IC70重锤震源在428XL地震仪器勘探中的应用

唐爱纯，殷来明，范火国

(中石化石油工程地球物理公司华北分公司 河南 濮阳 457001)

IC70重锤震源在428XL地震仪器勘探中的应用

唐爱纯，殷来明，范火国

(中石化石油工程地球物理公司华北分公司 河南 濮阳 457001)

在需要对环境进行保护的地区，重锤震源相比炸药震源具有很大的优势。如何更好地利用重锤震源，现在还处在探索中。介绍428XL与重锤联机的相关设置，重锤的硬件连接和工作模式，RTM软件编写编码器的参数，重锤震源与炸药震源的地震资料对比分析，可以在施工中采用重锤与炸药相结合的方式提高生产效率。

重锤震源；炸药震源；RTM软件

0 引 言

地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段。在煤田和工程地质勘察、区域地质研究和地壳研究等方面，地震勘探也得到广泛应用。地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。地震勘探在分层的详细程度和勘查的精度上，都优于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般从数十米到数十千米。地震勘探的难题是分辨率的提高，高分辨率有助于对地下精细的构造研究，从而更详细了解地层的构造与分布。

爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。目前已发展了一系列地面震源，如重锤、连续震动源、气动震源等，但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍为炸药。海上地震勘探除采用炸药震源之外，还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体等方法。使用炸药激发不仅生产成本高，而且雷管、炸药的使用和管理等安全问题，一直都是野外项目管理者和操作者最为头疼的问题。野外地震勘探作业60%以上的爆炸事故都发生在浅层折射班组，地面激发对植被覆盖区地表造成严重破坏。使用重锤代替炸药激发不仅节约成本，安全问题解决了，环境也得到了保护。

1 设置428XL仪器

正常启动仪器并联机。打开放炮窗口，选择设置窗口，再选择处理类型设置，在下拉窗口中选择STACK IMPULSIVE；Plug选择plug1，Box Type里面选择LCI_428，在Serial NB项输入对应的序列号，如果序列号不一致，那么将无法启动仪器采集数据。记录长度跟窗口时间应该根据实际情况确定[1]，具体设置如图1所示。

图1 重锤放炮处理类型设置

先在Label窗口设置一个名称，然后在Acquisition窗口里面设置需要叠加的次数，前面的Output都应该设置成none，最后一个设置成dump。

2 RTM译码器与重锤IC70的连接图

重锤与428XL联机所需的最小系统主要包括：远程控制器、 WDC控制转接器、RTM译码器、BoomBox译码器、通信电台、GPS和电脑设置口[2]，如图2所示。RTM译码器和WDC转接器共同完成重锤地震系统，RTM提供无线通信接口和计时，而WDC控制液压系统。那么又是如何控制重锤的出击的呢？首先检查WDC面板上面的up down和RTM的准备命令，当RTM发出点火命令时，WDC就会释放控制阀门[3]。检测重锤降到一定低点的时候，就会启动重锤开关，产生CTB；如果没有检测到重锤的低点位置，那么计时就会终止，就会返回到WDC检查up，down和RTM的准备命令。

图2 各部件的连接

3 使用RTM程序设置编码器参数

首先打开RTM程序后需要设置串口，台式机就直接用串口线连接到编码器，如果是笔记本电脑，没有串口的话，可以找一个usb转串口的线。然后调入参数文件，如果不调入文件，手动编辑也可以。调入步骤，点击file菜单，点击open找到相应参数文件即可。将编程线和编码器与笔记本连好，打开编码器电源，可以看见编码器液晶面板点亮，显示出工作模式(如BB Encoder)。在RTM界面点击setup-RTM Online Check，如图3所示。

图3 RTM程序界面

这时，在RTM程序界面会显示当前编码器序列号，版本号等信息。如果没有检查到编码器，那么请检查连线是否接好，串口设置是否正确。再点击setup-Edit parameter，出现界面如图4所示。

图4 RTM设置编码器参数界面

选中13h 标签，检查各项参数设置，首先是Unit ID这是设置重锤编号，必须与428仪器放炮窗口ID号一致，不一致就不能触发重锤；Crew表示队号，这个数值设置也必须跟仪器设置保持一致；Radio Start Delay(0-4 000)这里的时间延迟设置测试爆炸机的延时，必须保证验证TB延时参考信号不超过2 ms，超前或者是超过2 ms，那么这个时间设置就是不合格的，不能用于生产。确认其它参数正确后点击ok。接下来点击setup-upload parameter to RTM，将参数传到编码器。关闭编码器电源后再打开，可以看见编码器的状态应该改变为重锤编码器。如果不放心，可以再点击setup-compare parameters 确认参数已改[4]。

4 重锤与炸药震源施工对比

用炸药震源施工时，炮手到点之后，确认桩号告诉仪器，然后仪器操作员通知炮手充电，当听到充电声后，放炮窗口点击(GO)按钮激发。使用重锤震源施工，最好用手动方式，以便配合默契，在听到译码器发来的长音时，点下采集(GO)按钮，待采集完成后，系统会等待第二/N次叠加。每次叠加时，都需要在听到编码器长音时，按下启动键(GO)。待所有叠加完成后，系统会生成一个炮文件。

重锤比炸药对环境的破坏更小，从一个炮点跳到下一个炮点位置所需要的时间减少了，炸药震源如果弹炮记录不行，还需要重新调动钻机打井下药，重锤只需要在原点重新激发，大大节约了施工时间，提高了资料品质，对环境破坏减低到最小，重锤震源明显优于炸药震源。

5 资料对比

在施工中，资料的质量要得到保障。激发能量是影响地震记录质量的重要因素，能量不够，激发不出有效的弹性波能量，再好的接收条件也无济于事，能量过大也造成地震记录频率低、干扰波多、并造成材料成本过度浪费等。如图5所示是重锤氮气压力分别为600 kg、800 kg、1 000 kg、1 200 kg及井炮的地震记录对比图。

图5 不同氮气压力与井炮激发地震资料对比

从图上可以看出随着锤击出力的增大，背景噪音和有效信号略显改善。图6是同一位置重锤连续激发一次、三次、五次垂直叠加得到的三张记录及一张炸药激发记录。分析三张重锤记录，随着垂直叠加次数的增加，背景噪音得到了压制，资料信噪比提高，记录面貌明显改善。

图6 不同叠次数与井炮资料对比

6 结束语

重锤震源激发在以后的勘探项目上还是有很大的发展前景。国内内蒙沙漠草原和美洲对环境要求严格的地区，以重锤激发进行地震勘探具有较大的优越性，减少干扰波，明显提高地震资料信噪比，获得高品质资料。施工速度快，安全系数高，对自然环境破坏小。

[1] 法国Sercel公司.428XLV5.0 User′s Manual Vol.1[Z].2011:229-277.

[2] 法国Sercel公司.428XLV5.0 Installation Manual [Z].2011:39-68.

[3] RTM_&_WDC_Manual[Z].2006:3-22.

[4] Boom Box Dynamite Controller User’s Manual [Z].2005:27-30.

Application of IC70 Heavy Hammer Source to the Exploration of 428XL Seismic Instrument

TANG Aichun，YIN Laiming，FAN Huoguo

(SinopecGeohysicalCompanyNorthChinaBranch,Puyang,Henan457001,China)

In need of the environment protection area, the source of heavy hammer has a great advantage compared with the explosive source. How to make better use of heavy hammer source now is still in the further exploration. The 428 XL is introduced with the hammer associated settings, which include the hardware connection and working pattern, the parameters of the encoder to write RTM software, and comparative analysis of the earthquake source material from the hammer and explosives source. The production efficiency can be improved by combining the hammer and the explosives during the operational process.

weight drop source; explosive source; RTM software

唐爱纯，男，1982年生，工程师，2008年毕业于中国地质大学(北京)，现主要从事地震勘探仪器操作与维修工作。E-mail：tangac@126.com

P631.4+37

A

2096-0077(2017)04-0066-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.04.017

2016-11-17 编辑：韩德林)