中继台在炸药震源和可控震源混合施工中的应用

李富贵 万连顺 杨玉兰吴耀琴徐月梅

(1.长江大学 湖北 荆州 434023；2.东方地球物理公司装备服务处吐哈作业部 新疆 哈密 839009)



·经验交流·

中继台在炸药震源和可控震源混合施工中的应用

李富贵1万连顺2杨玉兰2吴耀琴2徐月梅2

(1.长江大学 湖北 荆州 434023；2.东方地球物理公司装备服务处吐哈作业部 新疆 哈密 839009)

中继台的主要作用是增大无线通讯距离，目前广泛应用于炸药震源地震勘探施工作业中，技术比较成熟。文章主要描述中继台在吐哈探区火焰山区域地震勘探作业中首次用于可控震源施工作业的必要性和可行性，简单介绍中继台在施工前应做的改进及一致性调试方法和步骤。

地震勘探；中继台；可控震源；应用

0 引 言

2012年底到2014年初，吐哈探区在火焰山玉北构造带陆续布置了360 km2的三维地震勘探任务。该区域工区地表主要有三种类型：山体区，戈壁区和农田区，各种类型差不多各占1/3。施工设计中根据需要使用了不同的激发方式，即在山体区和农田区大都使用炸药激发，戈壁区使用可控震源。为了提高施工效率，地震队希望可控震源和炸药震源混合交替生产。但此工区地形复杂，在不频繁移动仪器车停车位的情况下，仪器与爆炸机之间、仪器与可控震源之间通讯效果较差，它们之间的信号无法正常传输，导致仪器无法正常启动爆炸机或可控震源。严重影响施工效率，耽误生产。为此提出了架设中继台作为通讯扩距的解决方案。

1 项目介绍

为了圆满完成地质任务，火焰山横穿此工区的中部，使得每束测线中部都跨过火焰山，而两边在比较平的戈壁或者农田。这样中部地区用炸药激发，而两边用可控震源激发；为了保证排列接入，仪器车停放位置必须在测线的中部即火焰山上，火焰山宽大约7 km，交通状况极差，只在中部推了一条简易路，仪器车只能停在此路的边上，工区地形起伏剧烈，高差大，最大高差达700 m，特别是火焰山山体陡峭，断崖随处可见。这样，仪器车频繁移动停车位是不可能的，在这种情况下仪器和两端的可控震源无线信号就非常弱，经常联系不上，无法正常生产。炸药震源施工作业中我们用比较成熟的中继台作为数据传输方式，那么用此中继台能否可靠地触发可控震源，对我们来说是第一次尝试，也是一个挑战。

2 中继台的要求

我们采用的中继台是MOTOROLA CDR700型。炸药震源和可控震源分别使用不同的编译码器。炸药激发时我们用的是SHOTPRO-Ⅱ编、译码器；可控震源的编、译码器为VIBPRO Ⅲ；通讯电台都用MOTOROLA GM338型。市面上购买的中继台都是以语音质量为标准的，但我们不但要求语音质量要好，对数字传输要求更高。否则就不能正确远距离启动编译码器。所以，从市面上直接购买的中继台不能直接用于我们项目上， 必须经过改造。

2.1 音频输入通道的改进

MOTOROLA CDR700型中继台是由两部GM388车载电台和双功器所组成。两台GM338电台的连接是由电台后部的扩展口J0501来完成的，一部做接收台，一部做发射台。扩展口音频输入口有两个，即J0501-2脚和J0501-5脚，这两个脚输入电路是不一样的。J0501-2音频输入通道为了改善语音质量将信号输入到一个音频信号滤波器IC U221的滤波预加重电路、限幅电路、求和电路和滤波电路。而J0501-5音频输入信号跨过上述电路输入到衰减器直接进入调制电路，如图1所示，这样保证被发射的信号最大限度地不失真。虽然语音质量不太好，但数据传输效果较好。为了保证可控震源和炸药震源的编、译码器数字信号的可靠传输，就要选择发射台的J0501-5脚作为输入信号通道。

图1 GM388电台输入通道

2.2 音频输出通道的设置

GM338电台音频输出通道如图2所示。GM338电台音频输出通道有三路：扩展口的J0501的16、1脚为外接喇叭输出。11脚输出有两层含义，接U0221的39脚为FLT RX AUDIO(滤波音频)，接U0221的10脚为FLAT RX AUDIO(平滑音频)。从图2可以看出，FLT RX AUDIO经过滤波、预加重等，这和接收语音时J0501-2的处理相对应。FLAT RX AUDIO没有经过上述处理，和接收语音时J0501-5的处理相对应。为了较好地接收数据信号，就要通过用户编程软件把附件配置的接收音频类型设置成平滑音频[1]。

图2 GM388电台输出通道

从上面分析可看出，为了可靠的数字传输，可控震源和炸药震源的通讯电台都按此进行改进和设置。另外，由于中继台在工区通讯起中枢作用，所以对其技术参数要求就比其它通讯设备要高，除发射功率、频率稳定度、调制特性、接收机灵敏度、音频输出功率和失真、调制接收带宽等技术参数与对讲机、车载台相同或较高外，根本的区别在于全双工工作，即在接收信号的同时又要发射信号。其关键的技术参数是双工工作时的接收灵敏度，合格的中继台发射时应不影响接收机的灵敏度。中继台若存在收发干扰，意味着接收机灵敏度的下降，在系统工作时，直接影响到对讲机和车载台的通讯距离，所以，中继台的电台各项指标要求比较高，每次检修和维护都要对其进行指标测试，以便达到最佳状态。

3 施工前一致性调试

由于在无线通讯电台之间加了一个中继台，势必增加了仪器采集系统的启动延迟时间。在正式施工前，我们要分别对此两套编、译码器进行一致性调校。炸药震源(Shot ProⅡ)可以用专用设备或用数字示波器(100 MHz以上)进行调试。在野外没有专用设备或示波器的情况下，也可用本项目的地震仪进行调试。此方法主要是利用地震仪的辅助道1产生编码器钟TB信号(Clock TB)和辅助道2或者某一地震道由译码器产生并通过无线电台回传到编码器，再由编码器解码、转换得来的译码器钟TB信号(Decoded Clock TB)、还有译码器验证TB信号(Confirmation TB)，利用时间标志信号(Mark)通过绘图仪绘出纸记录。将译码器的钟TB与编码器的钟TB进行对比，调整编码器Start Dly和Rad Ref Dly参数，使两个信号起跳沿一致。做此工作一般将地震仪调到比较高的采样率(0.25 ms)，绘图仪调到较高的比例(1:16)、变面积绘图。最后还要送到现场处理机打印其真值，进行观察对比[2]。

可控震源的系统启动时间调整一般将震源开到仪器车旁做有线一致性测试，也可用专用设备和数字示波器的X-Y轴进行调试，在没有专用设备和示波器的情况下，也可用笔记本电脑运用Vpkop 、VIBQC32软件程序，通过Cable(有线)和Radio(无线)将可控震源Vib Pro箱体的信号分别传输给编码器，通过VIBQC32软件检查平板相位绘图确定编码器来的电台参考信号和从箱体由电台返回的真参考信号是否同时启动，调节Encoder delay time(编码器延迟时间)和Radio Similarity delay time (电台一致性延迟时间)两个参数。如果相位呈现出负的趋势，则需要增加编码器电台一致性延迟，否则将减少电台一致性延迟。通过几次扫描，调节编码器的电台延迟，达到最小相位差，以达到一致性的目的[3]。

4 施工效果的验证

我们分别对可控震源编、译码器在有无中继的情况下进行多次对比，进行系统启动时间的调整，并进行上百次的试震，将试震的启动时间数据进行真值处理，验证其TB信号的可靠性和稳定性。另外，我们还选择两条测线进行了有无差转的试生产，并进行现场处理，观察其有无变化，最后确定可控震源用中继台进行通讯中继是可行的，完全满足了施工的要求。

由于中继台成功应用于可控震源，大大提高了仪器与爆炸机和可控震源之间通讯质量，满足了炸药震源和可控震源交替施工的数据传输的需要，极大地提高了施工效率。在今年的玉北西三维地震勘探项目中，运用了中继台，平均每天完成600多炮，最多时达到1 220多炮。创下了火焰山工区最高生产记录。

5 结束语

吐哈盆地玉北构造带三维地震勘探项目可控震源与炸药震源用同一个中继台作通讯中继的成功运用，很好地解决了复杂地表的通讯问题，同时也解决了由于距离远或穿越障碍通讯信号弱而不能启动可控震源问题，满足了大排列、长距离和复杂地形炸药震源和可控震源交替施工的需要，提高了生产效率。

[1] MOTOROLA.GM338/GM398 Detailed Service Manual，2002(资料)

[2] Pelton公司.Shot ProⅡ manual.2003(资料)

[3] 董 功，刘国华，宋海涛，等.Shot proⅡ遥爆系统TB延迟测试及参数调试方法[J].物探装备，2013，23(1)：50-53.

Application of Repeaters in the Hybrid Seismic Source construction with explosive source and vibroseis

LI Fugui1WAN Lianshun2YANG Yulan2WU Yaoqin2XU Yuemei2

(1.YangtzeUniversity,Jingzhou,Hubei434023,China2.BGPEquipmentServiceDepartment,CNPC,Hami,Xinjiang839009,China)

Repeaters can increase wireless communication distance, so they are widely used in the seismic exploration construction with explosive source. It is the first time for them to be used in the seismic construction with vibroseis.This paper first introduces the necessity and feasibility of their application in the Flaming Mountains regional seismic exploration in Tuha exploration area, then gives the improvement and the consistency debugging methods and procedures for the repeaters before taken into use.

seismic exploration， repeater， vibroseis， application

李富贵，男，1974年生，工程师，1998年毕业于西安石油大学电子仪器及测量技术专业，目前在东方地球物理公司装备服务处吐哈作业部从事地震仪器技术管理工作。E-mail:1084655342@qq.com

P631.4

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2096-0077(2015)01-0098-03

2014-08-05 编辑：姜婷)