称】《物探装备》
【年(卷),期】2000(000)02X
【摘要】可控震源高保真地震数据采集(HFVS)是通过从记录的震源驱动信号中分离出单台震源记录信号来实现多个震点同时进行数据采集的方法,通过增加绝对频带宽度、减少相关子波边叶畸变以及预置较稳定子波来提高震源数据分辨率。
在地震采集施工中,使用HFVS方法所记录的数据量要显著高于常规方法,同时,HFVS方法利用震源驱动信号来对数据反演也大大提高了震源间的一致性和相位的稳定性,减小了信号中因谐波引起的幅值畸变。
【总页数】5页(P14-17,45)
【作者】夏勇
【作者单位】石油地球物理勘探局国际勘探部
【正文语种】中文
【中图分类】TE13
【相关文献】
1.可控震源低频能量激发在低频地震数据采集应用中的误区 [J], 陶知非;刘兴元;王志杰
2.可控震源高保真地震数据采集作业设备的配备与设置 [J], 王光德;郭强
3.428XL在可控震源高保真采集中的一些问题及解决方法 [J], 刘卫平;窦学庆;董西宁;韦根海;董虹
4.高保真地震数据采集的问题探讨 [J], 王雪秋;孙建国
5.高保真地震数据采集的问题探讨 [J], 王雪秋;孙建国
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
可控震源高效地震采集基础资料智能化整理技术
１．２
近年来，可控震源高效采集作为一项“两宽一 高”地震勘探的配套技术，在国内得到广泛的应用。 该技术采用多组可控震源进行不间断采集，每日生 产炮次和数据量较常规采集方法提高１０倍以上，具 有日生产炮次高，数据量大的特点。高效采集过程中
由于受到通讯、耦合和畸变等各种影响，会产生一些
无效生产炮。针对这种情况，采集时一般会采用实时 质控手段及时发现这些问题炮并及时重震补炮，因 此，高效采集日生产炮次中会存在许多无效生产炮， 即废震次。如果按照以往常规采集资料整理方法，很 难在短时间内从日生产炮中剔除废震次，完成高效 采集资料的整理。此外，常规可控震源资料整理中的 ＳＰＳ整理和ＰＳＳ报告整理是分开的，没有紧密的联 在一起，容易导致部分有效生产炮被当作废震次剔
ＰＳＳ报告统计问题
ＰＳＳ（Ｐｏｓｔ—Ｓｗｅｅｐ
Ｓｅｒｖｉｃｅ）报告是ＡＤＶＩＩＩ箱
除，或者废震次漏剔，同时单炮评价也会经常出现类
似问题。针对高效采集的特点，野外现场亟需一套完
体关于可控震源的质量控制控制文件［２］。主要监控
参数包括：震源峰值出力、平均出力、峰值相位、平均
善的整理方法来解决高效采集资料整理难题。本文 以Ｇ３ｉ仪器和可控震源先进ＩＩＩ箱体设备为例，给出
时评价信息、ＣＯＧ、测量成果等作为输入数据，输出 数据为剔除好的ＳＰＳ、整理好的ＰＳＳ报告、废品、 ＣＯＧ超标文件等。图２为软件界面图。
骂虽
图１
高效采集智能化整理流程图
ｒ—————————————————————————————————————＋————————————。一ｊ‘ｌ＆＊｛
ｒ———————————————————————————————————————————————一
１０４
近年来，可控震源高效采集作为一项“两宽一 高”地震勘探的配套技术，在国内得到广泛的应用。 该技术采用多组可控震源进行不间断采集，每日生 产炮次和数据量较常规采集方法提高１０倍以上，具 有日生产炮次高，数据量大的特点。高效采集过程中
由于受到通讯、耦合和畸变等各种影响，会产生一些
无效生产炮。针对这种情况，采集时一般会采用实时 质控手段及时发现这些问题炮并及时重震补炮，因 此，高效采集日生产炮次中会存在许多无效生产炮， 即废震次。如果按照以往常规采集资料整理方法，很 难在短时间内从日生产炮中剔除废震次，完成高效 采集资料的整理。此外，常规可控震源资料整理中的 ＳＰＳ整理和ＰＳＳ报告整理是分开的，没有紧密的联 在一起，容易导致部分有效生产炮被当作废震次剔
ＰＳＳ报告统计问题
ＰＳＳ（Ｐｏｓｔ—Ｓｗｅｅｐ
Ｓｅｒｖｉｃｅ）报告是ＡＤＶＩＩＩ箱
除，或者废震次漏剔，同时单炮评价也会经常出现类
似问题。针对高效采集的特点，野外现场亟需一套完
体关于可控震源的质量控制控制文件［２］。主要监控
参数包括：震源峰值出力、平均出力、峰值相位、平均
善的整理方法来解决高效采集资料整理难题。本文 以Ｇ３ｉ仪器和可控震源先进ＩＩＩ箱体设备为例，给出
时评价信息、ＣＯＧ、测量成果等作为输入数据，输出 数据为剔除好的ＳＰＳ、整理好的ＰＳＳ报告、废品、 ＣＯＧ超标文件等。图２为软件界面图。
骂虽
图１
高效采集智能化整理流程图
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地震数据采集核心装备现状及发展方向
０ １ ３年８月 ２
第４ ８卷 第４期
· 综述 ·
（ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ０ ７ ２ １ ０ ２ ０ １ ３ ０ ４ ０ ６ ６ ３ １ ３ － － －
地震数据采集核心装备现状及发展方向
刘振武 ＊ ① 撒利明 ① 董世泰 ② 韩晓泉 ③
（ 北京 １ 北京 １ ０ ０ ０ ０ ７；② 中国石油勘探开发研究院 ， ０ ０ ０ ８ ３； ① 中国石油天然气集团公司 ， ） 陕西西安 ７ Ｉ ＮＯＶＡ 地球物理设备公司 ， １ ０ ０ ６ １ ③
８］ 。 万道以上实时采集 ［
常规地震相同 ， 但增 产 改 造 过 程 监 测 的 微 地 震 监 测 技术应用 ， 则需要地 震 仪 器 具 备 实 时 不 间 断 连 续 时 间记录的能力 。 地 面 监 测 时 ， 除满足不间断连续记 录能力外 ， 必需尽 量 少 占 用 井 场 ， 无 连 接 大 线， 不影 响车辆通行和压裂施工 。 对于海洋地震勘 探 ， 要求仪器具备压制“ 鬼 波” 的 能 力 和 较 宽 的 频 带 响 应 范 围， 能够适应大于 海底 电 缆 具 有 多 分 量 并 配 备 精 确 １ ０ ０ ０ ｍ 水深作业 ，
百万道地震仪器 ， 代表未来超高密度地震技术应用
１ 引言
地震数据采集核 心 装 备 包 括 地 震 （ 记 录） 仪 器、 地震检波器 、 激发震源三个主要部分 ， 其中地震仪器 是关键装备 。 纵观 地 震 勘 探 技 术 的 几 个 发 展 阶 段 ， 从光点地震 、 模拟地震 、 数字地震 、 三维地震 ， 一直到 现在的高密度 、 全波乃至未来的矢量地震 ， 无不受地 震仪器技术发展的驱动而发展 。 电子管仪器时代以 模拟光点地震为主 ； 晶体管和模拟磁带记录时代是 晶体管和集成电路开始了数字地震 ， 使野 模拟地震 ； 外记录道数大幅度提升 ， 覆盖开关技术的应用 ， 使得 高覆盖二维地震技 术 、 小规模三维地震技术成为可 能； １ ６位、 ２ ４ 位模数 转 换 技 术 大 幅 度 提 高 了 勘 探 仪 大规模 集 成 电 路 的 应 用 又 促 进 了 千 道 器的分辨率 ， 以上地震仪器的诞 生 ， 使三维地震技术得到普遍推 广应用 ； 超大规模集成电路促使万道地震仪器诞生 ， 使高密度 、 全 波 等 地 震 技 术 得 到 迅 猛 发 展； ２ ０ ０ ２年 Ｓ ｅ ｒ ｃ ｅ ｌ和Ｉ ＯＮ 相继推出 的 基 于 ＭＥＭＳ 传 感 器 的 全 数字地震仪被业界认为是第 六 代 地 震 仪 ； ２ ０ ０ ３年英 国Ｖ ｉ ｂ ｔ ｅ ｃ ｈ 公司推出的 蜂 窝 地 震 系 统 、 ２ ０ ０ ９年美国 代表了地震数 Ｗ ｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ公司推出的 实 时 无 线 系 统 ， 据系统发展的新趋势 ； Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ等公司现致力于发展的
第４ ８卷 第４期
· 综述 ·
（ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ０ ７ ２ １ ０ ２ ０ １ ３ ０ ４ ０ ６ ６ ３ １ ３ － － －
地震数据采集核心装备现状及发展方向
刘振武 ＊ ① 撒利明 ① 董世泰 ② 韩晓泉 ③
（ 北京 １ 北京 １ ０ ０ ０ ０ ７；② 中国石油勘探开发研究院 ， ０ ０ ０ ８ ３； ① 中国石油天然气集团公司 ， ） 陕西西安 ７ Ｉ ＮＯＶＡ 地球物理设备公司 ， １ ０ ０ ６ １ ③
８］ 。 万道以上实时采集 ［
常规地震相同 ， 但增 产 改 造 过 程 监 测 的 微 地 震 监 测 技术应用 ， 则需要地 震 仪 器 具 备 实 时 不 间 断 连 续 时 间记录的能力 。 地 面 监 测 时 ， 除满足不间断连续记 录能力外 ， 必需尽 量 少 占 用 井 场 ， 无 连 接 大 线， 不影 响车辆通行和压裂施工 。 对于海洋地震勘 探 ， 要求仪器具备压制“ 鬼 波” 的 能 力 和 较 宽 的 频 带 响 应 范 围， 能够适应大于 海底 电 缆 具 有 多 分 量 并 配 备 精 确 １ ０ ０ ０ ｍ 水深作业 ，
百万道地震仪器 ， 代表未来超高密度地震技术应用
１ 引言
地震数据采集核 心 装 备 包 括 地 震 （ 记 录） 仪 器、 地震检波器 、 激发震源三个主要部分 ， 其中地震仪器 是关键装备 。 纵观 地 震 勘 探 技 术 的 几 个 发 展 阶 段 ， 从光点地震 、 模拟地震 、 数字地震 、 三维地震 ， 一直到 现在的高密度 、 全波乃至未来的矢量地震 ， 无不受地 震仪器技术发展的驱动而发展 。 电子管仪器时代以 模拟光点地震为主 ； 晶体管和模拟磁带记录时代是 晶体管和集成电路开始了数字地震 ， 使野 模拟地震 ； 外记录道数大幅度提升 ， 覆盖开关技术的应用 ， 使得 高覆盖二维地震技 术 、 小规模三维地震技术成为可 能； １ ６位、 ２ ４ 位模数 转 换 技 术 大 幅 度 提 高 了 勘 探 仪 大规模 集 成 电 路 的 应 用 又 促 进 了 千 道 器的分辨率 ， 以上地震仪器的诞 生 ， 使三维地震技术得到普遍推 广应用 ； 超大规模集成电路促使万道地震仪器诞生 ， 使高密度 、 全 波 等 地 震 技 术 得 到 迅 猛 发 展； ２ ０ ０ ２年 Ｓ ｅ ｒ ｃ ｅ ｌ和Ｉ ＯＮ 相继推出 的 基 于 ＭＥＭＳ 传 感 器 的 全 数字地震仪被业界认为是第 六 代 地 震 仪 ； ２ ０ ０ ３年英 国Ｖ ｉ ｂ ｔ ｅ ｃ ｈ 公司推出的 蜂 窝 地 震 系 统 、 ２ ０ ０ ９年美国 代表了地震数 Ｗ ｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ公司推出的 实 时 无 线 系 统 ， 据系统发展的新趋势 ； Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ等公司现致力于发展的
可控震源工作原理
可控震源工作原理可控震源是指一种使用专门的设备和技术来产生地震的工具，其产生的能源通常用于地震探测、工程测量、地质勘探和研究地震动力学等领域的应用。
可控震源的工作原理基于一定的物理原理和理论模型，同时需要科学的数据采集和处理，整个过程经过多次反复测试和验证。
可控震源的工作原理是利用一定的能量源来刺激地下岩石，并观测其反应，从而推断地质结构和构造等特征。
可控震源的能量源可以是机械、电磁、火药、液压等各种形式，在刺激岩石时需要控制其强度、频率、方向等参数，以满足不同应用场合的需求。
在野外实际应用中，可控震源通常采用电磁激振器或气炮等设备，通过把能量传输到地下，观测地下反馈信号，从而推断地下构造特征、地层厚度、地下水储层等重要信息。
可控震源工作的前提是需要准确的地质资料和模型，这些模型往往是由专业地质学家、地震学家和地球物理学家利用岩石学、古地磁学、地形分析和探测数据等多种手段构建而成。
这些模型可以描绘地质背景、地层接触、构造界面等各种地质特征，为地震勘探提供数据支持和理论基础。
可控震源的工作流程一般包括以下几个步骤：1. 设计实验方案。
根据地质条件和应用需求，设计可控震源的参数和地震探测的范围和深度等基本要素。
此步骤需要结合实地勘探资料进行分析和优化，将可控震源产生的波能量最大化并使其在地下穿透深度最大化。
2. 安装设备。
将电磁激振器或气炮等设备安装在控制区域内，需要将设备牢固地固定在地面上，同时需要对设备进行电气和机械上的检测和测试。
3. 启动可控震源。
根据设计的参数和方案，对设备进行控制和调试，产生特定的能量波形，观测地下反馈信号，从而推断地下结构及其与地震活动的关系。
4. 数据处理和分析。
将收集到的数据进行处理、滤波、降噪、叠加等处理，生成图形化数据表现形式，辨识或解释所探地层或地下构造的特征。
5. 计算和评估。
根据测量结果，进行剖面重建、层析成像、三维模型重建等数据处理方法，进一步评估地下构造的特性，并根据实际应用需求判断其潜在价值和可行性。
可控震源同源交替滑动扫描DSSS
峰值相位误差； 平均相位误差； 峰值振动输出力； 平均振动输出力； 峰值畸变； 平均畸变；
55
55
6. 可控震源高效采集技术发展
可控震源装备技术的进步 – 重型震源的发展
NOMAD65 NOMAD90T
频率范围：5-250hz, 峰值出力：266.8KN， 62,000lbs
频率范围：5-250hz, 峰值出力：400.3KN， 90,000lbs
46
46
QC-1：输出力问题
对输出力信号的评价主要侧重于：
– 振幅的均匀性评价
• 一个兼顾低频信号与高频信号的均匀振幅具有高穿 透性与高分辨力的特点；
– 峰值出力与均值出力的差越小越好 – 在采用基值力控制下，一个70%左右的振幅控 制水平可以相当于峰值力控制下的90%左右
47
47
QC-2：相位误差问题
– 控制、执行系统的非线性； – 近地表物性非线性的影响； – 控制过程中的扰动信号的影响；
因此，震源输出信号不发生畸变是不可能的 ，通过一些途径来降低畸变水平是有可能实 现的。
51
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QC-3：降低畸变的问题
降低畸变实际上降低的是近激发源的畸变， 如果不考虑激发因素的改变，可通过下述 方法降低或改善输出信号品质：
- 核实COG位置与理论设计位置 (SPS)
• VE464 QC 属性:
- 每台震源，每个扫描 . 相位,畸变，地面力 . 峰值出力与平均出力 . 历史与门槛值 -GIS图形显示 .地表硬度、粘度分布属性图
39
39
可控震源的日检和月检 激发信号与数据相关用的参考信号的一致性；
– 激发与数据采集系统启动指令的同步精度； – 遥控状态下的参数传输； – 实时质量控制数据的采集与传输； – 主要振动性能指标：相位、输出力、畸变大小； – 实时质量控制结果的显示与输出；
可控震源无线节点采集质量控制技术
可控震源无线节点采集质量控制技术
蒋小龙;孙永峰;赵帅;吴京凯;温红建
【期刊名称】《物探装备》
【年(卷),期】2015(025)001
【摘要】在国外某项目首次采用GSR无线节点采集技术过程中,虽然在放炮模式上引入了428 XL仪器,但不能实现仪器对放炮质量的实时监控.DSS导航系统和SDR数据记录设备同时在可控震源上的应用,对可控震源激发质量控制与生产管理提出了新的要求.本文介绍了可控震源在GSR无线节点采集项目中的生产质量控制与管理方案,重点介绍了施工过程中常见的生产质量问题与预防控制措施.
【总页数】6页(P33-38)
【作者】蒋小龙;孙永峰;赵帅;吴京凯;温红建
【作者单位】东方地球物理公司装备服务处震源服务中心,河北涿州072750;东方地球物理公司装备服务处震源服务中心,河北涿州072750;东方地球物理公司装备服务处震源服务中心,河北涿州072750;东方地球物理公司装备服务处震源服务中心,河北涿州072750;东方地球物理公司装备服务处震源服务中心,河北涿州072750
【正文语种】中文
【相关文献】
1.塔里木盆地沙漠地区可控震源采集质量控制 [J], 呙莹
2.利用地震道头数据进行深海拖缆数据采集质量控制技术 [J], 全海燕;韦秀波;郭毅;刘原英
3.地震资料采集质量控制技术分析与研究 [J], 李苏苏
4.地震资料采集质量控制技术分析与研究 [J], 关仲波
5.可控震源地震采集质量监控技术 [J], 张翊孟;郭善力;陈兴国
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应对当今地震勘探需求与挑战的高精度可控震源
应对当今地震勘探需求与挑战的高精度可控震源陶知非【摘要】要解决低信噪比地区勘探、复杂地质体成像、岩性勘探以及精细油气藏描述与监测等勘探难题,进一步提高地震资料成像和油气预测精度,需不断地拓宽频带和增加地震采集密度.理想地震信号的频带至少为5个倍频程以上,而炸药震源的效率和成本无法解决高密度炮点带来的高成本问题,常规可控震源的低频起始扫描频率通常在5～6 Hz,也不能满足低频需求.为此,通过对地震资料野外采集和室内处理需求的具体分析,触摸探索了地震信号的激发及辨识瓶颈.指出:①高精度可控震源不是简单的宽频可控震源,而是涵盖了高精度可控震源模型控制下的低畸变激发信号和宽频地震信号激发2个概念;②未来可控震源地震信号的激发不仅仅需要解决高频激发的问题,更要解决低频激发的稳定性问题;③完全可以采用点激发来实现深部探测.【期刊名称】《天然气勘探与开发》【年(卷),期】2018(041)003【总页数】6页(P1-6)【关键词】可控震源;1.5 Hz低频信号;160 Hz高频信号;稳定;频带宽度;信号畸变;激发能量【作者】陶知非【作者单位】中国石油集团东方地球物理勘探公司【正文语种】中文0 引言地球物理勘探技术是目前寻找地下地质目标的一种有效的科学研究手段。
早期地震勘探采用的主动震源激发技术主要是应用炸药，但随着社会的发展与进步，炸药源在应用中的一些弊端逐渐显露出来。
可控震源技术源于20世纪50年代，1975年开始进入大规模工业化生产，初步解决了地震作业中如何实现低公害、高效、安全环保作业的难题。
但是，由于可控震源采用连续信号激发与炸药震源采用脉冲信号激发在信号特征上的显著区别，提高可控震源的激发信号频宽与改善地震激发信号的信噪比，一直是全球业内技术人员努力攻克的难题。
可控震源的激发能量从早期16 000磅级逐步发展到51 000磅级，随着60 000磅级的大吨位可控震源出现，地球物理工作者仿佛认识到提高激发信号能量的重要性，于是在野外应用中出现了多达8～10台的60 000磅级震源的强组合激发方式，很快超过80 000磅级的更大激发能级的震源也横空出世，但是，实际效果并未朝人们希望的方向发展，原本寄希望大吨位震源能够提高信噪比，实现高分辨率地震勘探效果，却发现大吨位震源在激发高频信号时反而缺失高频能量，更要命的是这种超大吨位的震源在性价比上出现了严重失配，表现为：在复杂地区的应用灵活性受到极大限制，且还在运输过程中受到超重限制。
第四章 地震数据采集系统及 相关技术
第四章 地震数据采集系统及相关技术第一节 地震数据采集系统组成地震勘探技术、电子技术、计算机技术及信息技术共同推动了地震数据采集仪器的不断发展和更新换代，共经历了模拟光点地震仪、模拟磁带地震仪、集中式数字地震仪和分布式遥测地震仪。
一、 集中式地震数据采集系统：上个世纪70年代中期，数字地震仪的出现，把地震勘探带入了一个崭新的时代， 出现了以DFS －V 和SN338为代表的集中式数字地震仪。
集中式地震数据采集仪器成功用于野外地震勘探约20年。
集中式地震勘探数据采集系统的最大特点是：采用IFP 与14位逐次逼近型A/D 转换器，IFP 采用3～4位增益码，A/D 转换器采用15位（1位符号位，14位尾数）逐次逼近型，集中式数字地震仪动态范围理论上可达168dB ，但实际考虑仪器噪声等因素的影响，仪器的系统动态范围一般不超过120dB 。
()20log DR =⨯记录的最大不失真电平理论（dB ）最小有效电平()max min ()20log 6DR G G n =⨯+⨯理论()20logDR =⨯记录的最大不失真电平系统（dB ）仪器系统等效输入噪声电平其中：min max ~G G 为IFP 放大器的增益范围，n 为模数转换器的位数。
二、分布式遥测地震数据采集系统把数据采集系统中的放大器、滤波器、A/D转换器、数据传输控制逻辑以及整个控制用CPU做在一个小箱体内，称为“采集站”，将采集站放置在检波点上，每个采集站用小线与1～8道检波器连接，各采集站用数字大线或以无线方式与中央控制主机相连，构成分布式（Distributed）数据采集系统。
⒈由于受到采样间隔和大线重量的限制，集中式地震仪生产道数一般不超过120道，适应不了三维地震勘探对道数的要求。
而分布式遥测地震仪的道数可达到上千道甚至上万道，完全能够满足三维地震勘探的需要。
⒉集中式数字地震仪的检波器通过大线与采集系统连接，由于大线上传输的是模拟信号，传输的距离又比较远，因此，信号易受各种干扰因素的影响。
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张留争，周继勇，白旭明，崔宏良，张学银．使用 ＤＳＤ 自主模式实现 ＦＳＳＳ可控震源高效采集技术．物探 装 备，２０１９，２９ （１）：１－４
摘 要 ＦＳＳＳ 是 一 种 处 于 开 发 过 程 中 的 ＩＳＳ 可 控 震 源 高 效 采 集 技 术 ，该 技 术 解 决 了 常 规 ＩＳＳ 方 式 对 可 控 震 源 组 距 的 限制。本文介绍了４２８ＸＬ 仪器配套 ＶＥ４６４箱体运用 ＤＳＤ 自主 模 式 实 现 ＦＳＳＳ采 集 时 的 系 统 要 求、主 要 参 数 设 置 和工作过程。ＤＳＤ 自主激发模式在保证施工效率的同时，较好地解决了对可控震源进行质量监控的问题。
关 键 词 ４２８ＸＬ ＶＥ４６４ 自 主 模 式 ＦＳＳＳ 参 数 设 置 ＱＣ
Ｚｈａｎｇ Ｌｉｕｚｈｅｎｇ，Ｚｈｏｕ Ｊｉｙｏｎｇ，Ｂａｉ Ｘｕｍｉｎｇ，Ｃｕｉ Ｈｏｎｇｌｉａｎｇ ａｎｄ Ｚｈａｎｇ Ｘｕｅｙｉｎ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ＤＳＤ ｍｏｄｅ ｉｎ ＦＳＳＳ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｖｉｂｒａｔｏｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＥＧＰ，２０１９，２９（１）：１－４
＊ 张留争，男，１９６３年出生，高级工程师。２００６年毕业于石油大学计算机科学与技术专业，现从事可控震源高效采集技术的 研 究 与 技 术支持工作。
２ 物 探 装 备
２０１９ 年
集 技 术 。 与 常 规ＩＳＳ 不 同 的 是 ，ＦＳＳＳ 对 扫 描 信 号 进 行了分段。 一 台 震 源 独 立 激 发 完 成 所 有 频 段 的 扫 描 ，再 将 所 有 频 段 的 扫 描 地 震 记 录 合 成 一 个 信 号 ，这 样便 获 得 了 原 始 记 录，从 而 解 决 了 常 规ＩＳＳ 对 同 时 激 发 的 震 源 的 间 距 要 求 ；通 过 分 段 设 计 ，可 以 根 据 项 目需要加强某个频段的地震波能量。激发产生的可 控震源特征信号记录到本地的存储介质中。震源与 仪器的激发与接收 无 控 制 关 系，但 要 求 能 够 监 控 可 控震源的 ＱＣ 状态。
０ 引言
随 着 “两 宽 一 高 ”地 震 采 集 技 术 和 混 采 技 术 的 推 广 应 用 ，地 震 仪 器 的 接 收 道 数 越 来 越 多 ，施 工 面 积 越 来越大。由于受地形或通讯电台发射功率的限制， 地震仪器主机与可控震源之间的数据通讯已成为制 约生产效率的关键因素。
ＩＳＳ可控震源高效采集 是 一 种 提 高 生 产 日 效 的 有效技术手段。 在ＩＳＳ 施 工 方 式 下，可 控 震 源 不 受 地 震 仪 器 主 机 的 控 制 ，可 进 行 独 立 激 发 放 炮 ，但 施 工 的质量无法控 制。 为 此，Ｓｅｒｃｅｌ公 司 在 ４２８ＸＬ 仪 器 Ｖ５．０软件版本和与之配 套 的 ＶＥ４６４ 可 控 震 源 电 控 箱体 Ｖ３．０版本中，增 加 了 可 控 震 源 自 主 激 发 方 式， 即 Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ模 式。 这 样，就 解 决 了 可 控 震 源 施 工过程中４２８ＸＬ 仪器与 ＶＥ４６４ 可 控 震 源 电 控 箱 体 之间通讯不畅情况下的生产问题和可控震源的质量 监控问题。
２０１９ 年 ２ 月 物 探 装 备
第 ２９ 卷 第 １ 期
专论与综述
使用 ＤＳＤ 自主模式实现 ＦＳＳＳ 可控震源高效采集技术
张 留 争 ＊ ?１ 周 继 勇１ 白 旭 明２ 崔 宏 良２ 张 学 银２
（东方地球物理公司：１．装备服务处仪器服务中心，河北涿州 ０７２７５０；２．华北物探处）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ＦＳＳＳ ｉｓ ａ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ＩＳＳ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｖｉｂｒａｔｏｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｏｒ ｆｌｅｅｔｓ．Ｔｈｅ ｄａｔａ ｓｔａｔｕｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｏｒｓ ｃａｎ ｂｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ＧＵＩ ｉｎ ｔｈｅ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｍｏｄｅ．Ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｉｐｓ ｆｏｒ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＦＳＳＳ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ＤＳＤ ｍｏｄｅ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ４２８ＸＬ，ＶＥ４６４，Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｍｏｄｅ，ＦＳＳＳ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｅｔｔｉｎｇｓ，ＱＣ
本文就使 用 ＤＳＤ 自 主 激 发 模 式 实 Fra bibliotek ＦＳＳＳ 可
控震源高效采集技术进行介绍。
１ 自主激发方式与ＦＳＳＳ采集技术介绍
（１）自 主 激 发 方 式 所谓自主激发就是可控震源激发不受地震仪器 的控制、无需与 仪 器 采 集 同 步 的 一 种 激 发 方 式。 其 工作过程是４２８ＸＬ 仪器采用连 续 采集模 式，可控震 源按照施工计划到 达 指 定 的 炮 点 后，不 受 仪 器 控 制 自动进行本机振 动，主 动 激 发 放 炮。 自 主 激 发 结 束 后 ，每 台 震 源 将 各 自 的 激 发 点 位 置 信 息 （经 纬 度 及 高 程）以及 ＴＢ－ＧＰＳ触发 时 间 存 贮 到 各 自 的 控 制 单 元 中。ＤＳＤ 通过 通 讯 电 台 尝 试 联 系 安 装 在 仪 器 车 上 的可控震源电控箱体 ＤＰＧ 以及 ４２８ＸＬ 仪 器主机 系 统，当通讯通畅时，ＤＳＤ 将 其 震 源 的 ＱＣ 状 态 信 息、 激发点位 置 信 息 及 ＴＢ－ＧＰＳ 触 发 时 间 等 信 息 发 送 到４２８ＸＬ 仪器主机。 （２）ＦＳＳＳ 采 集 技 术 ＦＳＳＳ可控震源高 效 采 集 技 术 也 是 一 种 ＩＳＳ 采
摘 要 ＦＳＳＳ 是 一 种 处 于 开 发 过 程 中 的 ＩＳＳ 可 控 震 源 高 效 采 集 技 术 ，该 技 术 解 决 了 常 规 ＩＳＳ 方 式 对 可 控 震 源 组 距 的 限制。本文介绍了４２８ＸＬ 仪器配套 ＶＥ４６４箱体运用 ＤＳＤ 自主 模 式 实 现 ＦＳＳＳ采 集 时 的 系 统 要 求、主 要 参 数 设 置 和工作过程。ＤＳＤ 自主激发模式在保证施工效率的同时，较好地解决了对可控震源进行质量监控的问题。
关 键 词 ４２８ＸＬ ＶＥ４６４ 自 主 模 式 ＦＳＳＳ 参 数 设 置 ＱＣ
Ｚｈａｎｇ Ｌｉｕｚｈｅｎｇ，Ｚｈｏｕ Ｊｉｙｏｎｇ，Ｂａｉ Ｘｕｍｉｎｇ，Ｃｕｉ Ｈｏｎｇｌｉａｎｇ ａｎｄ Ｚｈａｎｇ Ｘｕｅｙｉｎ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ＤＳＤ ｍｏｄｅ ｉｎ ＦＳＳＳ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｖｉｂｒａｔｏｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＥＧＰ，２０１９，２９（１）：１－４
＊ 张留争，男，１９６３年出生，高级工程师。２００６年毕业于石油大学计算机科学与技术专业，现从事可控震源高效采集技术的 研 究 与 技 术支持工作。
２ 物 探 装 备
２０１９ 年
集 技 术 。 与 常 规ＩＳＳ 不 同 的 是 ，ＦＳＳＳ 对 扫 描 信 号 进 行了分段。 一 台 震 源 独 立 激 发 完 成 所 有 频 段 的 扫 描 ，再 将 所 有 频 段 的 扫 描 地 震 记 录 合 成 一 个 信 号 ，这 样便 获 得 了 原 始 记 录，从 而 解 决 了 常 规ＩＳＳ 对 同 时 激 发 的 震 源 的 间 距 要 求 ；通 过 分 段 设 计 ，可 以 根 据 项 目需要加强某个频段的地震波能量。激发产生的可 控震源特征信号记录到本地的存储介质中。震源与 仪器的激发与接收 无 控 制 关 系，但 要 求 能 够 监 控 可 控震源的 ＱＣ 状态。
０ 引言
随 着 “两 宽 一 高 ”地 震 采 集 技 术 和 混 采 技 术 的 推 广 应 用 ，地 震 仪 器 的 接 收 道 数 越 来 越 多 ，施 工 面 积 越 来越大。由于受地形或通讯电台发射功率的限制， 地震仪器主机与可控震源之间的数据通讯已成为制 约生产效率的关键因素。
ＩＳＳ可控震源高效采集 是 一 种 提 高 生 产 日 效 的 有效技术手段。 在ＩＳＳ 施 工 方 式 下，可 控 震 源 不 受 地 震 仪 器 主 机 的 控 制 ，可 进 行 独 立 激 发 放 炮 ，但 施 工 的质量无法控 制。 为 此，Ｓｅｒｃｅｌ公 司 在 ４２８ＸＬ 仪 器 Ｖ５．０软件版本和与之配 套 的 ＶＥ４６４ 可 控 震 源 电 控 箱体 Ｖ３．０版本中，增 加 了 可 控 震 源 自 主 激 发 方 式， 即 Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ模 式。 这 样，就 解 决 了 可 控 震 源 施 工过程中４２８ＸＬ 仪器与 ＶＥ４６４ 可 控 震 源 电 控 箱 体 之间通讯不畅情况下的生产问题和可控震源的质量 监控问题。
２０１９ 年 ２ 月 物 探 装 备
第 ２９ 卷 第 １ 期
专论与综述
使用 ＤＳＤ 自主模式实现 ＦＳＳＳ 可控震源高效采集技术
张 留 争 ＊ ?１ 周 继 勇１ 白 旭 明２ 崔 宏 良２ 张 学 银２
（东方地球物理公司：１．装备服务处仪器服务中心，河北涿州 ０７２７５０；２．华北物探处）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ＦＳＳＳ ｉｓ ａ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ＩＳＳ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｖｉｂｒａｔｏｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｏｒ ｆｌｅｅｔｓ．Ｔｈｅ ｄａｔａ ｓｔａｔｕｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｏｒｓ ｃａｎ ｂｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ＧＵＩ ｉｎ ｔｈｅ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｍｏｄｅ．Ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｉｐｓ ｆｏｒ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＦＳＳＳ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ＤＳＤ ｍｏｄｅ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ４２８ＸＬ，ＶＥ４６４，Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｍｏｄｅ，ＦＳＳＳ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｅｔｔｉｎｇｓ，ＱＣ
本文就使 用 ＤＳＤ 自 主 激 发 模 式 实 Fra bibliotek ＦＳＳＳ 可
控震源高效采集技术进行介绍。
１ 自主激发方式与ＦＳＳＳ采集技术介绍
（１）自 主 激 发 方 式 所谓自主激发就是可控震源激发不受地震仪器 的控制、无需与 仪 器 采 集 同 步 的 一 种 激 发 方 式。 其 工作过程是４２８ＸＬ 仪器采用连 续 采集模 式，可控震 源按照施工计划到 达 指 定 的 炮 点 后，不 受 仪 器 控 制 自动进行本机振 动，主 动 激 发 放 炮。 自 主 激 发 结 束 后 ，每 台 震 源 将 各 自 的 激 发 点 位 置 信 息 （经 纬 度 及 高 程）以及 ＴＢ－ＧＰＳ触发 时 间 存 贮 到 各 自 的 控 制 单 元 中。ＤＳＤ 通过 通 讯 电 台 尝 试 联 系 安 装 在 仪 器 车 上 的可控震源电控箱体 ＤＰＧ 以及 ４２８ＸＬ 仪 器主机 系 统，当通讯通畅时，ＤＳＤ 将 其 震 源 的 ＱＣ 状 态 信 息、 激发点位 置 信 息 及 ＴＢ－ＧＰＳ 触 发 时 间 等 信 息 发 送 到４２８ＸＬ 仪器主机。 （２）ＦＳＳＳ 采 集 技 术 ＦＳＳＳ可控震源高 效 采 集 技 术 也 是 一 种 ＩＳＳ 采