Основные технические данные

СКВАЖИННАЯ СЕЙСМИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА «ВОЛНА»
Р.Я. Адиев, В.И. Булаев, С.М. Васильев, В.А. Глушков, В.В. Лесников
ОАО «Башнефтегеофизика»
Трехточечная трехкомпонентная скважинная сейсмическая аппаратура
«Волна» была разработана в ОАО «Башнефтегеофизика» в период с конца
2002г. до середины 2003г. Аппаратура прошла ведомственные приемочные
и сертификационные испытания (cертификат соответствия № РОСС
RU.HO03.B00164). Федеральной службой по технологическому надзору
выдано разрешение на применение (№ РРС БК-12838). Шесть комплектов
аппаратуры успешно эксплуатируются в районах Башкирии и Западной
Сибири.
Стимулирующим фактором для разработки стал повсеместный
переход на трехкомпонентную регистрацию и обработку сейсмических
сигналов, а также то, что аналогичное оборудование не всегда отвечает
поставленным требованиям и имеет высокую стоимость. Используя
многолетний опыт эксплуатации различной скважинной аппаратуры и
обработки полевого материала, накопленный в объединении, были
поставлены оптимальные с точки зрения пользователей технические
требования к аппаратуре. За короткий период были разработаны
компактные и надежные схемы с необходимым набором функций на
доступной сегодня современной элементной базе, прежде всего в
скважинной части аппаратуры, с последующей доводкой наземной части и
программного обеспечения.
Наземная часть аппаратуры выполнена на двух блоках.
Блок геофизический построен на основе двух однокристальных
микроконтролеров. В результате блок имеет очень простую реализацию,
высокую надежность, полную ремонтопригодность и низкую стоимость. В
блоке с размерами 210X325X85 мм уместилась плата питания и
управления, а необходимые элементы оперативной настройки
расположены на лицевой панели корпуса. Блок геофизический через COMпорт подключается к компьютеру.
Блок привода двигателей представляет собой силовой импульсный
источник питания с программным управлением. Он позволяет наряду с
автоматизацией и оптимизацией процесса прижима обеспечить также
идентичность усилия прижима. С компьютером он связывается по 2-му
СОМ-порту.
Использование компьютера позволило значительно упростить все
остальные составляющие аппаратуры, а также объединить процессы
регистрации, визуализации и препроцессинга, повысить оперативность и
достоверность контроля качества геофизического материала.
Ниже приводятся возможности и основные характеристики
аппаратуры.
Назначение
Аппаратура предназначена для геофизических сейсмических
исследований (ВСП, НВСП и др.) методами скважинной сейсморазведки.
Производит прием сейсмических колебаний в околоскважинном
пространстве, преобразование их в электрический цифровой сигнал и
передачу в компьютер.
Область применения
Разведочные (обсаженные и необсаженные) и эксплутационные
скважины с диаметрами от 65 до 320 мм, с рабочей температурой в зоне
исследований от 5 до 120 С, с максимальным рабочим давлением 60 мПа,
а также углами наклона, не превышающими 15 градусов (в соответствии с
техническими данными на применяемые геофоны GMT-12.5V, GMT12.5H).
Используемое вспомогательное оборудование
Подъемник каротажный с бронированным трехжильным каротажным
кабелем длиной до 5000 м.
Системы синхронизации возбуждения для импульсных (взрывных и
невзрывных), вибрационных источников сейсмических колебаний.
IBM-РС совместимый компьютер с конфигурацией не хуже Pentium II
– 350 / 64 Mb RAM и операционной системой Windows 98/2000/XP.
Основные технические данные
а) Скважинная часть аппаратуры.
Число разрядов АЦП 16 (цена одного разряда 306 мкВ), динамический
диапазон преобразования - 90 дБ, полный динамический диапазон с учетом
программируемых коэффициентов усиления – 150 дБ.
Интегральная нелинейность АЦП не более 2 LSB.
Дифференциальная нелинейность АЦП не более 1 LSB.
Фазовый сдвиг между выборками сигналов каналов 2 и 3
относительно первого канала 702 и 1402 мкс соответственно.
Расхождение начала измерения по всем приборам не более 5 мкс.
Максимальная длина записи 25 и 50 сек при шаге дискретизации 1 и 2
мс соответственно.
Пределы усиления от 32 до 92 дБ.
Количество программируемых коэффициентов усиления - шесть (0,
12, 24, 36, 48, 60 дБ).
Частота среза ФНЧ 250 Гц, крутизна спада 36 дБ/окт.
Неравномерность частотной характеристики аналогового тракта в
полосе пропускания не более 3 дБ.
Амплитудная неидентичность между сейсмическими каналами с
учетом коэффициентов усиления не более 0,5 дБ.
Уровень собственных шумов, приведенный ко входу, с учетом
тепловых шумов геофонов при усилении 92 дБ не более 0,1 мкВ
(среднеквадратическое значение).
Взаимные влияния между каналами не более минус 78дБ.
Скорость передачи данных по кабелю снизу вверх 64 кБит/сек кодом
М-2 по жиле совмещенной с положительным питанием. Данные
передаются переменными по длине пакетами в зависимости от числа
подключенных
скважинных
приборов. Достоверность передачи
проверяется по контрольной сумме пакета и по счетчику номера пакета.
Передача команд по кабелю вниз с использованием время-импульсной
модуляции по жиле, совмещенной с отрицательным питанием.
Режимы работы скважинной аппаратуры:
 Регистрация сейсмических сигналов.
 Контроль спуска зонда.
 Контроль сейсмического шума.
 Контроль температуры внутри корпуса прибора.
 Проверка работоспособности и параметров каналов в процессе
работы.
Скважинная часть аппаратуры представляет зонд из трех цифровых
приемных скважинных приборов, соединенных друг с другом двумя
кабельными соединителями.
Максимальное отклонение прижимного рычага от центра скважинного
прибора не менее 340 мм.
Максимальное усилие на конце рычага управляемого прижимного
устройства (при длине рычага 420 мм) не менее 850 Н.
Время полного раскрытия (закрытия) прижимного устройства не
более 40 сек соответственно.
Конструкция узла геофонов трехкомпонентная ортогональная с
жесткой фиксацией относительно корпуса.
Наружный диаметр скважинного прибора не более 48 мм.
Масса скважинного прибора не более 11 кг.
б) Наземная часть аппаратуры.
Связь блока геофизического с компьютером по интерфейсу RS-232 со
скоростью 115,2 Кбит/сек.
Количество служебных каналов 3.
Связь блока привода двигателей с компьютером по интерфейсу RS232 со скоростью 9,6 Кбит/сек.
Пределы регулировки выходного напряжения управления двигателями
прижима скважинных приборов 17…220 В, выходной ток до 1,4 А.
Питание аппаратуры от сети переменного тока 220В, 50 Гц.
Для обеспечения взаимодействия аппаратуры с компьютером было
разработано специализированное программное обеспечение регистрации и
экспресс-обработки данных скважинной сейсморазведки GeoSeis Reg
(свидетельство Роспатент № 2003610471).
Программное обеспечение (ПО) GeoSeis Reg предназначено для
работы в операционных средах Windows 98/2000/XP. В качестве
инструмента при разработке программного обеспечения использовалась
среда визуального программирования Delphi 7.0.
С помощью ПО GeoSeis Reg оператор управляет процессом
регистрации данных ВСП, а также осуществляет контроль
работоспособности аппаратуры «Волна». Регистрируемые данные
сохраняются на жестком диске компьютера или на внешних носителях
информации в стандартных сейсмических форматах (SEG-Y, СЦС-3, CST –
формат обрабатывающего комплекса GeoVecteur).
Большое внимание при разработке программного обеспечения было
уделено обеспечению надежности работы программно-аппаратного
комплекса. Для этой цели предусмотрена возможность резервного
копирования регистрируемых данных. Оператору предоставлена
возможность постоянного контроля основных параметров аппаратуры и
телеметрии. При обнаружении сбоев и неполадок в работе аппаратуры
программное обеспечение выдает разнообразные информационные
сообщения, помогающие оперативно выявить причину сбоев и устранить
ее.
ПО GeoSeis Reg помимо регистрации сейсмических данных позволяет
выполнять различные сервисные и вычислительные процедуры.
Программное обеспечение предоставляет пользователю разнообразные
функции при визуализации зарегистрированных данных.
ПО GeoSeis Reg позволяет оператору непосредственно на скважине
производить экспресс-обработку полученных данных. Программное
обеспечение обладает широким набором процедур предварительной
обработки данных (процедуры редактирования, сортировки сейсмических
трасс; различные виды фильтрации и т.д.). Для оценки качества полевого
материала предназначены процедуры спектрального анализа, расчета
соотношения сигнал/шум.
Опыт эксплуатации аппаратуры подтвердил характеристики
аппаратуры, позволяющие получить высокое качество полевого материала.
Вместе с тем он дал импульс для разработки аппаратуры и программ ВСП
следующего поколения.