董 斌 陈少军 辛永胜

(新疆地调处质量监控中心 新疆乌鲁木齐)

GDZ48A浅层地震仪与
GDZ24A、NX-24、R24仪器的测试对比

董 斌 陈少军 辛永胜

(新疆地调处质量监控中心 新疆乌鲁木齐)

文章对GDZ48A、GDZ24A、NX-24、R24浅层地震仪进行了道一致性、系统延迟、初至时间拾取、小折射和微测井采集资料对比,通过对比证明,GDZ48A和GDZ24A浅层地震仪完全可以满足野外表层调查要求。

GDZ48A;SDB-24A

0 引 言

GDZ48A浅层地震仪由东方地球物理公司西安物探装备分公司制造,2009年6月配备到新疆地调处的新仪器。因我处首次装备该仪器,且在准噶尔盆地无使用该系列仪器的经验,因此有必要在野外现场与目前常用的NX-24、R24等浅层地震仪进行对比测试,以检验和了解GDZ48A仪器技术性能,为今后在准噶尔盆地推广使用积累宝贵的经验。

主要对比了GDZ24A、GDZ48A、NX-24、R24仪器道一致性、系统延迟、微测井和小折射采集资料及SDB-24A爆炸机负载能力。

1 GDZ48A和SDB-24A爆炸机性能特点

1.1 GDZ48A仪器性能特点及技术指标[1、2]

1)仪器性能特点

GDZ48A是一款轻便型、性价比高的一体化国产地震数据采集系统,该系统采用了Δ-Σ24位A/D转换器、能精确地勘探浅层地质结构。操作系统软件基于Windows XP系统开发,为用户提供了友好的操作界面。系统配备了12 V直流电瓶供电、12.1 in(1 in=25.4 mm)TFT彩色显示器、大容量硬盘、USB2.0接口2个、内置热敏打印机等。

2)技术指标

道数:48道

A/D转化器:Δ-Σ24位

采样间隔:0.0625 ms、0.125 ms、0.25 ms、0.5 ms、1 ms、2 ms

前放增益:18 dB、42 dB

道间串音:≤-90 dB

总谐波畸变:＜0.003%

数据处理:A.高、低截滤波;B.陷波;C.AGC

打印机:高速热敏打印机

存储:120 G硬盘(内置),U盘

操作系统:windows XP

记录格式:SEG-2

工作温度:0～45℃

质量:16 kg

1.2 SDB-24A爆炸机性能特点及技术指标[3]

SDB-24A爆炸机可与GDZ48A浅层地震仪配套作为引爆装置,它具有操作简单、小型便携、安全可靠等特点。

工作温度:-30℃～60℃

供电方式:直流6 V

起爆精度:0±5μs

启爆高压:200 V～300 V

负载能力:50 m炮线,串联大于10只雷管,并联大于5只雷管。

重量:1.3 kg

2 仪器道一致性和系统延迟测试

2.1 道一致性测试

使用0.25 ms采样间隔,前放增益不做要求,用一只合格检波器与测试地震道并联,用敲击法做道一致性测试。

用上述方法对R24、NX-24、GDZ24A、GDZ48A仪器进行道一致性测试。R24和GDZ48A仪器道一致性测试记录分别如图1和图2所示。四种仪器各测试道波形一致、无视差。

图1 R24仪器道一致性测试记录

图2 GDZ48A仪器道一致性测试记录

2.2 系统延迟测试

采用同一点激发接收,验证不同仪器时延差异,测试采样间隔均为0.25 ms。

由于在实际测试中做到零炮检距很难,因此每台仪器系统延迟均测试三至四次,测试连接见图3,其中理想的记录作为最终的测试结果。

图3 系统延迟测试示意图

通过分析GDZ48A、GDZ24A、NX-24、R24仪器的系统延迟记录和真值,上述四台仪器对应文件号404、303、204、105起跳时间接近零时刻,时延误差均在一个样点0.25 ms内。

3 采集资料对比

3.1 初至时间拾取对比

为了保证两台不同仪器采集数据的可对比性,使用一台SDB-24A爆炸机激发,两台不同仪器同时接入同一排列接收,采集后拾取各道初至时间进行对比。

1至3道道距1 m,4至12道,道距2 m,采样间隔0.25 ms。

施工排列连接如图4所示,初至时间拾取结果见表1、表2。

图4 排列示意图

表1 0 m偏移距初至时差和平均时差

表2 2 m偏移距初至时差和平均时差

初至时间拾取结果显示:GDZ24A/GDZ48A与R24/NX-24 0 m偏移距和2 m偏移距初至时间平均误差值在1到3个样点内。

3.2 小折射资料采集对比

GDZ24A、NX-24、R24采用不等道距2 m偏移距,同一排列接收;GDZ48A采用不等道距5 m偏移距接收,对比不同仪器采集资料的解释成果,实施方案见表3。

表3 不同仪器资料采集实施方案

通过处理上述四种仪器采集的小折射资料,最终的解释成果对比:GDZ48A、GDZ24A、NX-24、R24仪器在同一位置采集,小折射资料解释成果一致,低降速带厚度最大误差0.2 m。

3.3 微测井数据采集对比

用两口R24仪器施工的生产微测井,与这两口微测井相同位置、相同井深和接收条件(12只检波器地面接收,检波器距井口1 m、2 m、3 m扇形摆放,每个偏移距4道)的试验微测井用一台爆炸机激发(井中激发),GDZ24A和GDZ48A同时接收,对所得资料进行对比。

两口微测井资料解释成果对比显示:11881170、55161166桩号试验微测井用GDZ48A、GDZ24A仪器同时采集所得资料解释成果与R24仪器采集的生产微测井资料解释成果一致,低降速带厚度最大误差仅为0.27 m。

4 SDB-24A爆炸机负载能力试验

现场采用普通炮线连接,雷管激发,炮线长度从475m依次递减测试SDB-24A启爆能力,接收仪器以GDZ24A为主,测试方案和测试结果见表4。

表4 SDB-24A爆炸机负载能力测试实施方案及结果

使用两发雷管并联激发是为了防止哑炮而在实际工作中采用的一种措施,因此试验中均采用两发雷管并联激发。

爆炸机负载能力测试结果:

(1)SDB-24A爆炸机负载2发雷管并联激发,极限启爆距离369 m;300 m三发雷管并联不响(实测475 m炮线电阻250Ω,0.53Ω/m)。

(2)50 m炮线 GDZ48A接收5发并联和10发串联激发均能启爆。

5 结 论

经过仪器系统测试,初至时间拾取,小折射、微测井采集资料解释成果对比,GDZ48A与GDZ24A、NX-24、R24所得资料一致。GDZ48A浅层地震仪精度完全可以满足野外表层调查的需要,但仍有以下几项需注意改进:

(1)GDZ48A仪器系统极性与NX-24和R24相反,通过软件功能可以实现道极性反相。

(2)GDZ48A仪器无正版操作系统,可能会给系统维护带来不便。

(3)使用USB设备容易使系统感染病毒,需进行病毒防范。

(4)使用SDB-24A爆炸机,微测井深度应控制在350 m以内(两发雷管并联激发)。

[1] GDZ48A高精度工程地震仪用户手册(资料)

[2] GDZ24A高精度地震仪用户手册(资料)

[3] SDB-24A爆炸机使用说明(资料)

Test and comparison among the low velocity layer seismic instru- ment systems of GDZ48A,GDZ24A,NX-24 and R24.

Dong Bin,Chen Shaojun and Xin Yongsheng.

The traces similarity test,system delay time,first break time pickup,LVL refraction records,uphole survey data of GDZ48A,GDZ24A,NX-24 and R24 are compared in this paper.The comparison shows that GDZ48A and GDZ24A low velocity layer seismic instrument systems can meet the requirement of low velocity layer survey.

GDZ48A;SDB-24A

P631.4+32

B

1004-9134(2011)03-0034-03

董 斌,男,1965年生,高级工程师,1986年毕业于甘肃工业大学自控工业电气自动化专业,多年从事地震仪器技术支持和质量监控工作,现任新疆地调处质量监控中心仪器总监。邮编:830016

2010-12-25编辑刘雅铭)

PI,2011,25(3):34～36

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