一种异常井口τ值处置装置的利记博彩app

本发明涉及石油勘探领域，是UH井口道信号τ值的处置装置。

背景技术：

在地震勘探施工中，UH井口道信号是地震勘探不可缺少的重要信息。所谓UH井口道信号，就是指震源起爆后所激发的地震波到达埋置在井口的检波器的时间值，也就是井口检波器接收到的第一个起跳振动，在地震勘探中，此作为重要信号，其主要作用之一就是监测激发井(实际是指震源钻孔，下同)的深度，以及提高地震资料成像效果静校正的重要参数，如图1所示。

图1中，O为起爆震源，D为井口，UH为井口检波器，A为井的深度，B为井口检波器到井口的距离，C为起爆震源到井口检波器的距离，根据勾股定理：V为地震波速度，由此可知，井口的时间值τ＝C/V。通常在某个地震作业工区范围内地表变化不大的情况下，表层直达波速度变化不大，井口检波器到井口的距离也是基本不变的，激发井的深度也是基本不变的，因此通常情况下，UH井口道信号τ值也是基本保持不变的，最多也只是在一个极小的范围内波动。而当UH井口道信号τ值小于正常值时，通常情况下，则表示激发井的深度不够，这样的地震记录就是次、废品。按照地震勘探行业的相关规定，废品记录必须重新补炮重新采集，次品记录超过一定的数量后也必须重新补炮重新采集。重新补炮重新采集地震数据的野外作业，费时、费事，生产效率和经济效益大大降低。

2、UH井口道信号τ值目前现状

目前的现状是，在地震勘探野外作业中，UH井口道信号τ值异常的几率还是比较高的，甚至在某些工区达到了30％左右。按照地震勘探规范规定，UH井口道信号τ值异常的记录连续4张内是次品，从第5张起则为废品。它不仅直接影响到地震记录的质量，还直接影响到生产的效率，因为一旦出现废品记录，则必须重新补炮重新采集地震数据。在地震勘探野外作业中，重新补炮重新采集地震数据费时费事，这需要：重新钻震源孔、重 新下震源炸药、施工测线不能正常滚动。因此，寻求确保UH井口道信号τ值正常的方法一直没有停止过。当然，引起UH井口道信号τ值异常的因素的确也很多，实际情况也很复杂，解决此问题的难度大。

以某地震勘探作业区为例，UH井口道信号τ值异常的记录所占比例较大，约有30％左右。其异常现象是：UH井口道信号τ值偏小。该工区的井深为26米，这里的地表层直达波速度约为1500米/秒。因此根据理论计算可知，正常的UH井口道信号τ值应为18ms左右。而异常的UH井口道信号τ值仅为几个ms，造成大量次品、废品记录。如前所述，废品记录必须重新补炮生产重新采集地震数据，次品记录达到一定数量后也必须重新补炮生产重新采集地震数据。费时、费事、费钱。通常情况下保守的估算，地震勘探一个物理点的费用至少5000元以上，更为糟糕的是，一旦重新补炮生产，就中断了正常的野外作业，重新钻孔、重新下炸药、重新定义地震测线，重新爆炸、重新采集与记录地震数据。并且在重新补炮生产重新采集地震数据期间，地震测线不能正常滚动，大大降低了野外采集地震数据的生产效率。而对于拥有数百人、数十台车辆、数千万元地震勘探装备的野外生产作业队伍而言，时间就是金钱的的确确是实实在在的。

3、引起UH井口道信号τ值异常的原因分析

野外作业过程中，各种震动干扰源，如大风、动物、车辆行走、机械振动等等，随时存在，一旦这些振动干扰出现在井口检波器收到真实爆炸震动之前，爆炸机就误以为已经接收到真实的爆炸震动信号，所以在这种情况下，UH井口道信号τ值就提前了，其时间值偏小了，约为几个ms，从而产生了大量的废、次品，如图6所示。

技术实现要素：

本发明的目的是针对地震勘探野外作业中井口道信号τ值异常偏小的问题，提出一种降低、减少井口道信号τ值异常偏小的处置装置。本发明根据地震勘探作业区的实际情况，设置合适的时间门坎值,以排除真实的UH井口道信号到达之前的某些干扰，降低、减少因井口信号τ值异常而产生的废、次品的几率，提高野外生产效率与经济效益。

本发明的技术方案是：

一种异常井口τ值处置装置，它包括UH信号放大器、时基选择器、电控门磁保持继电器、调制器、电台以及天线，所述的UH信号放大器与井口检波器的信号输出端相连，用于接收震源振动信号，UH信号放大器的信号输出端与电控门磁保持继电器的数据信号输 入端相连，时基选择器的信号输入端与时基电路的输出端相连，用于进行时基选择，其信号输出端与电控门磁保持继电器的控制信号输入端相连，电控门磁保持继电器根据时基选择器发出的开门控制信号，选择电子控制门的状态，电控门磁保持继电器的输出端连接调制器的信号输入端，调制器的信号输出端连接电台，由电台发送到地震数据采集系统中的编码器，由编码器将UH井口信号解调出来，送至地震数据采集系统记录。

本发明的UH信号放大器包括依次串接的滤波单元、限幅单元、一级放大单元和二级放大单元；前述滤波单元、限幅单元、一级放大单元和二级放大单元均采用双向电路，滤波单元包括电阻器R1、R2和电容器C1、C2，限幅单元包括二极管D1-D4，一级放大单元包括电阻器R3-R10、放大器A1、A2和电容器C3-C6，二级放大单元包括电阻器R11-R14、放大器A3和电容器C7-C8。

本发明的滤波单元包括电阻器R1、R2和电容器C1、C2，信号中的高频成分将被电容器C1、C2旁路到地，电容器C1与电阻器R1并联连接，电容器C2与电阻器R2并联连接，电容器C1与电阻器R1的一个连接点接UH井口检波器的UH+端，电容器C1与电阻器R1的另一个连接点接地；电容器C2与电阻器R2的一个连接点接UH井口检波器的UH-端，电容器C2与电阻器R2的另一个连接点接地。

本发明的限幅单元包括二极管D1-D4，其中二极管D1、D2组成正限幅器，二极管D1的正端接UH井口检波器的UH+端，二极管D2的正端接UH井口检波器的UH-端；二极管D1、D2的负端相连接并接+VE正参考电源；当信号的正幅度值不大于+VE正参考电源电压时，则二极管D1、D2截止，信号则传输到下一级；而当信号的正幅度值大于+VE正参考电源电压时，则二极管D1、D2导通，信号则被限制在某一幅度值，二极管D3、D4组成负限幅器，二极管D3的负端接UH井口检波器的UH+端，二极管D4的负端接UH井口检波器的UH-端，二极管D3、D4的正端相连接并接-VE负参考电源，当信号的负幅度值不大于-VE负参考电源电压时，则二极管D3、D4截止，信号则传输到下一级；而当信号的负幅度值低于-VE负参考电源电压时，则二极管D3、D4导通，信号则被限制在某一幅度值；通过使用双向限幅器，使所接收到的井口信号的幅度值限制在+VE正参考电源和-VE负参考电源之间，从而使后续的一级放大器和二级放大器不至于因信号太大而饱和阻塞。

本发明的一级放大单元是由运算放大器A1及电阻器R3-R6和运算放大器A2、及电阻器R7-R10组成双向的一级放大器，用于将经过滤波、限幅的UH井口信号进行放大，运算放大器A1的负输入端接电阻器R3，电阻器R3的另一端接UH井口检波器的UH+端，运算放大器A1的正输入端接电阻器R4，电阻器R4的另一端接UH井口检波器的UH-端； 同理：运算放大器A2的负输入端接电阻器R7，电阻器R7的另一端接UH井口检波器的UH-端。运算放大器A2的正输入端接电阻器R8，电阻器R8的另一端接UH井口检波器的UH+端；

二级放大单元是由运算放大器A3及电阻器R11-R14组成双向的二级放大器，将经过滤波、限幅和一级放大的UH井口信号进行二级放大，运算放大器A3的负输入端接电阻器R11，电阻器R11的另一端接运算放大器A1输出端。运算放大器A3的正输入端接电阻器R12，电阻器R12的另一端接运算放大器A2输出端，运算放大器A3输出端接电子控制门磁保持继电器的动触点K，这样，将经过滤波、限幅、一级放大和二级放大的UH井口信号传输到电子控制门磁保持继电器的动触点K，当时基选择器调整电控门磁保持继电器的动触点K处于接通状态时，信号通过，若时基选择器调整电控磁保持继电器的动触点K处于断开状态，则该信号不能通过。

本发明的时基选择器包括由十进制计数器Z1、Z3、比较器Z2、Z4构成的时基选择单元，以及由驱动器Z5、Z6、三极管T1和二极管D5构成的驱动单元，所述的时基选择单元和驱动单元依次串接，驱动单元的输出端连接至电子控制门磁保持继电器的线圈端，常开点吸合，控制电控门磁保持继电器的动触点K接通，井口信号得以通过，其中；

个位数十进制计数器Z1的输入端接计时脉冲，进位输出端接十位数十进制计数器Z3的输入端，计数脉冲的输出端组1A0-1A3接比较器Z2相应的输入端组，比较器Z2的进位输出端接十位数十进制比较器Z4的输入端，比较器的另一组输入端组A0-A3分别选接高电平+5V或低电平接地(高电平为选中，例如，A0接地、A1接高电平、A2接高电平、A3接地，则其时间值便为6mS)。

十位数十进制计数器Z3的输入端接个位数十进制计数器Z1的进位输出端，十位数比较器Z4的输入端接个位数比较器Z2的进位输出端，比较器Z4进位输出端接驱动单元的输入端；比较器Z4的计数脉冲的输出端组2B0-2B3接比较器Z4相应的输入端组，比较器Z4的另一组输入端组B0-B3分别选接高电平+5V或低电平接地。(高电平为选中，例如，B0接高电平、B1接接地、B2接地、B3接地，则其时间值便为10mS(因为其权为十位数)。这样，个位选中6，十为选中1即是10，其总值就是16。又由于时基为1mS的计时脉冲，所以总时间值就是16mS。)

此经驱动器的功率驱动后，送至电子控制门磁保持继电器的线圈端，常开点吸合，控制该门磁保持继电器的动触点K接通，井口信号得以通过。由此可知：例如某工区的UH井口道信号τ值正常应为18mS，而在16mS之前的时间段，门是处于断开状态的，因此 就关闭了16mS之前的各种振动干扰，从根本上彻底杜绝了UH井口道信号τ值小于正常值的情况发生，确保了UH井口道信号τ值正常。大大降低了因过小的时间值而引起的UH井口道信号τ值异常而产生的次、废品，大大减少了补炮重新采集地震数据。由此大大提高了生产效率、经济效益。从理论上讲，例如在选定的真实UH井口信号到来之前的2mS开门，则次、废品产生的几率仅为原来的1/9。当然所选定的开门时间，视各个作业工区的具体情况而定，即依据该工区井的深度和该工区表层直达波的速度而定。井的深度越深，则井口时间τ值越大，反之，若井的深度越浅，则井口时间τ值越小。同理，表层直达波的速度越低，则井口时间τ值越大，反之，若表层直达波的速度越高，则井口时间τ值越小。建议：将开门时间选定在真实井口信号到达之前的2mS开门为宜。这样既杜绝了异常小的UH井口道信号τ值的产生，又确保了真实井口信号通道的畅通无阻。

本发明的Z1、Z3为计数器，Z2、Z4为比较器，Z5、Z6为驱动器，T1为三极管，D5为二极管，磁保持继电器为双线圈绕组的磁保持继电器。

本发明的电控门磁保持继电器包括线圈和动触点K，时基选择器输出脉冲驱动信号实现继电器工作状态的转换，电控门磁保持继电器的一个线圈绕组接时基选择电路中驱动单元的输出端，其动触点K的一端接UH井口信号放大器的输出端，触点的另一端接调制器的输入端；当未到时基选择器所选定的时间窗口时，对应于真实的UH井口道信号尚未到达的时间段，其触点断开，UH井口信号放大器所输出的相关干扰不传递；当到了时基选择电路所选定的时间窗口时，对应于真实UH井口道信号即将到达的时间段，触点接通，UH井口信号放大器所输出的真实UH井口信号则传输过去；磁保持继电器的另一个线圈绕组接井口震源同步系统的RS总复位信号，利用原有的RS作为总复位信号，将电子控制门磁保持继电器等相关电路复位至初始状态。

本发明的有益效果：

本发明使用时，通过设置合适的时间窗口，降低UH(Up-Hole)井口道信号τ值异常现象。根据地震勘探作业区的实际情况，设置合适的时间门坎值；该时间窗口的设置使得在FIRE点火爆炸信号之后到真实的井口道信号UH(井口检波器因震源起爆所接收到的第一个振动信号)到达之前的这段时间，井口道信号UH检测电路不工作，以排除真实的UH井口道信号到达之前的某些干扰，使其只能检测到真实的UH井口道信号，确保UH井口道信号τ值正常。

附图说明

图1是本发明的UH井口道信号示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的UH井口信号放大器的电路图。

图4是本发明的时基选择电路的电路图。

图5是本发明的电子控制门磁保持继电器的电路图。

图6是干扰造成井口道信号时间值τ值提前的示意图。

图7是电子门控时间关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图6所示，在激发井深度正常的情况下所出现的UH井口道信号τ值小于正常值。大量实践证实：在真实井口信号到达之前，井口周围就存在着多种振动干扰，诸如：风吹草动、动物走动、机械振动等。只要振动干扰达到一定的幅度，便误以为井口信号已经到达，因此出现了UH井口道信号τ值小于正常值的情况。

本专利装置设置合适的时间窗口，解决UH井口道信号τ值异常问题。其基本原理是：设置一个电子门控，在真实的井口信号到达之前，该电子门是关闭的，误以为井口信号的其他振动干扰过不去，而只有在真实的井口信号到达之前，电子门略微提前开门，迎接真实井口信号的到来，从而有效杜绝了UH井口道信号τ值小于正常值的情况。时间关系示意图如图7所示。

如图2所示，本发明中，UH井口信号放大器在接收到震源振动的信号后经滤波、限幅、放大后送至电子控制门，但该电子控制门是否打开，则取决于时基选择电路的控制。当时基选择电路发出开门的控制信号后，该电子控制门才能打开，只有在此时，UH井口信号才能传输到调制器，经过调制器的调制后，再经由电台发送到地震数据采集系统中的编码器，由编码器将UH井口信号解调出来，送至地震数据采集系统记录下来。

如图3所示，震源起爆后，UH井口检波器所接收到的第一个振动信号可能是正跳(往上跳)，也有可能是负跳(往下跳)，是双向的信号。因此UH井口信号放大器中的电路均为双向的，即双向的滤波器、双向的限幅器、双向的一级放大器、双向的二级放大器。

电容器C1、C2和电阻器R1、R2组成滤波器，其目的是滤除掉不需要的频率成分。众所周知：容抗是频率的函数，即频率越高则容抗越小，信号中的高频成分将被电容器C1、C2旁路到地。电容器C1与电阻器R1并联连接，电容器C2与电阻器R2并联连接。电容 器C1与电阻器R1一个连接点接UH井口检波器的UH+端，电容器C1与电阻器R1的另一个连接点接地；电容器C2与电阻器R2的一个连接点接UH井口检波器的UH-端，电容器C2与电阻器R2的另一个连接点接地。

二极管D1、D2、D3、D4组成限幅器。二极管D1、D2组成正限幅器，二极管D1的正端接UH井口检波器的UH+端，二极管D2的正端接UH井口检波器的UH-端。二极管D1、D2的负端相连接并接+VE正参考电源。当信号的正幅度值不大于+VE正参考电源电压时，则二极管D1、D2截止，信号则传输到下一级；而当信号的正幅度值大于+VE正参考电源电压时，则二极管D1、D2导通，信号则被限制在某一幅度值。二极管D3、D4组成负限幅器，二极管D3的负端接UH井口检波器的UH+端，二极管D4的负端接UH井口检波器的UH-端。二极管D3、D4的正端相连接并接-VE负参考电源。当信号的负幅度值不大于-VE负参考电源电压时，则二极管D3、D4截止，信号则传输到下一级；而当信号的负幅度值低于-VE负参考电源电压时，则二极管D3、D4导通，信号则被限制在某一幅度值。通过使用双向限幅器，使所接收到的井口信号的幅度值限制在+VE正参考电源和-VE负参考电源之间，从而使后续的一级放大器和二级放大器不至于因信号太大而饱和阻塞。

运算放大器A1、及电阻器R3、R4、R5、R6和运算放大器A2、及电阻器R7、R8、R9、R10组成双向的一级放大器，其目的是将经过滤波、限幅的UH井口信号适当放大。运算放大器A1的负输入端接电阻器R3，电阻器R3的另一端接UH井口检波器的UH+端。运算放大器A1的正输入端接电阻器R4，电阻器R4的另一端接UH井口检波器的UH-端。同理：运算放大器A2的负输入端接电阻器R7，电阻器R7的另一端接UH井口检波器的UH-端。运算放大器A2的正输入端接电阻器R8，电阻器R8的另一端接UH井口检波器的UH+端。

运算放大器A3、及电阻器R11、R12、R13、R14组成双向的二级放大器，将经过滤波、限幅和一级放大的UH井口信号进行二级放大。运算放大器A3的负输入端接电阻器R11，电阻器R11的另一端接运算放大器A1输出端。运算放大器A3的正输入端接电阻器R12，电阻器R12的另一端接运算放大器A2输出端，运算放大器A3输出端接电子控制门磁保持继电器的动触点K。这样，将经过滤波、限幅、一级放大和二级放大的UH井口信号传输到达了电子控制门磁保持继电器的动触点K。但该信号能否通过电子控制门，则取决于该门的开关状态。若该门磁保持继电器的动触点K处于接通状态，则该信号通过。若该门磁保持继电器的动触点K处于断开状态，则该信号不能通过。该门何时能打开，则是由时基选择电路控制的。只有在选定的时间窗口才能打开，UH井口信号通过；而在非选定的时间段，门是处于关闭状态，相关信号不能通过。

如图4所示，时基选择电路由二部分电路构成，分别为十进制计数器Z1、Z3和比较器Z2、Z4构成，同时又分别为个位数的十进制计数器Z1、比较器Z2以及十位数的十进制计数器Z3、比较器Z4构成。利用原有的1mS的计时脉冲作为时基，利用原有的RS作为总复位信号，将时基选择电路、电子控制门磁保持继电器等相关电路复位至初始状态。

个位数十进制计数器Z1的输入端接计时脉冲，进位输出端接十位数十进制计数器Z3的输入端。1A0～1A3计数脉冲的输出端组接比较器Z2相应的输入端组，比较器Z2的进位输出端接十位数十进制比较器Z4的输入端。，比较器的另一组输入端组A0～A3分别选接高电平+5V或低电平接地。高电平为选中，例如，A0接地、A1接高电平、A2接高电平、A3接地，则其时间值便为6mS。

十位数十进制计数器Z3的输入端接个位数十进制计数器Z1的进位输出端，十位数比较器Z4的输入端接个位数比较器Z2的进位输出端，比较器Z4进位输出端接驱动器的输入端。2B0～2B3计数脉冲的输出端组接比较器Z4相应的输入端组，比较器Z4的另一组输入端组B0～B3分别选接高电平+5V或低电平接地。高电平为选中，例如，B0接高电平、B1接接地、B2接地、B3接地，则其时间值便为10mS(因为其权为十位数)。这样，个位选中6，十为选中1即是10，其总值就是16。又由于时基为1mS的计时脉冲，所以总时间值就是16mS。此经驱动器的功率驱动后，送至电子控制门磁保持继电器的线圈端，常开点吸合，控制该门磁保持继电器的动触点K接通，井口信号得以通过。由此可知：例如某工区的UH井口道信号τ值正常应为18mS，而在16mS之前的时间段，门是处于断开状态的，因此就关闭了16mS之前的各种振动干扰，从根本上彻底杜绝了UH井口道信号τ值小于正常值的情况发生，确保了UH井口道信号τ值正常。大大降低了因过小的时间值而引起的UH井口道信号τ值异常而产生的次、废品，大大减少了补炮重新采集地震数据。由此大大提高了生产效率、经济效益。从理论上讲，例如在选定的真实UH井口信号到来之前的2mS开门，则次、废品产生的几率仅为原来的1/9。当然所选定的开门时间，视各个作业工区的具体情况而定，即依据该工区井的深度和该工区表层直达波的速度而定。井的深度越深，则井口时间τ值越大，反之，若井的深度越浅，则井口时间τ值越小。同理，表层直达波的速度越低，则井口时间τ值越大，反之，若表层直达波的速度越高，则井口时间τ值越小。建议：将开门时间选定在真实井口信号到达之前的2mS开门为宜。这样既杜绝了异常小的UH井口道信号τ值的产生，又确保了真实井口信号通道的畅通无阻。

本发明的Z1、Z3为计数器，Z2、Z4为比较器，Z5、Z6为驱动器，T1为三极管， D5为二极管，磁保持继电器为双线圈绕组的磁保持继电器。

如图5所示，电子控制门为磁保持继电器，其特点是线圈中只要通过一个脉冲驱动信号便可实现其工作状态的转换，无需长期通电而保持在接通或断开的稳定状态，体积小、重量轻、耗电省、动作快、免维护。

磁保持继电器的一个线圈绕组接时基选择电路中驱动器的输出端。其动作触点的一端接UH井口信号放大器的输出端，触点的另一端接调制器的输入端。当未到时基选择电路所选定的时间窗口时，此时正好对应于真实的UH井口道信号尚未到达的时间段，其触点断开，UH井口信号放大器所输出的相关信号传输不过去，从而彻底杜绝了UH井口道信号τ值异常(过小的UH井口道信号τ值)。而当到了时基选择电路所选定的时间窗口时，此时正好对应于真实UH井口道信号即将到达的时间段，其触点接通，UH井口信号放大器所输出的真实的UH井口信号则传输过去。换言之，本专利装置既彻底杜绝了因其他干扰振动而引起的异常小的UH井口道信号τ值，又确保了真实井口信号的畅通无阻。

磁保持继电器的另一个线圈绕组接RS总复位信号，利用原有的RS作为总复位信号，将电子控制门磁保持继电器等相关电路复位至初始状态；磁保持继电器为双线圈绕组的磁保持继电器。

本发明具体实施时：

如前所述，从震源起爆，地震波由震源传到井口检波器的时间为18ms，只要在此时间窗口内存在某种振动干扰，就有可能产生异常小的UH井口道信号τ值，造成废次品。在某工区将开门时间选定在真实UH井口信号到达之前的2ms，即16ms时将电子控制门打开。实际结果是：由UH井口道信号τ值异常造成的废次品下降到了原来的1/9。重新补炮重新采集地震数据的工作量减少了8/9。按照目前地震勘探一个物理点的费用至少是5000元以上计算，每天所取得的直接的经济效益数以万计，极为可观。更为关键的是，彻底杜绝了由于重新补炮重新采集地震数据而中断了的正常野外作业(因为在重新补炮重新采集地震数据期间，地震测线不能正常移动)，故大大提高了野外采集地震数据的生产效率、经济效益。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。