一種井中地震接收系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地球物理勘探數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域，具體涉及一種井中地震接收系統(tǒng)數(shù)據(jù)記 錄方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自從二十世紀(jì)七十年代出現(xiàn)以集成電路為基礎(chǔ)的數(shù)字磁帶記錄地震儀即通常稱 作的常規(guī)數(shù)字地震儀以來，又經(jīng)過了以大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)的早期遙測地震儀、以及采 用Λ Σ技術(shù)的24位A/D為基礎(chǔ)的新一代遙測數(shù)字地震儀器，發(fā)展到現(xiàn)在使用的以專用集 成電路ASIC和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的全數(shù)字遙測地震儀，地震勘探設(shè)備產(chǎn)生了多次質(zhì)的飛躍。 同樣，井中接收系統(tǒng)也從單個(gè)三分量檢波器接收地震信號，經(jīng)過放大，將模擬信號傳輸?shù)降?面接收設(shè)備中進(jìn)行數(shù)字化，存儲數(shù)字信號，發(fā)展到在井中進(jìn)行數(shù)字化，將數(shù)字信號傳輸?shù)降?面進(jìn)行存儲，由當(dāng)初的單個(gè)模擬檢波器接收信號，發(fā)展到多個(gè)數(shù)字檢波器接收地震信號。 然而，無論是地面接收系統(tǒng)，還是井中接收系統(tǒng)，記錄格式一直延續(xù)下來，即SEG-B、SEG-D、 SEG-Y，基本沒有發(fā)生變化。對于傳統(tǒng)的勘探，每個(gè)文件記錄長度少則幾秒，多則十幾秒，文 件記錄數(shù)據(jù)是間斷的，不連續(xù)的。然而，隨著物探技術(shù)的不斷發(fā)展，對接收系統(tǒng)的要求也越 來越高，最近幾年發(fā)展起來的壓裂微地震監(jiān)測和被動源地震勘探，要求地震采集的數(shù)據(jù)是 連續(xù)的，這樣，地震接收系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長，中間包含了大量的無效信息和少 量的有效信息，在對接收數(shù)據(jù)處理時(shí)，需要對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，不僅效率低，而且浪費(fèi) 大量的人力和物力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種井中地震接收系統(tǒng) 數(shù)據(jù)記錄方法，充分利用電子、嵌入式計(jì)算機(jī)等多種技術(shù)發(fā)展的成果，從采集單元對采集信 號進(jìn)行初步處理，縮短集中處理數(shù)據(jù)的時(shí)間，提高實(shí)時(shí)處理的效率，特別是對壓裂微地震監(jiān) 測等技術(shù)的發(fā)展提供支持。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種井中地震接收系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法，包括采集單元、測深單元、數(shù)傳單元、地面 記錄監(jiān)控單元，其中采集單元、測深單元和數(shù)傳單元是在井下工作，地面記錄監(jiān)控單元是在 地上工作；
[0006] 所述方法包括采集單元數(shù)據(jù)處理和打包步驟和地面記錄監(jiān)控單元數(shù)據(jù)處理和記 錄步驟；
[0007] 所述采集單元數(shù)據(jù)處理和打包步驟根據(jù)設(shè)定的正值和負(fù)值對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 將含有有效信號的數(shù)據(jù)號進(jìn)行組合，放在每個(gè)數(shù)據(jù)包的輔助信息中；
[0008] 所述地面記錄監(jiān)控單元數(shù)據(jù)處理和記錄步驟根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包，將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)信息 保存為傳統(tǒng)的地震數(shù)據(jù)記錄格式，并將包含有效地震信號的信息記錄成輔助文件。
[0009] 所述采集單元數(shù)據(jù)處理和打包步驟包括：
[0010] (Al)采集單元判斷是否有能夠讀取的采集數(shù)據(jù)，若是，則讀取該采集數(shù)據(jù)，再將樣 點(diǎn)計(jì)數(shù)器加1，然后轉(zhuǎn)入（A2);若否，則返回（Al);
[0011] (A2)判斷該采集數(shù)據(jù)所在位號的信號有效標(biāo)志是否為1，如是，則轉(zhuǎn)入（A6)，如 否，則轉(zhuǎn)人（A3);
[0012] (A3)判斷該采集數(shù)據(jù)是否大于設(shè)定的正值，如果是，則轉(zhuǎn)入（A5)，如果否，則轉(zhuǎn)入 (A4)；
[0013] (A4)判斷該采集數(shù)據(jù)是否小于小值，如果是，則轉(zhuǎn)入（A5)，如果否，則轉(zhuǎn)入（A6)
[0014] (A5)設(shè)置信號有效標(biāo)志為1，然后轉(zhuǎn)入（A6);
[0015] (A6)樣點(diǎn)計(jì)數(shù)器加1 ;
[0016] (A7)判斷一幀采集是否結(jié)束，如是，則將采集數(shù)據(jù)和信號有效標(biāo)志進(jìn)行打包，把信 號有效標(biāo)志的信息加入到數(shù)據(jù)包的幀輔助信息中，即組合數(shù)據(jù)包，然后向地面記錄監(jiān)控單 元發(fā)送該組合數(shù)據(jù)包，發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)入（A8);如否，則返回（Al);
[0017] (A8)判斷是否停止采集，如果是，則轉(zhuǎn)入（A9)，如否，則返回（Al);
[0018] (A9)返回上一級程序。
[0019] 所述正值和負(fù)值的設(shè)定有兩種方式：一種是預(yù)先設(shè)置到井中檢波器內(nèi)，另一種是 由地面記錄監(jiān)控單元輸入，然后通過命令傳遞給井中檢波器，對預(yù)設(shè)值進(jìn)行修改。
[0020] 所述地面記錄監(jiān)控單元數(shù)據(jù)處理和記錄步驟包括：
[0021] (BI)接收數(shù)據(jù)包，讀取幀輔助信息，根據(jù)幀輔助信息將接收到的組合數(shù)據(jù)包中的 采集數(shù)據(jù)按照預(yù)定格式存儲到相應(yīng)數(shù)據(jù)文件中；
[0022] (B2)讀取幀中的信號有效標(biāo)志。如果信號有效標(biāo)志為1，表TK含有震動信號，轉(zhuǎn)入 (B3);如果信號有效標(biāo)志為0,表示沒有震動信號，則轉(zhuǎn)入（B4);
[0023] (B3)將采集單元號、采集數(shù)據(jù)幀號存入到輔助文件中，完成了對于一幀采集數(shù)據(jù) 和有效信息的記錄；
[0024] (B4)返回。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將常規(guī)地震數(shù)據(jù)和有效地震數(shù)據(jù) 信息存為兩個(gè)單獨(dú)的文件，一個(gè)文件記錄原始的采集數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)地震采集系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù) 兼容；另一個(gè)是輔助文件，存儲含有有效地震信號的信息，可以準(zhǔn)實(shí)時(shí)分辨出有效信號，縮 短集中處理數(shù)據(jù)的時(shí)間，提高實(shí)時(shí)處理的效率，可以對壓裂微地震監(jiān)測等技術(shù)的發(fā)展提供 強(qiáng)力支持，同時(shí)減少了被動源勘探中對無有效信號處理時(shí)間。
【附圖說明】
[0026] 圖1井中接收系統(tǒng)框圖
[0027] 圖2采集單元主程序流程圖
[0028] 圖3采集單元采集子程序流程圖
[0029] 圖4地面記錄監(jiān)控單元幀數(shù)據(jù)存儲子程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0031] 隨著物探技術(shù)的發(fā)展，特別是微地震監(jiān)測和被動源地震勘探技術(shù)的發(fā)展，原來記 錄數(shù)據(jù)方式的弊端也逐漸顯現(xiàn)。
[0032] 本發(fā)明主要內(nèi)容為一種井中地震接收系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法，包括采集單元數(shù)據(jù)處理 和打包的方法、記錄監(jiān)控單元數(shù)據(jù)處理和記錄方法。
[0033] 圖1是井中地震接收系統(tǒng)框圖。該系統(tǒng)由采集單元、測深單元、數(shù)傳單元、地面記 錄監(jiān)控單元等部分組成，其中采集單元、測深單元、數(shù)傳單元是在井下工作的，地面記錄監(jiān) 控單元是地上。
[0034] 采集單元，主要功能相當(dāng)于數(shù)字檢波器，檢測震動信號，將機(jī)械震動轉(zhuǎn)換為模擬電 信號，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、打包，再通過通訊電路傳輸?shù)綌?shù)傳 單元。
[0035] 測深單元，用于測量采集單元在井下的深度。它是在采集單元下井過程中進(jìn)行工 作的。通過自然伽馬測量采集單元下井深度。
[0036] 數(shù)傳單元主要作用是對采集單元進(jìn)行管理，按照將地面記錄監(jiān)控單元的命令對采 集單元進(jìn)行管理，也將采集單元和測試單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。
[0037] 地面記錄監(jiān)控單元對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理，根據(jù)工作進(jìn)程，發(fā)布命令，管理井下設(shè) 備。同時(shí)，監(jiān)控井下設(shè)備的狀態(tài)，讀取采集數(shù)據(jù)，按照文件進(jìn)行記錄。
[0038] 在井中地震接收系統(tǒng)研究中，研究的主要設(shè)備包括采集單元、測深單元、數(shù)傳單 元、地面記錄監(jiān)控單元，通訊系統(tǒng)包括兩部分：采集單元相互之間、采集單元與測深單元、數(shù) 傳單元之間的級間通訊系統(tǒng)和數(shù)傳單元與地面記錄監(jiān)控單元之間通訊的長纜通訊系統(tǒng)；軟 件部分包括采集單元中的控制軟件、采集軟件、數(shù)據(jù)管理軟件、通訊軟件。
[0039] 測深單元中采集軟件、通訊軟件，數(shù)傳單元中采集單元控制軟件、數(shù)據(jù)管理軟件、 通訊軟件，地面記錄監(jiān)控單元中記錄軟件、監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)處理軟件等。
[0040] 本發(fā)明涉及采集單元中采集數(shù)據(jù)有效信號判別方法和在記錄監(jiān)控單元中數(shù)據(jù)存 儲方法的部分。
[0041] 圖2是采集單元主程序流程圖，給出了采集單元上電后工作流程。在采集單元中， 加電后，首先進(jìn)行初始化，即對采集單元的所有電路設(shè)置初始狀態(tài)。初始化完成后，等待接 收來自于地面記錄監(jiān)控單元的命令，沒有收到，繼續(xù)等待。若收到，判斷是否采集命令。若 是，則執(zhí)行采集子程序（即圖3對應(yīng)的程序），否則，判斷是否停止采集命令，若是，設(shè)置停 止采集標(biāo)志，轉(zhuǎn)到等待命令狀態(tài)，否則判斷是否關(guān)機(jī)命令，若是，關(guān)機(jī)，否則執(zhí)行相應(yīng)的子程 序，繼續(xù)等待命令。
[0042] 圖3是采集單元采集子程序流程圖。進(jìn)入采集子程序后，首先判斷AD轉(zhuǎn)換是否完 成，即是否有可以讀取的數(shù)據(jù)。如有，則讀取AD數(shù)據(jù)。接著（判斷這個(gè)采集數(shù)據(jù)所在位號 的信號有效標(biāo)志是否為1，（這里需要說明一下，一幀數(shù)據(jù)含有很多采集數(shù)據(jù)，把η個(gè)數(shù)據(jù)作 為一組，每一組用一個(gè)信號有效標(biāo)志表7Κ，同時(shí)根據(jù)其在幀中的位置，給予一個(gè)編號，該號 碼只表示該組數(shù)據(jù)在幀中的位置。當(dāng)一組數(shù)據(jù)中有一個(gè)數(shù)據(jù)超過預(yù)定值時(shí)，就把相應(yīng)的標(biāo) 志設(shè)為1，否則設(shè)為零。）如果數(shù)據(jù)所在組標(biāo)志為1，則不再與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，直接跳轉(zhuǎn)到 樣點(diǎn)計(jì)數(shù)器加1 ;否則，將該值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，）判斷是否大于設(shè)定的正值或小于負(fù)值 (如何確定該正值和負(fù)值？）（正值和負(fù)值的設(shè)定有兩種方式，一種是預(yù)先設(shè)置到井中檢波 器內(nèi)，另一種是由地面記錄監(jiān)控單元輸入，然后通過命令傳遞給井中檢波器，對預(yù)設(shè)值進(jìn)行 修改），若都沒有，則直接樣點(diǎn)計(jì)數(shù)器加1 ;如大于設(shè)定的正值或小于負(fù)值（這就實(shí)現(xiàn)了"有 效信號判別"），則設(shè)置相應(yīng)標(biāo)