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1、可控震源的检测与测试东方公司东方公司QHSEQHSE部部东方公司装备事业部东方公司装备事业部主要内容一、为什么要出台这样一个标准二、新标准的主要内容与立意三、新标准如何操作四、测试评价指导原则五、结束语一、为什么要出台这样一个标准可控震源检测/检查与评价是为了保证可控震源在作业前具有的良好技术状况和作业过程中的激发质量，同时也为了甲乙方有一个共同的沟通平台以解决可控震源在生产中出现的技术问题。此前有关可控震源的测试方法和评价标准不够完整，使得在实际使用中难以操作或被人断章取义。二、为什么要出台这样一个标准随着BGP在国内外勘探市场份额的不断扩大,BGP的地震队伍被越来越多的国际大油公司所接受,
2、但是这些知名油公司对地震作业规范性要求之严格也是众所周知的,因此我们必须正视这些公司对地震勘探的规范要求,从而站稳市场.为了尽快与国际要求接轨,使更多在国内作业的地震队了解目前国际上通用的对可控震源测试的方法,我们制订了本标准二、新标准的主要内容与立意新标准的主要内容和新的立意包括l l针对可控震源的各种典型的检查方式针对可控震源的各种典型的检查方式l l可控震源振动性能测试的方法可控震源振动性能测试的方法l l增加了震源机械状况的检查增加了震源机械状况的检查l l增加了对可控震源各种检测方法的描述与用途增加了对可控震源各种检测方法的描述与用途l l增加了可控震源极性测试内容增加了可控震源极性
3、测试内容新的立意在于通过描述各种测试方法,使用者可以通过相互验证,更灵活地解决在实际生产中可控震源出现的一些问题.三、新标准如何操作首先要明确的几个的关键问题1 为什么要进行震源机械部分的检查/检测?2 机械部分检查的周期性制度3 为什么有那么多振动性能测试的方法?4 每种测试方法的核心内容是什么?5 可控震源的极性问题有多重要?6 信号源分立引发了什么样的技术问题?7 测试过程中的注意事项1 为什么要进行震源机械部分的检查/检测?可控震源经过动迁或起封后，一般都要进行机械、可控震源经过动迁或起封后，一般都要进行机械、液压驱动的行走及运动部分的调整和检查、保养。液压驱动的行走及运动部分的调整和
4、检查、保养。如：对连接件和紧固件的检查和调整；对传动系如：对连接件和紧固件的检查和调整；对传动系统的检查和调整；对车辆油、水液面的检查和重统的检查和调整；对车辆油、水液面的检查和重新加注；各关节部位润滑脂的检查与加注；对储新加注；各关节部位润滑脂的检查与加注；对储能器中的氮气充气压力的检查和补充；根据地表能器中的氮气充气压力的检查和补充；根据地表条件对可控震源提升系统压力的调整和对空气弹条件对可控震源提升系统压力的调整和对空气弹簧隔振系统的调整；对各种安全防护和报警系统簧隔振系统的调整；对各种安全防护和报警系统的检查与验证；对当地可能使用的各种油品理化的检查与验证；对当地可能使用的各种油品理化
5、指标的取样与检验等等，这些基本工作对保证可指标的取样与检验等等，这些基本工作对保证可控震源的性能，提高系统在工作中的可靠性至关控震源的性能，提高系统在工作中的可靠性至关重要。因此在震源首次发动前，要求对震源进行重要。因此在震源首次发动前，要求对震源进行外部和内部的检查。外部和内部的检查。1 为什么要进行震源机械部分的检查/检测?其实，我们在野外工作中经常发现：许多情况下超其实，我们在野外工作中经常发现：许多情况下超长时间的震源日检主要原因就是没有做好前期的长时间的震源日检主要原因就是没有做好前期的基础技术准备工作，没有解决震源本身存在的问基础技术准备工作，没有解决震源本身存在的问题。个别人（队
6、）希望通过长时间、反复的振动，题。个别人（队）希望通过长时间、反复的振动，找到一次能够合格的结果侥幸过关。找到一次能够合格的结果侥幸过关。与其说每天如此辛苦，倒不如停下来彻底检查一下与其说每天如此辛苦，倒不如停下来彻底检查一下哪些基本的技术准备工作没有做或没有做到位，哪些基本的技术准备工作没有做或没有做到位，俗语云：磨刀不误砍材功。俗语云：磨刀不误砍材功。震源机械部分检查/检测的侧重点外部检查外部检查: :各种液面的检查；各种液面的检查； 各种传动皮带的检查；各种传动皮带的检查； 各种连线、电缆的检查；各种连线、电缆的检查； 关键部位的连接件与紧固件的检查；关键部位的连接件与紧固件的检查； 各
7、充气和充氮气总成的压力检查；各充气和充氮气总成的压力检查；排水和排污部件的检查；排水和排污部件的检查；内部检查内部检查: :各种开关与操作状态的检查；各种开关与操作状态的检查； 各种安全措施的检查；各种安全措施的检查； 2 机械部分检查的周期性制度机械部分检查的周期性主要是按照可控震源机械部机械部分检查的周期性主要是按照可控震源机械部件正常使用的统计规律进行的必要检查，周检包件正常使用的统计规律进行的必要检查，周检包括：括：l l日检或等同工作小时；日检或等同工作小时；l l周检或等同工作小时；周检或等同工作小时；l l月检或等同工作小时；月检或等同工作小时；l l半年检或等同工作小时；半年检
8、或等同工作小时；l l年检或等同工作小时；年检或等同工作小时；只有可控震源处于正常的工作状况，对震源性能的只有可控震源处于正常的工作状况，对震源性能的测试才能真实反映实际的水平。测试才能真实反映实际的水平。3 为什么有那么多振动性能测试的方法?振动性能测试的目的、测试设备以及甲方（油公司）振动性能测试的目的、测试设备以及甲方（油公司）对地震勘探的技术要求决定了测试的方法。对地震勘探的技术要求决定了测试的方法。振动性能的检测，不单是检查可控震源振动输出力振动性能的检测，不单是检查可控震源振动输出力的大小，同时还包括了检查可控震源激发信号频的大小，同时还包括了检查可控震源激发信号频带宽度、激发参数
9、的一致性、激发信号畸变大小带宽度、激发参数的一致性、激发信号畸变大小和同步振动的精度。在上述各种检测方法中，由和同步振动的精度。在上述各种检测方法中，由于各有特点，因此被广泛地应用在实际工作中，于各有特点，因此被广泛地应用在实际工作中，更多的情况下是通过多种方法的组合进行相互验更多的情况下是通过多种方法的组合进行相互验证，确保可控震源振动性能测试的可靠性。证，确保可控震源振动性能测试的可靠性。4 每种测试方法的核心内容是什么?常用对可控震源振动性能部分的检测方法有：一致性检测方法；实时振动检测方法；通用振动性能测试仪检测方法；专用振动性能测试分析方法；一致性检测方法常说的可控震源的常说的可控震
10、源的“ “一致性一致性” ”（SimilaritySimilarity）检查，就是指）检查，就是指这种直接采用常规地震仪器进行可控震源性能检查方法。这种直接采用常规地震仪器进行可控震源性能检查方法。这种方法通常有两种实现方式：这种方法通常有两种实现方式：有线一致性（有线一致性（Wire Line SimilarityWire Line Similarity）；）；无线（电台）一致性（无线（电台）一致性（Radio SimilarityRadio Similarity）；）；采用常规地震仪器直接进行可控震源性能检查是最直观、采用常规地震仪器直接进行可控震源性能检查是最直观、最可信的方法之一，这种
11、方法对任何可控震源的振动性能最可信的方法之一，这种方法对任何可控震源的振动性能检查都适用。检查都适用。这种方法的唯一缺点就是不能精确地描述相位与振幅误差这种方法的唯一缺点就是不能精确地描述相位与振幅误差的大小，因此，从现在的角度来看，属于定性的检查方式。的大小，因此，从现在的角度来看，属于定性的检查方式。由于这种方法实现起来简单，又能直接看到真实的信号波由于这种方法实现起来简单，又能直接看到真实的信号波形，因此还是有许多人愿意用，包括国外一些油公司也经形，因此还是有许多人愿意用，包括国外一些油公司也经常要求采用这种方法作为辅助性验证。常要求采用这种方法作为辅助性验证。一致性检测方法的注意事项真
12、参考信号（真参考信号（True ReferenceTrue Reference）、电台参考信号）、电台参考信号（Radio ReferenceRadio Reference）和有线参考信号（）和有线参考信号（Wire Wire Line ReferenceLine Reference）是同源信号，但是为了补偿各）是同源信号，但是为了补偿各自的信号传输要求，分别做了滤波处理，因此这自的信号传输要求，分别做了滤波处理，因此这三个标准信号的相位看起来也不一致。过去有操三个标准信号的相位看起来也不一致。过去有操作员不理解这三者之间的关系，认为这是标准信作员不理解这三者之间的关系，认为这是标准信号出了问
13、题，非要自行调整或请号出了问题，非要自行调整或请“ “专家专家” ”调整，调整，使之相互一致，后果当然是徒劳无功或导致更加使之相互一致，后果当然是徒劳无功或导致更加极端错误的结果。极端错误的结果。进行一致性检查时，根据从震源返回的信号是电进行一致性检查时，根据从震源返回的信号是电台信号还是有线信号，应分别与相应的参考信号台信号还是有线信号，应分别与相应的参考信号进行相位和振幅的对比。进行相位和振幅的对比。一致性检测方法的注意事项当确定采用一致性方法对震源性能进行检查时，要求首先完成震源参考信号与采集系统内的真参考信号的校准。采用一致性方法检查震源振动性能时，每次只能对一台震源进行测试。在实际生
14、产中，也可以用示波器对震源的一致性信号，主要是对相位锁定情况，采用检查李萨如图形的方法进行实时监视，同样每次扫描只能监视一台震源的情况。关于有线与无线一致性的问题有线一致性检查又称拉线一致性检查，将可控震源的振动有线一致性检查又称拉线一致性检查，将可控震源的振动输出信号和参考信号通过有线传输方式记录到地震仪的辅输出信号和参考信号通过有线传输方式记录到地震仪的辅助道。在将震源信号接入地震仪时可以使用单独的信号电助道。在将震源信号接入地震仪时可以使用单独的信号电缆，也可以通过地震仪的数传电缆，将震源信号接入采集缆，也可以通过地震仪的数传电缆，将震源信号接入采集站或地震检波器电缆抽头来实现。站或地震
15、检波器电缆抽头来实现。无线一致性检查又称电台一致性检查，将可控震源的振动无线一致性检查又称电台一致性检查，将可控震源的振动输出信号通过震源电台调制后发出，经地震仪上的电台和输出信号通过震源电台调制后发出，经地震仪上的电台和震源信号控制系统解调后将震源信号记录到地震仪的辅助震源信号控制系统解调后将震源信号记录到地震仪的辅助道。与有线一致性相比，无线一致性检查方法不受电缆和道。与有线一致性相比，无线一致性检查方法不受电缆和距离约束，在无线电干扰弱的地区使用效果较好。当使用距离约束，在无线电干扰弱的地区使用效果较好。当使用地区存在无线电干扰时，会使震源信号的波形失真，影响地区存在无线电干扰时，会使震
16、源信号的波形失真，影响到评价结果。到评价结果。一致性记录实时振动检测方法可控震源的实时振动性能检测主要依赖于可控震源控制系统自身配置的信号传感器对其振动性能进行检测的方法。这种检测方法的原理与采用独立的信号测试传感器的震源性能测试方法完全一样，并且已经在实际地震作业中使用，得到了国际社会的普遍认可，并主要用于在生产中对震源的激发信号质量进行监视，达到实时质量控制的目的。实时振动检测方法震源控制系统依靠自身的平板与重锤加速度表检测到的实际震源输出信号，采用Sallas 模型对震源平板与重锤加速度信号进行加权求和，得到震源的输出力信号。实时振动检测方法的功能除检测震源本身的输出力外，如与除检测震源
17、本身的输出力外，如与ESGESG或或DPGDPG配合，则震源配合，则震源的检测方法还可完成如下功能：的检测方法还可完成如下功能：激发信号与数据相关用的参考信号的一致性；激发信号与数据相关用的参考信号的一致性；激发与数据采集系统启动指令的同步精度；激发与数据采集系统启动指令的同步精度；遥控状态下的参数传输；遥控状态下的参数传输；实时质量控制数据的采集与传输；实时质量控制数据的采集与传输；主要振动性能指标：相位、输出力、畸变大小；主要振动性能指标：相位、输出力、畸变大小；实时质量控制结果的显示与输出；实时质量控制结果的显示与输出；采用震源实时振动检测方法的检查侧重点是震源激发参数的采用震源实时振动
18、检测方法的检查侧重点是震源激发参数的一致性和输出力信号的相位差与畸变值，因此，这种方法一致性和输出力信号的相位差与畸变值，因此，这种方法多用于可控震源生产过程中的日检。多用于可控震源生产过程中的日检。震源的激发质量 震源的激发质量控制是一个全过程控制：震源的激发质量控制是一个全过程控制：l l震源作业前的基础技术准备；震源作业前的基础技术准备；l l激发因素的确定及对激发质量的认可；激发因素的确定及对激发质量的认可；l l激发过程中的控制；激发过程中的控制；l l事后分析产生的超前（反馈）控制；事后分析产生的超前（反馈）控制； 由于一些客观因素，使得在对地震采集过程进行由于一些客观因素，使得在
19、对地震采集过程进行的激发质量控制实际上是监视多于控制本身，因的激发质量控制实际上是监视多于控制本身，因此，事前应该更多地关注一些复杂因素可能带来此，事前应该更多地关注一些复杂因素可能带来的对震源激发质量的影响。的对震源激发质量的影响。影响震源激发质量的因素 影响震源激发信号质量的因素很多，我们简单罗列了下述重要因素，有些因素甚至难以控制：l l震源的技术状况；震源的技术状况；l l激发因素的选择；激发因素的选择；l l激发环境的影响；激发环境的影响；l l使用者的技术素质；使用者的技术素质；震源作业前的基础技术准备（1） 震源作业前的基础技术准备工作主要有：l l震源机械、液压、气路等系统的检
20、查与必要调整；震源机械、液压、气路等系统的检查与必要调整；l l各种压力，特别是储能器氮气充气压力和空气弹簧各种压力，特别是储能器氮气充气压力和空气弹簧压力的调整；压力的调整；l l震动器部分的各个紧固件检查与紧固；震动器部分的各个紧固件检查与紧固；l l电子控制电子控制/ /通信系统的检查与调整：通信系统的检查与调整： 系统软系统软/ /硬件版本号是否统一或得到甲方特别许可；硬件版本号是否统一或得到甲方特别许可； 甲方要求的甲方要求的QCQC形式能否满足；形式能否满足； 通信系统是否工作正常，在工区有无其它干扰源；通信系统是否工作正常，在工区有无其它干扰源；震源作业前的基础技术准备（2）l
21、l电子控制电子控制/ /通信系统的检查与调整（续）：通信系统的检查与调整（续）： 指令信号与指令信号与QCQC数据的传输质量；数据的传输质量； 时钟时钟/ /零时校准；零时校准； 与仪器联机是否正常；与仪器联机是否正常；l l完成可控震源的（年检）月检和日检完成可控震源的（年检）月检和日检l l完成可控震源振动性能指标的测试工作完成可控震源振动性能指标的测试工作l l完成可控震源激发极性的验证完成可控震源激发极性的验证l l完成可控震源与数据采集系统的联机调试完成可控震源与数据采集系统的联机调试l l完成激发完成激发/ /数据采集系统的激发试验数据采集系统的激发试验震源作业前的基础技术准备（3
22、） 可控震源基础技术准备工作非常重要，是整个质量控制的关键，千万不要等震源质量控制指标出现问题后才发现：原来震源在生产前本身就有问题！ 其实，我们在野外工作中经常发现：许多情况下超长时间都难于完成的震源日检主要原因就是没有做好前期的基础技术准备工作，没有解决好震源本身存在的问题。个别人（队）希望通过长时间、反复的振动，找到一次能够合格的结果侥幸过关，对此，我们的建议是：震源作业前的基础技术准备（4） 与其说每天如此辛苦，倒不如彻底停下来检查一下哪些基本的技术准备工作没有做或没有做到位，俗语云：磨刀不误砍材功。 如果上述基础工作有问题，则在后续的生产中，震源的激发质量监视与控制工作将非常难以顺利
23、进行，因此，前期的基础技术准备工作对保证震源激发质量非常重要。激发过程中的控制激发过程中的控制主要目的在于：l l实时控制激发质量，确认不偏离目标；实时控制激发质量，确认不偏离目标；l l确认激发质量异常的产生原因；确认激发质量异常的产生原因；激发过程质量控制的主要方法：l l传统的传统的“ “一致性一致性” ”方法；方法；l l实时实时QCQC数据监视；数据监视；事后分析产生的超前（反馈）控制 事后分析的主要目的不是要决定是否“补炮”，如果真是那样，只能说明前面的工作有较大的失误。事后QC分析的主要目的是要防患于未然并为QC评价提供更科学、合理的依据：l lQCQC数据的统计（分布）规律；数
24、据的统计（分布）规律；l l数据异常的群（个）体以及发生的区段；数据异常的群（个）体以及发生的区段；l l数据异常的群（个）体以及发生的震源或操作数据异常的群（个）体以及发生的震源或操作人员；人员；如何监视震源的激发质量？ 按照目前试行的方法，震源激发质量的监视方法包括：l l震源每日的一致性；震源每日的一致性；l l震源的实时震源的实时QCQC数据显示；数据显示；l l震源控制系统设置误差超限报警功能；震源控制系统设置误差超限报警功能；l l原始记录信噪比检查（仪器）；原始记录信噪比检查（仪器）； 经验分析；经验分析； 实时现场处理分析；实时现场处理分析；检查震源的实时QC数据震源的实时震源
25、的实时QCQC数据包括的主要内容：数据包括的主要内容：l l图形图形/ /曲线：曲线： 互相关子波、相位误差曲线、输出信号振幅曲线；互相关子波、相位误差曲线、输出信号振幅曲线；l l数字型数据：数字型数据： 扫描库、信号方式、出力扫描库、信号方式、出力/ /相位相位/ /畸变（峰值畸变（峰值/ /平均值）、检查和、平均值）、检查和、故障检测结果等；故障检测结果等；检查的主要内容：检查的主要内容： 扫描信号的同一性、各震源的同步性、激发能量的均匀性；扫描信号的同一性、各震源的同步性、激发能量的均匀性； 震源的工作状态；震源的工作状态； 激发点的正确位置；激发点的正确位置；震源的实时QC数据（1）
26、震源的实时QC数据（2）震源的实时QC数据（3）震源的实时QC数据（4）震源的实时QC数据（5）震源的实时QC数据（6）通用振动性能测试仪检测方法可控震源振动性能的测试工作通常分为出厂前可控震源振动性能指标检验测试和野外生产过程中对可控震源振动的性能测试。为了使测试结果更准确、可信，国际上通常采用独立于可控震源控制系统的通用振动性能检测仪对可控震源的振动性能进行测试，主要检查可控震源在其允许的参数或野外生产参数下的振动性能表现。通用振动性能测试仪的基本配置通用振动性能测试仪必须配备能够满足测试可控震源振动最大加速度量程的传感器，数据采集系统和按Sallas模型建立的可控震源输出力计算、分析软件
27、。 数据采集系统必须具备以2ms采样率，同时采集四路以上数据和至少20秒长的数据记录能力。分析软件系统应该具备对采集的数据进行滤波、畸变、谱分析的功能。数据的采集与处理测试参数采用野外生产参数，要求通用振动性能测试参数采用野外生产参数，要求通用振动性能测试仪记录被测震源的平板加速度信号、重锤加测试仪记录被测震源的平板加速度信号、重锤加速度信号、震源参考信号。速度信号、震源参考信号。数据经处理后，作为文档数据文件应该保留原始数据经处理后，作为文档数据文件应该保留原始的震源的平板加速度信号、重锤加速度信号、震的震源的平板加速度信号、重锤加速度信号、震源参考信号和经过计算的震源输出力信号。源参考信号
28、和经过计算的震源输出力信号。 对生产中使用的震源进行常规的检查项目包括：对生产中使用的震源进行常规的检查项目包括：l l震源峰值振动输出力及曲线；震源峰值振动输出力及曲线；l l震源基值振动输出力及曲线；震源基值振动输出力及曲线；l l震源振动输出力相位误差及曲线；震源振动输出力相位误差及曲线；l l震源峰值振动输出力畸变及曲线；震源峰值振动输出力畸变及曲线；专用振动性能测试分析方法对于出厂或新引进验收的可控震源振动性能指标检验测试来对于出厂或新引进验收的可控震源振动性能指标检验测试来讲，要求提供并分析：讲，要求提供并分析：峰值振动出力或平均峰值振动出力（逐周期平均）；峰值振动出力或平均峰值振
29、动出力（逐周期平均）；基值振动出力；基值振动出力；最大相位差；最大相位差；平均相位差平均相位差 ； 振动输出力的相对失真总量（多台）；振动输出力的相对失真总量（多台）；振动输出力的失真总量（单台）；振动输出力的失真总量（单台）；目前国际上各油公司和甲方通常要求的做法是采用独立的可目前国际上各油公司和甲方通常要求的做法是采用独立的可控震源振动性能测试系统来完成这一工作，使得测试结果控震源振动性能测试系统来完成这一工作，使得测试结果能够真实反映震源本身的激发性能。能够真实反映震源本身的激发性能。与通用振动性能测试方法的区别更侧重测试参数的同一性;更侧重测试外部环境和条件的同一性;更侧重对可空震源激
30、发频宽的测试;主要针对新震源和纯技术性测试;如果不是有特殊要求,一般野外不用该方法对震源进行测试.5 可控震源的极性问题有多重要?国际上通行的技术要求国际上通行的技术要求: :在可控震源生产前必须对其极性进行检查，以满在可控震源生产前必须对其极性进行检查，以满足足SEGSEG对地震勘探数据激发系统的极性规定。对地震勘探数据激发系统的极性规定。 检查中通常采用基于计算机的数据采集分析系统，检查中通常采用基于计算机的数据采集分析系统，如：美国如：美国PeltonPelton 公司的公司的VCAVCA和法国和法国SERCELSERCEL公司公司的的VQC88VQC88。国际上也有采用独立的、已知极性
31、的地震检波器与国际上也有采用独立的、已知极性的地震检波器与震源传感器进行比对来判别震源极性的方法。震源传感器进行比对来判别震源极性的方法。极性错导致的错误结果SEG极性定义19941994年年SEG SEG 关于震源激发与记录系统极性的有关约定关于震源激发与记录系统极性的有关约定下面文字的描述源于下面文字的描述源于SEGSEG技术标准委员会技术标准委员会19941994年关于年关于P P波波可控震源激发与记录系统的极性约定：可控震源激发与记录系统的极性约定：对于对于P P波可控震源波可控震源确认采集系统的所有记录道（数据道确认采集系统的所有记录道（数据道/ /辅助道）的滤波特性辅助道）的滤波特
32、性完全一致。完全一致。显示系统的极性调整后，对所有记录道（数据道显示系统的极性调整后，对所有记录道（数据道/ /辅助道）辅助道）而言，使正（负）序增加的数值用写后读方式记录在磁带而言，使正（负）序增加的数值用写后读方式记录在磁带上时产生正（负）跳变。上时产生正（负）跳变。将一个排列检波器与数据采集系统相连，向下的激励脉冲将一个排列检波器与数据采集系统相连，向下的激励脉冲在显示系统上显示一个正跳变信号，同时用写后读方式记在显示系统上显示一个正跳变信号，同时用写后读方式记录的磁带上生产一个正序增加的数值。录的磁带上生产一个正序增加的数值。SEG极性定义将独立的震源振动传感器置于震源相位锁定控制的加
33、速度将独立的震源振动传感器置于震源相位锁定控制的加速度表相邻的位置，并与数据采集系统相连，连线的极性与排表相邻的位置，并与数据采集系统相连，连线的极性与排列检波器的极性相同，监视这个独立的传感器的反馈信号列检波器的极性相同，监视这个独立的传感器的反馈信号来确定参考信号的连接方式：来确定参考信号的连接方式：对于重锤锁相方式，当震源扫描时，参考信号应该与被监对于重锤锁相方式，当震源扫描时，参考信号应该与被监视的重锤加速度信号同相。视的重锤加速度信号同相。对于力锁相方式，当震源扫描时，参考信号应该与被监视对于力锁相方式，当震源扫描时，参考信号应该与被监视的力信号同相。的力信号同相。对于平板锁相方式，
34、当震源扫描时，参考信号应该：对于平板锁相方式，当震源扫描时，参考信号应该：与被监视的平板加速度信号同相与被监视的平板加速度信号同相或超前被监视的平板速度信号或超前被监视的平板速度信号9090 或超前被监视的平板位移信号或超前被监视的平板位移信号180180 SEG极性码的定义SEG技术标准委员会对震源极性码的定义是依照震源参考（Pilot）信号与锁相（Phase-Locked）信号的相位关系确定的。 正常的SEG极性码要求为:0011SEG极性码的定义SEGSEG极性码极性码平板速度平板速度重锤加速度重锤加速度输出力信号输出力信号000100010 0270270270270001000104
35、5453153153153150011001190900 00 00100010013513545454545011001102252251351351351350111011127027018018018018010001000315315225225225225波形的超前与迟后判定问题超前超前迟后迟后( (滞后滞后) )同向同向反向反向PELTON的极性约定PeltonPelton公司声明：所有公司声明：所有PeltonPelton公司生产的可控震源公司生产的可控震源控制系统对其加速度表极性的约定是正电压代表控制系统对其加速度表极性的约定是正电压代表向上的加速度，这一约定与向上的加速度，这
36、一约定与SEGSEG的约定恰好相反。的约定恰好相反。应用应用PeltonPelton公司生产的可控震源控制系统，如果公司生产的可控震源控制系统，如果按照按照SEGSEG的约定，则对于电台一致性信号的相位的约定，则对于电台一致性信号的相位必须满足：必须满足：当采用平板信号锁相时，参考信号与震源平板信当采用平板信号锁相时，参考信号与震源平板信号相差号相差180180 ；当采用重锤信号锁相时，参考信号与震源重锤信当采用重锤信号锁相时，参考信号与震源重锤信号相差号相差180180 ；当采用力信号锁相时，参考信号与震源力信号相当采用力信号锁相时，参考信号与震源力信号相差差180180 ；SERCEL的极
37、性约定SERCELSERCEL公司声明：如果震源与记录系统按照下公司声明：如果震源与记录系统按照下述的信号方式连接方式，则述的信号方式连接方式，则SERCELSERCEL公司生产的公司生产的VE416 VE416 和和 VE432VE432的极性满足的极性满足SEGSEG技术标准委员会技术标准委员会的规定：的规定：力信号输出端的正极（力信号输出端的正极（DSDDSD一致性插座的一致性插座的A A脚）脚）连到连到SN388/CD408SN388/CD408采集站输入插座的采集站输入插座的A A脚；脚；参考信号输出端的正极（参考信号输出端的正极（DPGDPG插座插座Pilot 1Pilot 1输出
38、信输出信号的号的A A脚）连到脚）连到SN388/CD408SN388/CD408采集站输入插座的采集站输入插座的A A脚；脚；或通过以太网（或通过以太网（Ethernet LANEthernet LAN）接入；）接入； 此时，记录在磁带上的负值对应增加的力信号；此时，记录在磁带上的负值对应增加的力信号；BGP的极性约定对于可控震源的极性约定，东方公司完全按照对于可控震源的极性约定，东方公司完全按照SEGSEG技术标准技术标准委员会委员会19751975和和19941994年推荐的有关震源极性标准执行：年推荐的有关震源极性标准执行：数据采集系统极性：向下（地心方向）的数据采集系统极性：向下（地
39、心方向）的P P波在磁带记录波在磁带记录数值上表现为正，数值上表现为正， 在绘图和显示上表现为正跳的信号。在绘图和显示上表现为正跳的信号。对于采用对于采用PeltonPelton系统和力信号锁相的极性：参考信号与力系统和力信号锁相的极性：参考信号与力信号相差信号相差180180 ；对于采用对于采用SERCELSERCEL系统和力信号锁相的极性：参考信号与系统和力信号锁相的极性：参考信号与力信号相差力信号相差0 0 ；当上述条件满足后，则震源的极性代码可以表示为当上述条件满足后，则震源的极性代码可以表示为SEG-SEG-00110011。极性检查时的敲击的方向性问题从上向下敲: +跳变;从下向上
40、敲: - 跳变;与地震波信号方向及SEG定义相吻合.6 信号源分立引发了什么样的技术问题?1)首先要确定同源问题:l l时钟校准时钟校准l l启动启动( (零时间零时间) )校准校准l l参考信号校准参考信号校准( (一致性一致性) )2)参数的同一性问题:l l源于可控震源的实时源于可控震源的实时QCQC的特殊性的特殊性可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准 可控震源零时与参考信号校准是除了震源状态调整与恢复外另一项极其基础的工作，许多可控震源队在施工伊始偏偏忽略了这项基础工作，结果导致设备启动或验收困难。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准为什么要对可控震源进行零时与参考信号校准
41、？为什么要对可控震源进行零时与参考信号校准？人们常说的可控震源实际上是由一个非常奇特的系人们常说的可控震源实际上是由一个非常奇特的系统构成：采用了激发源与接收系统的信号参考源分统构成：采用了激发源与接收系统的信号参考源分立的实现方式，每个激发源采用各自的系统时钟计立的实现方式，每个激发源采用各自的系统时钟计时，控制时序与顺序按照各自的系统时钟运行，但时，控制时序与顺序按照各自的系统时钟运行，但是对于数据采集系统则一直是按照同源信号进行相是对于数据采集系统则一直是按照同源信号进行相关处理的，即认为：记录在地震数据采集系统数据关处理的，即认为：记录在地震数据采集系统数据道集上的数据（可控震源激发后
42、接收的地震信号）道集上的数据（可控震源激发后接收的地震信号）与记录在数据采集系统辅助道上的参考信号（震源与记录在数据采集系统辅助道上的参考信号（震源编码器内部产生的信号）是同源信号，因此，实时编码器内部产生的信号）是同源信号，因此，实时相关的处理过程是采用辅助道信号与数据道集上的相关的处理过程是采用辅助道信号与数据道集上的信号进行统一相关，得到野外震源地震相关记录。信号进行统一相关，得到野外震源地震相关记录。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准如果震源信号与震源编码器内部信号本身就存在如果震源信号与震源编码器内部信号本身就存在一定的时差，实际相关结果与理想的相关结果也一定的时差，实际相关
43、结果与理想的相关结果也就引入了一个固定的时差表现在地震剖面上，最就引入了一个固定的时差表现在地震剖面上，最终转换成在地质成果解释上的深度误差。终转换成在地质成果解释上的深度误差。由于近地表物性的变化（对激发频率的吸收、衰由于近地表物性的变化（对激发频率的吸收、衰减作用）是非均匀的，因此，每次实际接受到信减作用）是非均匀的，因此，每次实际接受到信号的频带宽度是不确定的，再加上多次垂直迭加，号的频带宽度是不确定的，再加上多次垂直迭加，所以这种时差是不可逆的，即：不能采用事后的所以这种时差是不可逆的，即：不能采用事后的处理方法进行修复，必须事先通过可控震源的零处理方法进行修复，必须事先通过可控震源的
44、零时与参考信号校准来完成。时与参考信号校准来完成。特殊情况下，在可以不需要进行校准过程，如系特殊情况下，在可以不需要进行校准过程，如系统自动采用统自动采用GPSGPS统一授时时。统一授时时。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准可控震源控制系统的零时校准实际包含二个含义：可控震源控制系统的零时校准实际包含二个含义：时钟校准；时钟校准；启动指令时间校准；启动指令时间校准；目前可控震源控制系统采用的时钟精度都达到了目前可控震源控制系统采用的时钟精度都达到了1 1 ppmppm，即：百万分之一的误差水平，因此系统时钟，即：百万分之一的误差水平，因此系统时钟的校准必须采用专用的测试仪器。的校准必须
45、采用专用的测试仪器。对于震源控制系统时钟的测试主要包括：编码器的对于震源控制系统时钟的测试主要包括：编码器的时钟是否满足时钟是否满足1 ppm1 ppm的误差精度要求，如果需要，的误差精度要求，如果需要，还要根据季节和温度变化对时钟补偿电路进行相应还要根据季节和温度变化对时钟补偿电路进行相应的调整，这种调整一定要请专业人员进行，这也是的调整，这种调整一定要请专业人员进行，这也是震源年检的主要内容，有关年检的具体内容将在后震源年检的主要内容，有关年检的具体内容将在后续的文中做出说明。续的文中做出说明。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准当各系统时钟满足精度要求后，能够真正产生激当各系统时钟
46、满足精度要求后，能够真正产生激发与数据采集不同步的问题是可控震源系统启动发与数据采集不同步的问题是可控震源系统启动指令的时间误差。由于可控震源的启动完全依赖指令的时间误差。由于可控震源的启动完全依赖于各震源和仪器的无线通信系统，各通信系统的于各震源和仪器的无线通信系统，各通信系统的技术指标往往是有一定差异的，这种差异对于一技术指标往往是有一定差异的，这种差异对于一般的语音通话功能没有明显的影响，例如：语音般的语音通话功能没有明显的影响，例如：语音通信允许的启动延迟达误差范围可达到通信允许的启动延迟达误差范围可达到200ms200ms，但是对于地震数据采集要求高精度同步启动指令但是对于地震数据采
47、集要求高精度同步启动指令信号，则往往是一个大问题。信号，则往往是一个大问题。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准由于电磁波的速度与光速一样，通信距离往往不由于电磁波的速度与光速一样，通信距离往往不是导致启动指令时间延迟的主要因素，导致震源是导致启动指令时间延迟的主要因素，导致震源启动指令时间延迟的是仪器启动指令时间延迟的是仪器/ /编码器在通过电台发编码器在通过电台发出启动指令的过程中，电台从接收状态转换为发出启动指令的过程中，电台从接收状态转换为发射状态时所生产的时间延迟或程序设定。射状态时所生产的时间延迟或程序设定。不同型号电台的转换时间都有一定的限定范围，不同型号电台的转换时间都有
48、一定的限定范围，而仪器内部的编码器则直接受数据采集系统的控而仪器内部的编码器则直接受数据采集系统的控制（线对线），在工程应用中，电磁波理论上不制（线对线），在工程应用中，电磁波理论上不存在时间延迟问题，因此，只能通过调整编码器存在时间延迟问题，因此，只能通过调整编码器内的指令延迟时间，使编码器内部的启动与震源内的指令延迟时间，使编码器内部的启动与震源的启动时间完全同步。的启动时间完全同步。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准所有可控震源控制系统在启动命令传输时都面临所有可控震源控制系统在启动命令传输时都面临这样的问题，只不过各系统在解决或实现的方式这样的问题，只不过各系统在解决或实现的方
49、式上有所不同。典型的如：法国上有所不同。典型的如：法国SERCELSERCEL公司的产公司的产品品VE416VE416和和VE432VE432只需要根据系统在工作中出现只需要根据系统在工作中出现时钟偏差状态显示的百分比，确定是否要进行时时钟偏差状态显示的百分比，确定是否要进行时钟校准，而启动指令时间校准则在每日生产前的钟校准，而启动指令时间校准则在每日生产前的操作步骤中自动进行，也就是说：对操作步骤中自动进行，也就是说：对SERCELSERCEL数数据采集系统来讲，实际上是每天都要做电台启动据采集系统来讲，实际上是每天都要做电台启动延迟校准的。美国延迟校准的。美国I/OI/O公司的公司的ADV
50、ADV系列（原系列（原PELTONPELTON公司）则是分步进行的：只在每个施工公司）则是分步进行的：只在每个施工期开始前进行一次震源零时校准，后续生产过程期开始前进行一次震源零时校准，后续生产过程中就认为分立的激发源此时已经完全相同了。中就认为分立的激发源此时已经完全相同了。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准按照规范的操作要求：可控震源只有做过零时校按照规范的操作要求：可控震源只有做过零时校准，后续的日检、生产记录才是正确的。如果施准，后续的日检、生产记录才是正确的。如果施工过程中要求使用电台一致性评价震源的性能，工过程中要求使用电台一致性评价震源的性能，那么，还要做参考信号的校准，
51、一致性的评价才那么，还要做参考信号的校准，一致性的评价才会有意义，否则一旦在参数、一致性检查过程中会有意义，否则一旦在参数、一致性检查过程中或最终处理的地质成果上出现相位或（时）差，或最终处理的地质成果上出现相位或（时）差，人们很难确定这一相位差是震源本身控制系统的人们很难确定这一相位差是震源本身控制系统的问题，还是由于系统本身零时不同步的造成的问问题，还是由于系统本身零时不同步的造成的问题或是其它方面的问题。题或是其它方面的问题。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准注意问题：注意问题：由于系统的构成不同，因此由于系统的构成不同，因此VE416VE416系统的启动零系统的启动零时校准与时
52、校准与PELCOPELCO系统的校准方法也有区别。系统的校准方法也有区别。系统时钟的校准方式与系统时钟的校准方式与PELCOPELCO系统采用的方法完系统采用的方法完全一样，要求对每台全一样，要求对每台DSDDSD和和DPGDPG进行测试，并确进行测试，并确认时钟的计时精度满足认时钟的计时精度满足1 ppm1 ppm的要求。的要求。与与PELCOPELCO的的ADV IIADV II系统不同的是，系统不同的是，VE416VE416系统在系统在正常生产过程中能够自行检查系统时钟的偏差，正常生产过程中能够自行检查系统时钟的偏差，并在超过误差范围后给出时钟超差状态提示。因并在超过误差范围后给出时钟超
53、差状态提示。因此，也有些技术规范中对此，也有些技术规范中对VE416VE416系统的时钟校准系统的时钟校准仅要求在时钟超差状态提示超过每日统计值的仅要求在时钟超差状态提示超过每日统计值的10%10%后才进行。后才进行。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准注意问题：注意问题：VE416VE416的操作规程中规定：在正常生产前要执行的操作规程中规定：在正常生产前要执行一系列测试校准模块，其中包括电台延迟测量模一系列测试校准模块，其中包括电台延迟测量模块块M209M209。系统将自动计算并存储测量的结果，保。系统将自动计算并存储测量的结果，保证启动指令同步的可靠性，因此在证启动指令同步的可靠性
54、，因此在VE416VE416系统中，系统中，没有单独提出要求做启动零时校准的要求。没有单独提出要求做启动零时校准的要求。VE416VE416系统也可以做电台一致性，但是，当操作系统也可以做电台一致性，但是，当操作员选择了模块员选择了模块M201M201后，系统将自动测量参考信号后，系统将自动测量参考信号所需要的延迟补充时间，因此不需要向所需要的延迟补充时间，因此不需要向PELCO PELCO 系系统那样人工进行校准补偿。统那样人工进行校准补偿。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准注意问题：注意问题：但是如果选择了有线一致性方式，并且采用采集但是如果选择了有线一致性方式，并且采用采集但是如
55、果选择了有线一致性方式，并且采用采集但是如果选择了有线一致性方式，并且采用采集站作为传输媒介，则要考虑分布系统带来的时间站作为传输媒介，则要考虑分布系统带来的时间站作为传输媒介，则要考虑分布系统带来的时间站作为传输媒介，则要考虑分布系统带来的时间差，需要人工设置延迟时间来补偿传输延迟！差，需要人工设置延迟时间来补偿传输延迟！差，需要人工设置延迟时间来补偿传输延迟！差，需要人工设置延迟时间来补偿传输延迟！需要指出的是，由于需要指出的是，由于VE416VE416系统构成的方式与系统构成的方式与pelcopelco系统不同，因此，如果用户选择了调返一致系统不同，因此，如果用户选择了调返一致性信号的方
56、式，则系统本身会自动在启动时断性信号的方式，则系统本身会自动在启动时断（Time BreakTime Break）窗口上增加）窗口上增加1000 ms1000 ms的时间，这的时间，这是每次扫描都增加的时间，因此，从施工效率上是每次扫描都增加的时间，因此，从施工效率上来考虑，还是以其它方式分析震源的性能为宜。来考虑，还是以其它方式分析震源的性能为宜。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准注意问题：注意问题： SERCEL VE432 SERCEL VE432系统的启动零时系统的启动零时/ /参考信号的校参考信号的校准方法与准方法与VE416VE416系统基本一样，但是，系统基本一样，但是，
57、VE432VE432系系统中没有统中没有“ “分组电台延迟测试分组电台延迟测试” ”的功能，这就意的功能，这就意味着在味着在VE432VE432系统中不允许使用不同型号电台的系统中不允许使用不同型号电台的系统中不允许使用不同型号电台的系统中不允许使用不同型号电台的组合方式。组合方式。组合方式。组合方式。无论是做可控震源的启动零时校准，还是做电台无论是做可控震源的启动零时校准，还是做电台无论是做可控震源的启动零时校准，还是做电台无论是做可控震源的启动零时校准，还是做电台参考信号校准，都只能使用同一台震源和编码器参考信号校准，都只能使用同一台震源和编码器参考信号校准，都只能使用同一台震源和编码器参
58、考信号校准，都只能使用同一台震源和编码器联机校准。联机校准。联机校准。联机校准。由于存在启动指令校准和上述的校准方法问题，由于存在启动指令校准和上述的校准方法问题，由于存在启动指令校准和上述的校准方法问题，由于存在启动指令校准和上述的校准方法问题，因此采用因此采用因此采用因此采用ADV IIADV II系统的震源必须使用相同型号的系统的震源必须使用相同型号的系统的震源必须使用相同型号的系统的震源必须使用相同型号的电台，严禁不同型号的电台混用！电台，严禁不同型号的电台混用！电台，严禁不同型号的电台混用！电台，严禁不同型号的电台混用！可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准注意问题：注意问题：如
59、果施工期间更换了如果施工期间更换了如果施工期间更换了如果施工期间更换了ADV IIADV II系统系统系统系统ESGESG的系统控制的系统控制的系统控制的系统控制板，则要求重新做校准或重新置入上述校准值。板，则要求重新做校准或重新置入上述校准值。板，则要求重新做校准或重新置入上述校准值。板，则要求重新做校准或重新置入上述校准值。原则上在施工过程中不能既要求使用电台一致性，原则上在施工过程中不能既要求使用电台一致性，原则上在施工过程中不能既要求使用电台一致性，原则上在施工过程中不能既要求使用电台一致性，同时还要求使用有线一致性，除非有线传输的时同时还要求使用有线一致性，除非有线传输的时同时还要求
60、使用有线一致性，除非有线传输的时同时还要求使用有线一致性，除非有线传输的时间可以不考虑，因为系统只允许键入一个补偿值。间可以不考虑，因为系统只允许键入一个补偿值。间可以不考虑，因为系统只允许键入一个补偿值。间可以不考虑，因为系统只允许键入一个补偿值。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准注意问题：注意问题：在采用分布式数据采集系统中，经常有人提出通在采用分布式数据采集系统中，经常有人提出通在采用分布式数据采集系统中，经常有人提出通在采用分布式数据采集系统中，经常有人提出通过采集站做有线一致性，但是，如果不考虑信号过采集站做有线一致性，但是，如果不考虑信号过采集站做有线一致性，但是，如果不考
61、虑信号过采集站做有线一致性，但是，如果不考虑信号的传输距离是非常错误的。因为人们常常认为电的传输距离是非常错误的。因为人们常常认为电的传输距离是非常错误的。因为人们常常认为电的传输距离是非常错误的。因为人们常常认为电波的传输速度和光速是是一样的，因此电信号的波的传输速度和光速是是一样的，因此电信号的波的传输速度和光速是是一样的，因此电信号的波的传输速度和光速是是一样的，因此电信号的传输时间延迟可以忽略不计。实际上有线信号在传输时间延迟可以忽略不计。实际上有线信号在传输时间延迟可以忽略不计。实际上有线信号在传输时间延迟可以忽略不计。实际上有线信号在传输中产生的时间延迟并不是因为电波的速度造传输中
62、产生的时间延迟并不是因为电波的速度造传输中产生的时间延迟并不是因为电波的速度造传输中产生的时间延迟并不是因为电波的速度造成的，而是因为每个采集站采用中继数据传输和成的，而是因为每个采集站采用中继数据传输和成的，而是因为每个采集站采用中继数据传输和成的，而是因为每个采集站采用中继数据传输和每道电缆内的分布电容造成的。每道电缆内的分布电容造成的。每道电缆内的分布电容造成的。每道电缆内的分布电容造成的。可控震源控制系统的零时与参考信号调整/校准注意问题：注意问题：考虑一个单站单道的系统，单边放炮方式，振点考虑一个单站单道的系统，单边放炮方式，振点考虑一个单站单道的系统，单边放炮方式，振点考虑一个单站
63、单道的系统，单边放炮方式，振点与数据采集系统间隔与数据采集系统间隔与数据采集系统间隔与数据采集系统间隔240240个采集站，道间大线个采集站，道间大线个采集站，道间大线个采集站，道间大线110110米，每个采集站中继时间米，每个采集站中继时间米，每个采集站中继时间米，每个采集站中继时间1.51.5 s s，每段大线每米，每段大线每米，每段大线每米，每段大线每米延迟时间延迟时间延迟时间延迟时间5ns5ns。这是一个非常典型的数值，这样。这是一个非常典型的数值，这样。这是一个非常典型的数值，这样。这是一个非常典型的数值，这样震源采用有线方式从端点采集站将一致性信号传震源采用有线方式从端点采集站将一
64、致性信号传震源采用有线方式从端点采集站将一致性信号传震源采用有线方式从端点采集站将一致性信号传回数据采集系统需要约回数据采集系统需要约回数据采集系统需要约回数据采集系统需要约580580 s s，对于，对于，对于，对于80Hz80Hz的信号的信号的信号的信号意味着额外引入约意味着额外引入约意味着额外引入约意味着额外引入约1616 的相差。的相差。的相差。的相差。7 测试过程中的注意事项电台的问题变得越来越重要？测试方法的信号接入测试方法的连线方式测试传感器（加速度表）的初始校准特殊情况下文档的保存电台的问题变得越来越重要？除可控震源振动性能检查外，月检还要包括震源无线电通除可控震源振动性能检查
65、外，月检还要包括震源无线电通信系统的功能检测。为了保证震源系统能够完成激发质量，信系统的功能检测。为了保证震源系统能够完成激发质量，保证震源在激发过程中不因为通信系统的问题而产生漏振保证震源在激发过程中不因为通信系统的问题而产生漏振现象，要求震源指令接受系统能够准确无误地接受到数据现象，要求震源指令接受系统能够准确无误地接受到数据采集系统发出的一定数量启动指令，以验证指令传输系统采集系统发出的一定数量启动指令，以验证指令传输系统的可靠性。与此同时，震源系统无线电的通信距离应该满的可靠性。与此同时，震源系统无线电的通信距离应该满足最大炮检距的要求或不低于足最大炮检距的要求或不低于1010千米，该
66、项测试可以与致千米，该项测试可以与致力传输系统的可靠性联合进行。力传输系统的可靠性联合进行。评价指标：评价指标：l l在数据采集系统或编码器发出在数据采集系统或编码器发出100100次启动指令下，震源的启动次数次启动指令下，震源的启动次数不低于不低于9999次。次。测试方法的信号接入触发信号: TB或参考信号;l l真参考真参考 参考参考l l触发信号的电平值触发信号的电平值( (门槛门槛/ /阀值阀值) )的选择的选择测试传感器信号l l重锤与平板加速度信号重锤与平板加速度信号l l加权值加权值( (质量参数与静载荷压重值质量参数与静载荷压重值) )参考信号力信号l l合成信号与震源输出信号
67、合成信号与震源输出信号测试方法的连线方式有线一致性测试有线一致性测试测试方法的连线方式无线无线( (电台电台) )一致性测试一致性测试测试方法的连线方式振动性能测试振动性能测试测试方法的连线方式振动性能测试振动性能测试测试方法的连线方式极性测试极性测试测试方法的连线方式启动时间调整启动时间调整传感器对比测试测试参数可采用野外生产参数，将测试用传感器并排安装在震源重锤上，尽可能靠近重锤中心部位，对平板与重锤加速度采用等加权处理值，分析平板加速度信号与重锤加速度信号的相位差与振幅差。特殊情况下文档的保存遇有特殊地区无法满足评价的要求时，需要将下遇有特殊地区无法满足评价的要求时，需要将下述记录及记录
68、软盘呈报油公司或甲方并由相应部述记录及记录软盘呈报油公司或甲方并由相应部门或专业技术人员协调解决。门或专业技术人员协调解决。当日震源检测的零校记录及软盘；当日震源检测的零校记录及软盘；当日每台震源的当日每台震源的 VCA/VQC88 VCA/VQC88 记录及软盘；记录及软盘；前前 3 3 天震源所做的天震源所做的 VCA/VQC88 VCA/VQC88 或其它方式的震或其它方式的震源实时源实时QCQC采集数据记录及软盘；采集数据记录及软盘；当日仪器日检及月检记录；当日仪器日检及月检记录；在认为设备（震源）在最好的情况下按生产因素在认为设备（震源）在最好的情况下按生产因素所做的所做的3 3 炮
69、采集记录及磁带；炮采集记录及磁带；四、评价指导原则工程评价l l数量级的概念数量级的概念l l趋势分析趋势分析l l合理性评价合理性评价系统的静态与动态的概念l l研究定值问题研究定值问题 代数分析代数分析l l研究随机问题研究随机问题 统计分析统计分析反馈控制的简单概念控制系统输出的特点：l l控制系统的输出过程：瞬态控制系统的输出过程：瞬态+ +稳态稳态l l输出永远不能等于输入，总是在目标控制线上输出永远不能等于输入，总是在目标控制线上下摆动；下摆动；l l当前时刻的输出源于上一时刻的修正数据，即：当前时刻的输出源于上一时刻的修正数据，即：输出与输入总有一个时间间隔输出与输入总有一个时间
70、间隔 t t；l l达到稳态的时间取决于系统构成、控制算法等达到稳态的时间取决于系统构成、控制算法等因素；因素；震源QC数据评价的基本原则趋势分析：l l按照反馈控制的原理，正常的控制系统一定是按照反馈控制的原理，正常的控制系统一定是沿着控制目标收敛的控制趋势；沿着控制目标收敛的控制趋势；随机性问题：l l控制过程中，由于外界干扰的随机性造成数值控制过程中，由于外界干扰的随机性造成数值结果的随机性，因此对于反馈控制系统而言，结果的随机性，因此对于反馈控制系统而言，最终评价标准没有绝对值，只有目标值和控制最终评价标准没有绝对值，只有目标值和控制范围；范围；峰值与平均值的意义峰值的物理意义：l l
71、对峰值的分析表现出对非正常扰动的分析与系对峰值的分析表现出对非正常扰动的分析与系统的控制能力的分析；统的控制能力的分析；l l它表征的是瞬（动）态、单一值；它表征的是瞬（动）态、单一值；l l它通常给出了异常值的最大范围；它通常给出了异常值的最大范围；平均值的意义：l l平均值表现了控制系统的最小分辨能力；平均值表现了控制系统的最小分辨能力；l l它表征的是平稳过程的静（稳）态误差；它表征的是平稳过程的静（稳）态误差；相位评价指导原则可控震源输出信号与参考信号的相位差应该满足：l l收敛的控制趋势；收敛的控制趋势；l l工程上的可允许误差范围的限定（采样率）；工程上的可允许误差范围的限定（采样
72、率）；l l峰值相位误差的合理性；峰值相位误差的合理性；相位误差问题相位误差的评价主要侧重于：l l控制趋势评价控制趋势评价 只有收敛的控制趋势才能是正常；只有收敛的控制趋势才能是正常； 震荡或发散的趋势都是不正常的；震荡或发散的趋势都是不正常的； 平均相位反映的是稳态相位误差，将影响最终的相平均相位反映的是稳态相位误差，将影响最终的相关结果，因此对平均相位的分析更重要；关结果，因此对平均相位的分析更重要；l l相位误差的确定相位误差的确定 在在1ms1ms采样率下，采样率下，1/41/4的样点误差是的样点误差是0.25ms0.25ms，等于主，等于主频频50Hz50Hz子波相位误差子波相位误
73、差4.54.5度度相位误差评价的主导思想允许平均相位误差的确定：l l最大允许最大允许1/41/4的样点误差的概念；的样点误差的概念； 在在1ms1ms采样率下，采样率下， 1/41/4的样点误差是的样点误差是0.25ms0.25ms，等于，等于主频主频50Hz50Hz子波相位误差子波相位误差4.54.5度度 所以，要求平均相位误差在所以，要求平均相位误差在5 5度以内，但实际上野外度以内，但实际上野外的控制误差基本在的控制误差基本在2 2度以内度以内l l针对不同的勘探目的与精度，可以修正评价标针对不同的勘探目的与精度，可以修正评价标准；准；l l要有分辨系统误差的概念。要有分辨系统误差的概
74、念。振幅评价指导原则可控震源输出信号振幅曲线的评价原则应该l l输出信号振幅的平坦性；输出信号振幅的平坦性； 满足地球物理上要求的频宽满足地球物理上要求的频宽 分辨率分辨率l l基值振幅与峰值振幅的差异；基值振幅与峰值振幅的差异；l l振幅异常的合理性（近地表物性的突变）；振幅异常的合理性（近地表物性的突变）；输出力问题对输出力信号的评价主要侧重于：l l振幅的均匀性评价振幅的均匀性评价 一个兼顾低频信号与高频信号的均匀振幅具有高穿一个兼顾低频信号与高频信号的均匀振幅具有高穿透性与高分辨力的特点；透性与高分辨力的特点；l l峰值出力与均值出力的差越小越好峰值出力与均值出力的差越小越好l l在采
75、用基值力控制下，一个在采用基值力控制下，一个70%70%左右的振幅控左右的振幅控制水平可以相当于峰值力控制下的制水平可以相当于峰值力控制下的90%90%左右左右畸变评价指导原则可控震源输出力信号畸变的相对性：同等激发条件下各震源输出信号振幅在完全相同数量级下，畸变水平应该具有可比性；畸变不是绝对的（合理性）；影响畸变的因素的非单一性；畸变的评价原则对输出力畸变的评价侧重于l l相对性评价相对性评价在相同型号的震源、完全相同的激发参数、在相同型号的震源、完全相同的激发参数、基本相同的激发环境下，震源输出力信号的基本相同的激发环境下，震源输出力信号的畸变水平应该相当，即各激发信号相对之间畸变水平应
76、该相当，即各激发信号相对之间的畸变误差应该在一定的范围内；的畸变误差应该在一定的范围内；经验值确定的范围为经验值确定的范围为10%10%震源QC数据的统计分析采用PELTON公司提供的震源QC数据统计分析方法：PSSXVSl l直方图统计分析方法：直方图统计分析方法： 趋势分析，更侧重于大的范围；趋势分析，更侧重于大的范围；l l线形图统计分析方法：线形图统计分析方法： 细微分析，更侧重于小的范围或细节；细微分析，更侧重于小的范围或细节；峰值相位误差达到26度合格吗？ 这是我们经常遇到的问题，如果评价标准认可峰值相位误差最大25度，那么出现26度时是否合格？ 根据前述的一些原则，可以这样分析：
77、l l有收敛的趋势吗？有收敛的趋势吗？l l平均相位误差超限吗？平均相位误差超限吗？l l上一次的峰值相位误差多大？上一次的峰值相位误差多大？l l是新振点吗？是新振点吗？ 实际反映的是如何理解在震源激发过程中的“畸变”问题以及可能对采集数据产生的影响？畸变问题畸变的非单一性 在可控震源的激发过程中畸变产生的原因较多，主要发生在下述环节：l l控制、执行系统的非线性；控制、执行系统的非线性；l l近地表物性非线性的影响；近地表物性非线性的影响；l l控制过程中的扰动信号的影响；控制过程中的扰动信号的影响； 因此，震源输出信号不发生畸变是不可能的，通过一些途径来降低畸变水平是有可能实现的。畸变的
78、评价可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力的畸变评价是目前最难掌握的，主要原因并不是震源本身的因素，而是评价方法本身。由于可控震源振动输出力的畸变不仅仅与震源设备本身的状况有关，还与扫描参数、控制参数、近地表物性结构以及震源设定的激发强度（振幅）有关。畸变的评价可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？随着可控震源振动输出力愈来愈大，而与此同时有随着可控震源振动输出力愈来愈大，而与此同时有些工区表层耦合条件不好，如河床、山前带砾石区、些工区表层耦合条件不好，如河床、山前
79、带砾石区、寒冷季节冻土地表等等，加剧了震源振动输出力的寒冷季节冻土地表等等，加剧了震源振动输出力的畸变评价的困难性。特别是早期的可控震源采用平畸变评价的困难性。特别是早期的可控震源采用平板加速度信号（或速度信号）锁相的可控震源，一板加速度信号（或速度信号）锁相的可控震源，一致性评价成了对平板信号畸变失真的评价。这里面致性评价成了对平板信号畸变失真的评价。这里面有一个误区，而许多人不自觉的掉到了这个陷阱中。有一个误区，而许多人不自觉的掉到了这个陷阱中。平板信号的畸变固然影响振动输出力的品质，但平平板信号的畸变固然影响振动输出力的品质，但平板信号不等于下传信号，而仅仅是下传信号的一部板信号不等于下
80、传信号，而仅仅是下传信号的一部分，并且是受迫能量的一部分。分，并且是受迫能量的一部分。畸变的评价可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源振动输出力的下传能量由两部分构成（如果不考虑静载压重的影响），第一是反作用质量块产生（重锤）的激振能量，第二是平板受迫振动产生的附加能量。平板在振动器与大地之间构成耦合传输媒介，并且在激发过程的初始段的平板信号很小，这一点从通常的一致性振幅中也可以看出来，而重锤的激振振幅却很大，因此，下传能量的畸变与失真并不如看到的平板信号的畸变失真那么大。畸变的评价可控震源输出力
81、畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？以前我们曾经给出振动出力畸变失真总量的通常指以前我们曾经给出振动出力畸变失真总量的通常指标为秒后小于标为秒后小于 15% 15% ，而平板信号就要远远的大，而平板信号就要远远的大于于 15% 15% 了。对于了。对于 15% 15% 的畸变失真总量而言，实的畸变失真总量而言，实际上是人们视觉上可以较好分辨信号的值，给人感际上是人们视觉上可以较好分辨信号的值，给人感观上的畸变与失真可以接受，但是这并不意味着可观上的畸变与失真可以接受，但是这并不意味着可控震源满足这一指标就绝对没问题。
82、对有些地区振控震源满足这一指标就绝对没问题。对有些地区振动出力畸变失真总量达到动出力畸变失真总量达到40%40%就已经很满足了，而就已经很满足了，而有些地区则有可能要达到有些地区则有可能要达到10%10%。我们无法改变大地。我们无法改变大地的物理特征，这也是为什么我们目前推荐使用相对的物理特征，这也是为什么我们目前推荐使用相对评价标准的原因。评价标准的原因。畸变的评价可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力的畸变实际上是源致谐波干扰造成可控震源输出力的畸变实际上是源致谐波干扰造成的，在没有震源
83、激发信号前，数据采集系统记录的的，在没有震源激发信号前，数据采集系统记录的是排列随机干扰背景，当震源振动后，干扰波的强是排列随机干扰背景，当震源振动后，干扰波的强度明显增加。试验结果表明：震源输出信号的畸变度明显增加。试验结果表明：震源输出信号的畸变强度与激发强度有密切关系，但不是呈线性变化。强度与激发强度有密切关系，但不是呈线性变化。较低的激发强度与较高的激发强度都可以导致较大较低的激发强度与较高的激发强度都可以导致较大的输出畸变，这本身不仅与平板与大地的耦合状态的输出畸变，这本身不仅与平板与大地的耦合状态有关，同时还与平板振动过程中带动的等效振动泥有关，同时还与平板振动过程中带动的等效振动
84、泥土的质量有关，而等效振动泥土的质量是一个频变土的质量有关，而等效振动泥土的质量是一个频变质量，因此具有较强的非线性特征。质量，因此具有较强的非线性特征。畸变的评价可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？从另外一个角度看：当激发强度确认后，正常的震从另外一个角度看：当激发强度确认后，正常的震源输出信号的畸变也就基本确定了，因此在设定了源输出信号的畸变也就基本确定了，因此在设定了激发强度后，再用事先确定的畸变评价指标来评价激发强度后，再用事先确定的畸变评价指标来评价输出力信号的畸变就缺乏科学性，同时也造成了目
85、输出力信号的畸变就缺乏科学性，同时也造成了目前对震源激发信号畸变评价的困难。前对震源激发信号畸变评价的困难。如果强制性地设定一个畸变评价值，则对于有些地如果强制性地设定一个畸变评价值，则对于有些地区可能很容易地达到这一指标，而对有些地区而言，区可能很容易地达到这一指标，而对有些地区而言，这个设定值可能就是一个临界畸变指标，对于表层这个设定值可能就是一个临界畸变指标，对于表层较差的工区，这一指标也许会过于苛刻。较差的工区，这一指标也许会过于苛刻。畸变的评价可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？因此，我们并不能强求所有的可控震源，不论在什么地方都必须满足某一绝对评价指标。
86、对于表层条件较差的地区，我们建议采用相对评价标准，即多台震源相互间的畸变失真总量误差小于10%。我们收集了国内外震源及在各种地表条件下的许多测试资料，并对我们所采集的结果做了大量的分析，认为这一相对指标设定基本上是合理的。畸变的评价可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？可控震源输出力畸变评价为什么难？如果这一指标达不到，那么参与施工的可控震源或如果这一指标达不到，那么参与施工的可控震源或多或少的存在些问题，特别是机械结构或减振系统多或少的存在些问题，特别是机械结构或减振系统及储能器可能存在问题。即便对于好的地区，在指及储能器可能存在问题
87、。即便对于好的地区，在指标范围内，最好与最坏的差应在标范围内，最好与最坏的差应在5 5 10%10%的范围内，的范围内，否则应检查振动器的有关刚性、柔性连接件有无松否则应检查振动器的有关刚性、柔性连接件有无松动，减震空气弹簧气压、平板有无开裂痕迹或其他动，减震空气弹簧气压、平板有无开裂痕迹或其他机械故障。机械故障。经验告诉我们，机械故障导致的畸变往往反映在奇经验告诉我们，机械故障导致的畸变往往反映在奇次畸变异常。次畸变异常。畸变的评价特别提示：目前PELTON公司新推出的VCA系统在畸变失真总量的数学算法上进行了重要的调整。在同样的试地表条件下，使用新版本计算出的畸变失真总量比老版本高一倍！可
88、控震源输出力畸变评价的目的？可控震源输出力畸变评价的目的？正确评价震源输出信号的畸变有二重含义：正确评价震源输出信号的畸变有二重含义：确定合理的激发参数与下传信号的信噪比；确定合理的激发参数与下传信号的信噪比；发现震源本身的故障隐患或已经出现的故障；发现震源本身的故障隐患或已经出现的故障； 前者是要在野外采集前者是要在野外采集/ /激发参数试验中确定，用于激发参数试验中确定，用于评价激发强度的设定是否合理，激发效果能否满评价激发强度的设定是否合理，激发效果能否满足地质任务（勘探深度、激发信噪比等）的要求，足地质任务（勘探深度、激发信噪比等）的要求，而后者则是日检的内容，主要用于评价震源是否而后
89、者则是日检的内容，主要用于评价震源是否存在故障或故障隐患，如：当平板出现裂纹时、存在故障或故障隐患，如：当平板出现裂纹时、振动器结构坏损、储能器皮囊破裂等均能造成震振动器结构坏损、储能器皮囊破裂等均能造成震源输出信号畸变值的增加。源输出信号畸变值的增加。可控震源输出力畸变评价的目的？可控震源输出力畸变评价的目的？ 可控震源在质量控制中对震源输出信号畸变的评可控震源在质量控制中对震源输出信号畸变的评价主要解决的是震源本身的问题。价主要解决的是震源本身的问题。 以前我们在野外采集以前我们在野外采集/ /激发参数试验中对激发频带激发参数试验中对激发频带的选择、扫描时间（长度）、同时激发的震源台的选择
90、、扫描时间（长度）、同时激发的震源台数、垂直迭加次数、震源组合方式、震源组合基数、垂直迭加次数、震源组合方式、震源组合基距等关注较多，对激发强度的试验较少，或者认距等关注较多，对激发强度的试验较少，或者认为扫描时间（长度）、同时激发的震源台数与垂为扫描时间（长度）、同时激发的震源台数与垂直迭加次数的试验等同于激发强度的试验。这里直迭加次数的试验等同于激发强度的试验。这里面有一个重要的概念问题：扫描时间（长度）、面有一个重要的概念问题：扫描时间（长度）、同时激发的震源台数与垂直迭加次数的试验是激同时激发的震源台数与垂直迭加次数的试验是激发能量的试验，不能等同于激发强度。发能量的试验，不能等同于激
91、发强度。可控震源输出力畸变评价的目的？可控震源输出力畸变评价的目的？ 正是因为缺少了激发强度的试验，因此我们往往缺少评价处于良好状态下的震源在设定的激发强度下的正常输出信号的畸变范围，结果使得震源输出信号正常畸变与震源故障畸变二者在评价中混为一谈，一旦出现畸变偏大的情况便束手无策。可控震源输出力畸变评价的目的？可控震源输出力畸变评价的目的？ 我们在野外也经常看到这样的情况：当震源在正我们在野外也经常看到这样的情况：当震源在正常生产前做不出常生产前做不出“ “合格合格” ”的日检后，大多数情况的日检后，大多数情况都是因为震源输出信号畸变评价的问题，然后，都是因为震源输出信号畸变评价的问题，然后，
92、按照按照“ “畸变评价要求畸变评价要求” ”，震源开始满山遍野地寻，震源开始满山遍野地寻找满足畸变评价要求的找满足畸变评价要求的“ “福地福地” ”，最后完成了，最后完成了“ “日检日检” ”。每当看到这样的情况，我们都会情不自。每当看到这样的情况，我们都会情不自禁地想到：这是不是一种自欺欺人的做法？其实禁地想到：这是不是一种自欺欺人的做法？其实在一种特殊的条件下，这是反而是一种极正常的在一种特殊的条件下，这是反而是一种极正常的现象，问题在于野外工作的人知道震源没有问题，现象，问题在于野外工作的人知道震源没有问题，但是为了应付苛刻的日检条件或错误的评价指导但是为了应付苛刻的日检条件或错误的评价
93、指导思想，不得不采取这样的思想，不得不采取这样的“ “下策下策” ”。可控震源输出力畸变评价的目的？可控震源输出力畸变评价的目的？换一种思考，震源在大多数情况下的失效表现为换一种思考，震源在大多数情况下的失效表现为缓慢性，昨天还好好的震源，怎么今天就坏了呢缓慢性，昨天还好好的震源，怎么今天就坏了呢？试想：如果震源真的出了问题，纵有天大的本事，试想：如果震源真的出了问题，纵有天大的本事，也做不出真正意义上合格的日检来，同时在野外也做不出真正意义上合格的日检来，同时在野外实际激发过程中，震源扫描信号的每次质量监测实际激发过程中，震源扫描信号的每次质量监测数据都将实时地反馈到质量控制系统并记录下来，数据都将实时地反馈到质量控制系统并记录下来，供事后分析用。供事后分析用。这些现象也促使我们要明确对可控震源输出信号这些现象也促使我们要明确对可控震源输出信号畸变评价的目的。畸变评价的目的。结束语结束语出发点:与国际大环境接轨;目标:可操作;评价原则:趋于合理性。还要在生产过程中经过众人的不断完善,提高标准的水平,也就提高了BGP的水平。
