автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Разработка автоматизированных методов и средств контроля параметров многоканальных систем регистрации геофизической информации

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАТЧНО-ИССВДОВАТЕЛЬСКИЙ ШСТШТ ОПГИКО-еИЗИЧЕСГШ ИЗМЕРЕНИЙ

1

На правах рукопясз ТАРАСОВ Николай Васильевич

РАЗРАБОТКА. АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ МЕТОДОВ.И . СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЖОГОШАЯЬНЫХ СИСТЕ'Л РЕГИСТРАЦИИ ПЗОШИЧЕС&ОЙ ИНФОКЩИИ

05. II. 16 - Кяфоризцгогло-изц5р1Ггвдьн11э састег^

Автореферат диссертации на созспазга учаноЗ мопгпз кандпдзта зехпаческях наук

Носкгз - 1331

1&бо?а вшшвэяа в Специальном конструкторском бюро сейсмического приборостроения

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор . *

Официальные оппоненты:'

доктор технических наук, профессор '

'кандидат технических наук

Ковш А.Ф.

Боброввиков I.З.Луга нец А.И. •

Бзд^дая организация - НижаеволЕский научно-исследовательский институт геологии а геофизики

Защита состоится "_" 1932 г.

б —_ часов за заседании специализированного совета Д 041.01.01 яра Всесоюзном научно-исследовательском институте оптико-физических измерений по адресу:

103031, Москва, Ровдэственка 27 (тел. 923-68-37) С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ¡ШЛО® Автореферат диссертаций разослан "_" 1ЭЭ2 г.

Ученый секретарь'специализированного совета, кандидат технических наук, стассшй научный сотрудник

Тихомиров С.Б.

I. ОЕЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТИМ. Эффективность геофизических исследований, достоверность и точность получаемой информации, успешное применение новых геофизических методов находятся в прямой зависимости от совершенствования аппаратурно-технологического обеспечения, повышения метр-логических характеристик, увеличения объема регистрируемой информации. Поэтому к аппаратуре многоканальных систем регистрации геофизической информации ШСРГИ) ряда "Прогресс" предъявляются жесткие требования по точности представления информации, динамическому диапазону, чувствительности, надежности работы, идентичности характеристик, определяющих МСРГИ как систему, содерка-дуа десятки, сотни (для сетей МСРГИ) измерительных каналов.

Основным регламентированным способом контроле параметров [£СРГй, предусмотренным инструкцией по эксплуатации, является контроль с применением аппаратурных средств. При этом требуются значительные затраты времени, труда и больной набор высокоточной измерительной аппаратуры. Экспериментально доказано, что на выполнение процедуры контроля аппаратным способом затрачивается около 80 нормо-часов для МСРТИ типа "Прогресс-З".

Кроме того, существенным моментом, влияизим на скит.ение эксплуатационной надежности МСРГИ, является отсутствие стандартизованных методов контроля. Это приводит к тому, что создается неидентичные системы контроля, применяемые разработчиками, изготовителями и эксплуатационниками МСРГИ, а следовательно, получаятся несопоставимые результаты контроля и различные оценки технического состояния аппаратуры МСРГИ.

Все это в действительности монет привести к браку гее^изичесхой информации из-за неверной оценки нормированных

-г-

параметров.

Перечень основных параметров, подлежащих обязательному контролю в процессе эксплуатации, составляет более двух десятков. Поскольку современный сейсморазвецочный эксперимент, выполняемый геофизиками, при поисках нефти и газа, предусмат-ривает^исг.ользование сетей МСРГИ, то в единые регистрирующие комплексы собираются зачастую несколько ИСРГИ, Естественным требованием к сейсморегистрируюцим каналам сетай МСРГИ следует считать идентичность их амплитудных и частотных характеристик. Так как различие передаточных функций отдельных каналов, сигналы которых участвуют в суммировании,приводит к уменьшению отношения сигнал-помеха. К различию формы сигналов одной и той ке волны даже на соседних трассах записи, что затрудняет корреляцию сигнальных функций и определение кинематических особенностей отраженных волн.

Таким образом, в создавшейся ситуации - обязательности выполнения контрольных процедур для обеспечения необходимой эксплуатационной надежности МСРГИ и значительной трудоемкости этих процедур, приводящих к непроизводительному расходованию ресурса аппаратуры как одиночных МСРГИ , так и включенных в единые комплексы - актуальным решением, удовлетворившим разработчиков, изготовителей и эксплуатационников является разработка автоматизированных методов и средств контроля параметров (АКСКП) МСРГИ, приносящая определенный экономический эффект.

Аналитическая проработка литературы показала, что вопросам современного состояния метрологического обеспечения МСРГИ посвящены работы Н.В.Иаксиыоза, Д.Н.Смирнова, Г.Ф.Маяыхиной, В.Б.Евдокиыова, Ф.З.Купшира, Л.З.Бобровникова, Б.М.Катана, П.А.Турлова, В.С.Повдва, В.С.Чернышева,-О.Н.Новоселова,

-5в которых определены некоторые тенденции по дальнейшему развитию систем контроля применительно к процессу производства. Однако, не рассмотрены вопросы обеспечения методами и средствами контроля и проведения ремонта блокоЕ ?^СРГИ в условиях эксплуатации.

Проведенный обзор литературы показал, что при выполнении работы применительно к эксплуатационным условиям необходимо решить вопрос сокращения трудоемкости и повышения точности метрологического контроля параметров путем обеспечения |МСРГИ автоматизированными метрологически аттестованными' средствами контроля.

Для этого нужно:

- определить основные источники отказов аппаратуры МСРГИ;

- обоснованно выбрать объем контролируемых параметров;

- осуществить выбор тестового сигнала с определенными информативными параметрами;

- разработать алгоритмы для автоматизированной методики контроля;

- обеспечить нзобходимуп достоверность результатов контроля;

- разработать методику метрологической аттестации программного обеспечения;

- провести технико-зконоыическое обоснование разработки. ЦЕЛЬ РАБОТЫ. В диссертации предложены методы и сродства автоматизированного контроля параметров МСРГИ,использование которых

а условиях эксплуатации позволит:

- обеспечить снижение трудоемкости контрольный процедур, регламентированных нормативной документацией;

- <У-

е

- исключить субъктивность оценок результатов контроля;

- повысить достоверность регистрации полевой информации;

- сократить объем контроля взаимосвязанных параметров;

- снизить технико-экономические затраты на операции контроля каналов МСРГИ.

.ЖГОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. При исследовании методов определения характеристик сейсморегистрирующих каналов МСРГИ и разработке средств автоматизированного контроля использовался аппарат теории вероятности и математической статистики, метод статистических испытаний; Ъ- преобразования, спектрального анали-зз.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В диссертационной работе получены результаты, отличающиеся новизной:

1. Разработана методика выбора оптимального объема параметров, подлежащих обязательному контролю с учетом достоверности и заданной точности.

2. Впервые разработана методика контроля канала воспроизведения и метрологической аттестации бортовых диагностических средств МСРГИ.

3. Разработана методика, алгоритмы и программные комплексы для реализации автоматизированного метода контроля параметров сейскорегистрирутцих каналов МСРГИ в условиях эксплуатации.

4. Решены вопроси метрологической аттестации программных комплексов с оценкой показателей достоверности алгоритмов.

5. Предложена методика и аппаратное программные средства идентификации линейных характеристик в сетях МСРГИ.

-s-

ПРАКГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. В результате исслеаований:

- проведено технико-экономическое оэоснованпе разработкч;

- оптимизирован объем контролируемых параметров и определен комплексный критерий оценки правильности бункциони-рования МСРГИ;

- разработаны алгоритмы и програ'.мное обеспечение для автоматизированного метода контроля параметров как ояиночье;1 МСРГИ,так и для МСРГИ, объединенных в сети;

- разработано метрологическое обеспечение .автоматизированных методик контроля;

- разработан метод контроля какала воспроизведения и бортовых диагностических средств МСРГИ в условиях эксплуатации;

- проведена экспериментальная оцен::а показателей достоверности алгоритмов автоматизированного контроля;

- методы и средства автоматизированного контроля параметров сейсморепистрируютих систем ряла "Прогресс" внедрены во всех производственных объединениях "Миннефтегазпрока СССР", эксплуатирующих дачные сейсморегистрирушие систе;,гы, в Московском ПО "Гео^нзприбор" на этапе пронесения комплексной регулировки и проведения прне:дэ-сдаточных испытаний '■•СРП! ряпа "Прогресс", а так :ке в Львовском ПО ""икроприбор" для автоматизированного контроля блоков управления .'*С?ГЛ "Прогреес-95'f и "Прогрее С-90Вна этапе приемо-сдаточных истггзнеЗ.

11с результатам внедрения получен фактический экономический з<Мч?кт 6202 руб. б расчете на одну КСРГИ. Срепг~о ч/сло ;'.СРГ7. в одном производственном объединен!';: 6

-е-

ОШОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕН®, ВШОСШЕ НА ЗАЩИТУ

1. Разработанные алгоритмы, базирующиеся на й - преобразовании оценки контролируемых параметров, а такяе организация и построение программного обеспечения кзк в диалоговом раяиме с сегментированной структурой, так к б пакетном рег.кке, обеспечили исключение трудоемкости процедур аппаратного контроля, гтиводацпх к непроизводительному расходованию ресурса аппаратуры ыСРГИ.

2. Разработка метода контроля канала воспроизведения и встроенных средств бортового контроля, основанного на создании метрологически аттестованных тестовых наборов, представляющих собой нормированные сочетания детерминированных и случайных сигналов, позволила в полевых условиях прозодить проверку работоспособности какала воспроизведения и блока диагностика.

3. Установленная корреляционная саязъ между крйтерием.качества полевой информации и показателями достоверности автоматизированных методов контроля позволила оптимизировать объем контролируемых караметров.

4. Использование ДПв позволило синтезировать операторы квазиоптимальных фильтров для корректирующей фильтрации линейных искажений в процессе проведение сейсморазведочных работ одновременно с несколькими МСРГИ ка одном профиле.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Содержание основных положений диссертации обсуздалось на всесоюзной научно-практической конфеое.чаии, на научно-практической иколе-семиняре молодых ученых и специалистов, сколе передового производственного опыта, на отраслевом научно-практическом семинаре.

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание диссертации изложено в 20 опубликование: работах.

СТРУКТУРА И. ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состой- из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, приложения и содержит ?Л9 страну, в том числе 58 рисунков, список литературы из 93 наименования.

Работа выполнена на основании результатов исследований и разработок, проводяваихса автором в Спгцяалькэм конструкторском бюро сейсмического приборостроения, г.Саратов.

П. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО БВКДй-LLi обоснована актуальность исследований и разработки автокагкзкрэганних методоз и средств контроля пара!»гроз КСРГЛ ирик-знительяэ к условия?« эксплуатации, с&ор:"уяирэзаиа цель диссертационной рзботц и кратко изложено её содержание,

В ПКРВОЛ ГЛАВЕ проведен анолятитескиП обзор сутесгзуэдс:

3 тстояхео время !'СРГИ, мзтодов и средств контроля ¡с: парамзт-роз. Уззчпчание глубинности чсследоз-зниЯ, повктенмв требований

4 достоверности, точности, информативности геоф/'зпееккх рабо* определяет- постоянное сов-зразнствоззниз соНсморазвелочно" аппаратуры. Использование линоГнаг: п ллсладпил. систем

ния с много (фгткздп перекрытия?™, применен'/-:? г:ез"р--з-гг-г: лето^;-!> коз потрз5озало резкого увеличен;",?: нзнальност:-:, включение сост-зБ :!СРГИ накопителей и коррзля?орза роъльъогг врл-^кк.

Это привело к значительному усложнении аппаратуры, а следовательно, к необходимости обеспечения её средствами метрологического контроля. Анализ существующих в настоящее время ¡лСРЛД позволил сделать следующие выводы:

- все типы выпускаемых МОРГИ реализуют функции усиления, 'Чиьтоаиии, мультиплексирования и преобразования электрических сигналов в цифровой код, накопления слабых сигналов, корреляции сигналов, диагностирование на уровне блока;

- практически все системы имеют функциональную возмокность наращивать количество каналов регистрации, во многом совпадают требования к параметрам, характеризующим работоспособность системы;• •

- система диагностирования и контроля в условиях эксплуатации еще недостаточно отработана и требует дальнейшего развития в направлении оперативного контроля параметров и локализации неисправностей.

Существующие методы и средства контроля параметров МСРГИ, на которые ориентируют эксплуатационника нормативно-технические документы, характеризуются:.

- значительной трудоемкостью и,следовательно, большими временными затратами на их.осуществление;

- большим количеством используемых дорогостояцих приборов;

- субъективностью полученных результатов контроля пара-.V.;.троб, являющихся результатами ручного труда;

- недостаточной достоверностью получаемых результатов;

- отсутствием аттестовано^ методики контроля.

Проведение сравнительных испытаний различных мзтодоа

контроля обнаружили нецдентиччость в результатах оценки одного и того же параметра. Назрела необходимость стандартизации

-s-

метолов контроля. В качество базовой при разработке единой стандартизуемой методики контроля параметров МСРГИ целесообразно выбрать АМСаП, исходя из требований:

- обеспеченности методики необходимыми для реализации программными метрологически аттестованными средствами, гарантирующими получение высокой точности и стабильности зценки;

- широкой экспериментальной апробации методики в геофизических организациях ¡¿иннефтегазпрома п МинГео СССР. Расчет экономического эффекта, полученного в процессе технико-экономического обоснования разработки АМСКП, показал целесообразность использования АМСКП при эксплуатации МСРГИ.

3 результате научной проработки и исследований МСРГИ, как ■•бъекта контроля, а'так. же методов и средств контроля, используемых в условиях эксплуатации,сделан вывод о необходимости разработки и обеспечении парка МСРГИ метрологически аттестования«! средствами у методиками проведения измерения, проведение разработки аппаратно-прэгракгяшя: средств контроля и поолзг^кяе'Л сертификации линейнтге характеристик сетей МСРГИ.

Во 2 ГЛАВК рассматривается совокупность измеряема параметров и требования к методам и средствам контроля. Перечень )Сновных параметров, методики измерения :*. технические уребазания ' ним определяются нормативной документацией на каждый ?кп .-!СРГИ. Однако оценить точность измерения основных "лраметрог, ¡раннигь МС~ГИ по основной характеристика?.! не представляется и.и'охккм ввиду отсутствия единой терм/нологяи, единой мтоликк i единых средсте контроля и диагностики соЯсмораяведечной аппаратуры. Анчлиз требоьз.чкЗ, прлзэденшк 3 нормзтпрной 1ки показал, что не ?се характеристики ячдяэтеп сг.рзазля-пииа для данной аппаратур«, а совокупность ппрамвгро-т, лодле-ат/т:

й

обязательному контроля, определяется -источникам?, погрешностей, влзгяющдми ка качество полевого материала, регистрируемого кааалсм заплск МСРГИ.

Капал запяск МСРГК представляет собой совокупность отдельных узлов, являвшихся фильтрате и, следовательно, тем кла иным образом влияющих на спектральный состав входных сигналов. Влияние катлдого фильтра определяется его комплексным коэффициентом передача ' К (^ ), где о) - угловая частота. Поскольку капал записи МСРГИ является линейной системой, то общий коэффициент передачи всей схемы будет иметь зид:

Ко5ш(;ч) = П М«чо) =П

■а <з

где !К.М! = П 1К;М1

¿--I

у (") М

п - чпсло звеньев фильтра.

Показано, что задача идентичности амплитудных и фазовых характеристик в сейсаорегистрзрующих каналах одиночной ЫСРГИ решается на этапе изготовлена* и лишь требует периодического контроля мэтрологкческях характеристик. Однако современный геофизически»! эксперимент требует увеличения кзнальноотк 1ЛСРГИ, что достигается единозрегленшм использованием двух и более МСРГИ, включенных в обдую сеть. <5азочастот;ше характеристик?, сейсморегвстрируюощх каналов различных ЫСРГИ, в силу разброса параметров элекмептоз схемы, не удовлетворяют требованиям • нормативной документации на одккочну» ШР1?!. Это существенно ограничивает результативность приемов обработал геофизичес-■ кой информации.' Поэтому для ре леям этой задачи необходимо зна

[изочастотных характеристик каждого сейсмор «анала МСРГИ, объединенных з единую сеть для использования IX яри идентификации полевого материала. Таким образом, юлучение фазо-частотных характеристик сейсморегистрирувдих сакалов перед отработкой какдой физической точки стазит

I

>,адачу создания программно-аппаратного средства, позволяйче-'о в процессе работы' КСРГй регистрировать реакции сейсмо-;анала на импульсное воздействие.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена вопросам комплексной оценки [равильности функционирования ¡'/-СРП! и алгоритмам контроля 1СРП1. Рассмотрены рекомендуемые нормативной документацией ¡етоды контроля и доказана необходимость их оптимизации процессе выполнения процедуры контроля в условиях експлуата-

. . о

;ии. Известно, что работоспособность блоков "СПИ характера-уется параметрами, определяющими возможность функцконирова-:ия,и параметрами, определяющим;! качество функционирования, ыход за грлнкцн допусков параметров второй группы (нелинейные скамення, уровень сумоз, тзакмнкз влияния) приводит к тому, то теряется требуемая точность регистрации, уменьшается инамический диапазон, изменяется форма и величина полезного игнада. Пос-току при рассмотрения остогшзс источников отказоз ййсморегг'стрпруа^сс каналов основное знпмекно з работе уделено аря>.*отричес::нм отказам,алгоритмам и методикам их контроле, так-::-:е сделана попытка гн^'ора комплексного '-:рн';ч рня одой::;:

а5отоспсег5нэс?л г/!' иа П'хи шоь масактеркаустгл эбстзечн:.-

га;

э о.

лен !.'.Сг1 Л0 Пземель," у;-:?-/!пс'пнпнплмп

-лг-

Для реализации алгоритма определения коэффициента нелинейности целесообразно вкбрать интегральный способ, позволяющий оценить этот показатель, учитывающий не только амплитуды высших гармоник, но и комбинационные частоты, а тек-ч» шумы квантования и округления за счет ограниченности , р-зрядкой сетки АДГ! без определения их значений в отдельности. Данный способ описан для аналоговых схем и реализован в измерителях нелинейных искажении.

Однако использование последнего невозможно в процедуре намерения нелинейных искажений ХГТК, поскольку информация записывается на магнитную ленту в цифровом ы;де. Поэтому предлагается разработка метода измерения нелинейных искажений с использованием цифровой фильтрации.

Расчет коэффициента нелинейности начинается с определения среднеквадратичного значения полного сигнала, рассчитанного по целому числу пеоиодов

где ¿/у? - сигнал, представленный в виде числовой последовательности,

А/ .- число дискретов, составляющее целое число периодов.

По сходной информации производится расчет частоты тестового сигнала (что соответствует частоте основной гармоники).

. Расчет частота необходим для создания перестраиваемого рекурсивного фильтра с цель» подавления- этой частоты.

Полюс фильтра рассчитывается э зависимости от шага дискретизации сигнала и полосы подавления на уровне (-З)дб по &ор:.<уле

где а - шаг дискретизации

й Р" • - полоса подавления Фильтра основной частоты, которая выбрана- 2 Гц. "

Коэффициенты рекурсивного фильтра в зависимости от частоты определяются по формулам:

п - ±- г/ - -2.СО${2*ГУА6)

--^ > <~Сг — -

Р' ' . . Р

Р ■ .

Последовательность. ¿/^ сигнала пропускается дважды через рассчитанный для данной частоты речекторный рекурсивный фильтр вида • ,

' э

По выходным значениям фильтра определяется мощность зысЪкх гармоник и комбинационных частот

А = \[ ^/Т. Хп •

Коэффициент нелинейности далее определяется по класси-1ЯСКОЙ формуле:

- х £

Аля устранения постоянной составляющей счгнала в алго-

К А' = £ • 1С(Г

)и?кз используется рокурсявшЯ Фильтр вида:

....

V

-- V - р > П - ГГ-гу.

=: \/(А п -Ап-1 * Ц.?■ ■

Частота среза этого фильтра на уровне (-З)дБ равна I Гц 'и лежит за пределами диапазона частот, в' котором измеряется коэффициент нелинейности. Коэффициент передачи ФВЧ в полосе прозрачности равен \),9ЭЬ. Однако это не .влияет на точность коэффициента нелинейности, поскольку и энергия полного сигнала, и энергия гармоник определяется после устранения постоянной составляющей. Проредены исследования рекурсивного режекторного фильтра на влияние разрядности входных данных и на глубину подавления основной гармоники. Которые показали, что зависимость коэффициента нелинейности от разрядности входных данных носит до 14 разрядов' линейный характер и для получения коэффициента нелинейности порядка 0,005$ необходимо-, чтобы разрядность входных данных была не менее 14. Коэффициент нелинейности порядка 0,005$ означает, что глубина подавления основной гармоники должна быть нэ менее 84 д Б . Максимальная относительная погрешность в определении коэффициента нелинейности в диапазоне частот 3-125 Гц составила

что обусловлено, неравномерностью амплитудно-частотной характеристики в полосе прозрачности фильтра

///<^// = (о*99-1)-

Одним из наиболее слозмых вопросов, решаемых в процессе разработки автоматизированных метбдов контроля параметров МСРГЛ, является правильный выбор тестового сигнала для воздействия на канал регистрации МСРГИ. К тестовому сигналу предъявляются требования,

которые определяются факторами сейсморогистрирувдего канала;

- физическая реализуемость заданной модели тестового сигнала;

- быстрое убывание анплигуцного спектра за пределами . частоты Найквиста;

Оптпмальнкм выбором уровня.сигнала можно минимизировать нелинейные искажения и собственный шутл для выбранного вида сигнала так, что определяющими станут шум квантования п искажения за счет стробоскопического эффекта.

Выполненное исследование различных тестовых сигналов показало существенную зависимость точности результатов тестирования сейоморазведочннх систем от вида тестового сигнала. Осуществлен вкбоо тестового сигнала:

«

- для измерения частотных параметров импульс типа "окно • ¿еннпнга"; ,

- для оценка нелинейных характеристик канала регистрации синусоидальный сигнал' с определенными -информативными параметрами.

Предложены алгоритмы а программное обеспечение для контроля линейных искажений в сейсморегиотрирующих каналах КСРГИ. По всем алгоритмам и их программной реализации осуществлен расчет погрешностей.

Программное обеспеченна состоит аз нескольких программных комплексов а компонентов:

- программ демультиплексации тестозой последовательности;

- программы самоконтроля;

- программы формирования тестов з формата С—I;

- программного комплекса для контроля параметров;

- программного комплекса определения соответствия режимов формирования тестовых последовательностей методике записи.

Количественная оценка параметров регистрирующего канала МСРГй является результатом, процедура АМСКП, построенной по сегментированному принципу, что позволяет последовательна вызывать на работу только те компоненты програши, которко

работает с массивами информации для контроля определенного параметра.

Программное обеспечение выполнено на языке программирования ФОРТРАН, кроме райверов связи с внешними устройствами, которые реалязрванк на языке АССЕМБЛЕР. Сегментированная структура позволяет постоянно наращивать комплекс программ, что имеет существенное значение при дальнейших модификациях МСРГЙ.

3 4 ГЛАВВ рассматривается современное состояняе вопроса идентичности г правильности функционирования сетей МСРГЙ в процессе юс эксплуатации. Предложен способ идентификации ха-ракторнстик сейсыорегистрирувджс ¿саналов цутем введения кор-ректпрувщгх поправок, полученных программным путем на ЭВМ, в сейсмический материал. Методяка определенгя корректирующих поправок осноЕана на получений избыточной информации в процессе регистрации полевого материала, позволяющей судить о характеристиках регистрирующей системы на момент отработки физической точен. СУть метода корректирующей фильтрации заключается в следующем:

- па мзгпптиом носителе регистрируются реакцдЕ сейсмо-развздочных каналов на воздействие, вызванное блоком возбул-дгпгл сеЗсмакаягла;

- по зарегь'сгргровакннм Брзмегшм откликам Х;_( г) номер занэла определяются чгстотпкг"характеристике XI (¿10) соотглтстц/гх-эго капала с покозьв прямого преобразования Фурьо;

- е качества агяаоянол вибярзотся одпя пз вакагев

- прогзвехпхея иор^ровка хзрж?ер:;ст;л: есог кж:элэь

- на последней этапе производится корректировка полевого

материала путем введения в него поправочных коэффициентов, з

частотной, путем перемножения комплексного корректирующего

ксэМвдгента (,'w) с частотной характеристикой полевой лн-v о

форглацгк i0 (jw ) с последующий использованием обратного преобразования *урьа, во крененной через интеграл свертки полевой информации о корректирующим коэффициентом €¿ ( t), полученным путей обратного Фурье-преобразования йункцни (Jсо ). Цусть л- (г? di) реакции сейсморегпстрирутацкх каналов на тестовое воздействие, вызванное блоком возбуждения. аейсмокаиала, записанные на магниткув ленту. Тогда прямое Фурье-преобрагова-нне для функций x¿ (rini) будет иметь вид:

Л mi i

= 77 ^ X (zat)i sin ¿S>/77 к/v

' Г* К.Т-П

где .Qni - амплитуда гармокнк; Уni - фаза гармоник; /V - количество отсчетов; п - количество гармоник; ñt - аэг днскретизацяа; ' . t- - номер канала; т = ОД ... п К - ОД ... N -1.

Для расчетов необходимо использовать длительность записи

;э менее I с, так как яавменмаа частота частотного диапазона

>пределяется формулой

2Т 2N /

со, =■ ~ =■ > т.е. i =г -i—

1 т Hat Р N&t

ЛР .

Э-ra частота называется осноеной частотой сигнала Х^ (i ). s соответствует периоду, равного длине записи, т.е. является сагога дискретизации б частотной области jt - Aj г если - 2 кс, a t = 1 а, тол^=1 Гц. Максимальной частотой диапазона будет частота Найквиста

4 шах = ¿^t

В результате преобразования Фурье получаем комплексные частотные характеристики сейсморегистрирующих каналов в виде

Xmi '-'Лпи +rJ &/r;i В качестве эталонного выбираем один из каналов с харак-ТбрЕСТИКОЙ ;

Хто = -Дню + J & та

Тогда корректирующие коэффициенты будут: с У. та _ ¿ImoMmi +ЬтоВг!П ■ Лпп Впю 'ЛтдВт; Хт : ' J*t , ' < ,

Взедеы обозначения дла действительной и мнимой части функций

ё. ■ : mi ' -- Cm;

ТрзнсуОрмдруем функции w//t- во временную область путем Offi> r-i

£ ■ (кл { j - С, ■ + г -21 t Cmi WSZJTmf, к л ¿- ,

~ rri'l

+\J),TK ît/7 27, -с/i Г/ - '

где полевал информация i-jl{iL\l)> С = Q - -T'-i

срзпзведем операции свертки

- у-JCJtl'S.; (£AÎ)

слг' и*. ut - S; (t-e i способом

fO

■ Для записи реакции сейсморегистрирукпкх каналов разработано устройство, которое подключается между блоком трансформаторов и входным блоком МСРГИ типа "Прогресс-^".

Результаты лабораторных испытаний показали, что разброс параметров коммутационных устройств не Елияет на идентичность регистрируемых сигналов по амплитуде. Однако наблюдается временной сдвиг сигнала не превышающий 2 мс. но так как • время обработки сигнала на ЭВМ превышает время затухания колебаний, то потери информации не происходит, а следовательно, временной сдвиг не влияет на определение частотных характеристик сейсморегистриругадих каналов.

Таким образом, разработка блока возбуждения сейсмоканала позволила получить избыточную информацию для целей практической реализации корректировки передаваемой из поля информации.

Результаты экспериментальных исследований, метрологическая аттестация алгоритмов и программного обеспечения ДИСКИ МСРГИ представлены в главе 5.

Рассматриваемые автоматизированные методы и средства контроля параметров МСРГИ предназначены для обеспечения необходимой эксплуатационной надежности МСРГИ ряда "Прогресс", исключения трудоемкости процедур аппаратурного контроля, приводящих к непроизводительному расходованию ресурса полевой аппаратуры, проведения количественной оценки параметров, опре-делятаих работоспособность ЕСРГИ, идентификации линейных характеристик в сетях Ь'СРГЛ.

Методика автоматизированного контроля представляет собой гибкую систему, включаххтую е себя следующие процедуры:

- формирование тестового сигнала от метрологически поверенного генератора синусоидальных колебаний";

- запись на магнитную ленту штатного магнитного регистратора '

-го-

ЫСРГЙ откликов сейсморегистрирующих каналов на тестовое воздействие;

- обработку на ЭВМ тестовых сейсмограмм с целью количественной оценки состояния параметров МСРГИ;

- формирований и документирование диагностического сообщения о номинальном значении кадцого проверяемого параметра и величине отклонения действительного значения параметра

от номинального;

- использование результатов контроля для настройки и регулировки величин параметров сейсморегкстрирухкшх каналов МСРГИ;

- формирование специальных тестовых сигналов на ЭВМ с известными информативными параметрами с целью обеспечения контроля канала воспроизведения и диагностического процессора.

АЫСКЛ включает в себя методику записи тестовых сейсмограмм, программный комплекс для обеспечения процедуры обработки тестовых записей, програмный комплекс для выполнения операций поверки МАСКИ, программный комплекс для формирования специальной тестовой ленты в ¿ормате С-1 для обеспечения операций контроля канала воспроизведения и бортовых диагностических средств, программный комплекс для корректирующей фильтрации и блок возбуждения сейсмоканала.

АЦСКП 0 отличие от аналогичных методик контроля имеет гкбкуа структуру функционального построения, которая обеспечивает высокую надежность при эксплуатации. Программное обеспечение ЛЛСКП ыокет быть легко расширено путем включения в управляэ^'ю программу-диспетчер имен вновь разработанных программ. АМС&1 ориентированы на тестовое диагностирование к преяшзаачьнк для контроля работоспособности и исправности, как на этапе изготовления, так к в перяо.д эксплуатации МСРГИ.

В настоящее время АМСКП используется при проведении' оиемо-сдаточных испытаний МСР1М "Прогресс-56и, "Прогреес-96В" з МПО "Геофизприбор" (Москва), блока управления ЖРГИ на ) "Микроприбор" (гЛьвов), а также более чем в 40 геофизиче-:их организациях, эксплуатирующих МСРГИ ряда "Прогресс", сономический эффект от внедрения АМСКП в геофизических рганизаниях, эксплуатирующих МСРГИ ряда "Прогресс", составляет ¡лее 8,0 тыс.руб. в год на одну МСРГИ. Среднее число состав-ют 6 ¡¿СРГИ в одном производственном объединении.

На заключительном этапе ре .лизации АМСКП проведена метро-тическая аттестация алгоритмов и программного обеспечения.

На основании результатов аттестации выданы свидетельстве, шускаюкио использование АМСКП в организациях разрабатывающих, 1Готавливающих и эксплуатирующих МСРГИ типа "Прогресс",

В заключении призедены основные результаты работы.

В приложении включены акты о внедрении разработанных тодов, алгоритмов и программных средств контроля параметров 'РГИ, свидетельства о метрологической аттестации АМСКП.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТУ РАБОТЫ

1. Анализ искажений з сейсморегистрирующих каналах МСРГИ,

люченних в сети, разработка аппаратуры калибровки сейсмо-

гистрируюаих каналов в полевых условиях с последу.таей обратной е

рректируэдей фильтраций полевых сейсмограмм, обеспечивает сниже-е всех видов частотных искажений. Этот- метод позволяет в сколько раз уменьшить амплитудную и йазовую погрешность и неи-тучиость каналов МСРГИ без внесения каких-либо' изменений в конструкцию.

2. Впервые предложена методика контроля 2 полевых условиях нала воспроизведения и боотовьк средств контроля, основанная

создании метрологически аттестованных тесгоз с записью

и .

-2Z-

их на магнитную ленту на 33U.

3. Впервые была проведена метрологическая аттестация алгоритмов и программных комплексов, реализующих автоматизированный способ тестового контроля в условиях эксплуатации

МСРГЙ.

4. В процессе выполнения разработки проведена научная

проработка методов к средств контроля с оценкой ist достоверности и точности представления результатов, проанализирована

вся номенклатура параметров, подле^аг.ихобязательному kohtpoj осуществлен выбор комплексного параметра, характеризующего работоспособность УСРП1 в условиях эксплуатац;;и с достаточной точностьв.

5. Разработанные алгоритм и програ:,гхчое обеспечение AiV.CKP. . MCFIli позволили реализовать наиболее экономичный enoeoi тестового контроля параметров Ь!С?ГЛ, обеспечили исключение трудоемкости процедур аппаратного контроля, повысили точность и о5ъакт::зксс?ь результатов контроля.

5. Проведена разработка программных комплексов к метоаи: автоматизированного контроля параметров tÄCPili ряда "Прогресс", разработка блока возбуждения сейсшканалзв и методика коррзкт; ружей Фильтрации для процедуры идентификации линейные характг риетик сетей ЫСРП1.

V. Результаты работы внедрены практически во псах reoiv зических организациях отрасли, экс.плуатируг/дих МСРн! типа "ikorpocc". 3 алгоритмах, программных комплексах и методиках реализованы основные научные положения выполненной работы.

О. АПРОБАЦИЯ РАШШ. ЙУБЛЙКЩК.

Со результата« роботы сделаны локлгды а всесоюзной u'ivt практической конференции "Разработка и применение нев-сыыг.« источников cefiCMfr-iecKioc ей гнал о а для сейсморазведки, ка нефть

газ", (г.Гомель, 1983), па научно-зрахтзческой екодэ -лгнаре молодых учеких и специалистов "Швнсзезо гфректнв-

автоматизированных средств восприятия я обработки Ёор-.&цпп" (Пенза, 1565), сколе передового производственно- . опята ".Развитие полевой рзгпстрпрущей аппаратура в системе шефгепрсма, нсззрывнпх источников, сястем контроля, дпаг-;тпкп п обработка сеЗскдоос&лс данпах на ЭЕ\Г' (Москва, {X СССР, 1588) и на научно-практическсм семинаре "Ускорение •чно-техшласксго прогресса з нефтяной н газовой промыплец-:тл'' (г.Тсг-'ск, УЫК Кибернетику 1989), на Всесоюзной кауч--техначеской конференции ""этодслогпя измерений" (г.Ленин-д, ЛГГ/, 1ЭЭ1).

ВКЛАД СОИСКАТЕЛЯ 3 РАЗРАБОТКУ ИЗБРАННЫХ ЕР0Е5Ш заклэ-тся в том, что пм лично выполнено сдедусчее:

- разработали алгоритмы, базирующиеся на - преобра-анпп оценки контролируемая параметров;

- разработаны методологические аспекта построения граммного обеспечения с сегментированной структурой;

- разработана методика контроля канала в о сироп зведз гая строенных средств бортового контроля, основанная на созда-

мстродогпческз аттестованных тестовых наборов;

- синтезированы оператора квазиоптимальных фильтров корректирующей фильтрации линейных искажений, возникаюэдх эйсморегистрируэдзх каналах;

- проведено технихо-акон ем нч еское обоснование разрази программного комплекса для автоматизированного коят-

г;

- разработана методика метрологической ат тест алии тр&ммяого обеспечения. ' -

Под руководством соискателя и непосредственно при его участия проведена разработка аппаратных средств для осуществления процедуры корректирующей фильтрации и разработка прикладных программ автоматизированной методики контроля.

СПИСОК РАБОТ, опубликованных соискателем на тему диссертации:

1, Тарасов Н.В, Особенности автоматизированного контрол коэффициента нелинейных искаязняй цифровых сэйсмэстаиций. Б кн.: Ускоренно научно-тохнического прогресса в нефтяной и ras вой промгшюЕвостк / Тез. докл. регион, научн.-практ, семинар Томск, ТШ. 1989. С. 50-52.

2, Тарасов Н.В., Кузьмин С.А. Оптимизация вида тестовси воздействия для автоматизированного контроля параметров цифр! вих сейсыостаЕЦий. В кн.: Ускорение научно-технического прогресса в нефтяной и газовой дромншлекностя. / Тез. докл. реигп натчв. прехт. семинара, Томок. I9BS. G. 53-М.

3, Турлов il.А,, Тарасова О.В., Тарасов Н.В. Автоматизированный контроль цафровлх сейсморазвсдочных станций. В кн.: Разработка и применение нввзрывннх источников сейсмических сигналов для сейсморазведки на нефть и газ. / Тез. докл. Все совзн.научч.-прачт. конференции, Го,моль. 1983. С. 38-39.

■i. Тарасов Н.Зе Разработка методов и средств контроля параметре» цлфрошх сэйс^о станций ряда "Прогрэсс". В кн.: •Автоматизация и телемеханизация в нефтяной иромыппонкооти. Ьыз. 6, ibc-ква: ВНИОЗНР, 1920, С. 1-6.

• 5. Тарасов H.B. Идентификация линейных характеристик ■¡но го канальных систем сбора геофизической информации. В сн.: Автоматизация и телемеханизация в нефтяной промыллек-тасти. Вш.8, Москва: ВШОЭНГ, 19Э0, с.21-25.

о. Тарасов Н.В., Тарасова О.Б. Автоматизированный контроль коэффициента нелинейных искажений цифровой сейсмораз-юдочной станции. Рукопись представлена СКВ сейсм1гчес.;ого риборосгроения -M., 1989, -13с., -Деп.ЦНШТЗИ прибсро-:троения. ДР.4573 -пр.89.- Опубликовано в библиографическом казателе ВИНИТИ. Депонированнге научные работы, 1989, № 9, .135.

7. Тарасов Н.В., Смирнов Д.Н. Точность расчета частоты естовых сигналов для автоматизированного контроля параметров ейсмостанции. Рукопись представлена СКВ сейсмического приборо-троения.-М., 1989,- 9с., -Деп.ЦШЙТЭИ приборостроения. р4574-пр.89,- Опубликована в библиографическом указателе ' rlIMTil.Депонированные научные работы, 1989, № 9, с. 125.

8. Тарасов Н.В., Селезнева Т.В., Левина М.А. программный хмплекс "KÜHTP-48M"/Информационный Бюллетень.Алгоритмы и

эограммы ГосФАП. ВНГИЦ. 1990. № 7,с.

9. Тарасов Н.В., Левина И.А., Селезнева Т.В..Тарасова О.В. юграмма "К0НТР-4в" для контроля параметров цифровых оейсмо-ьзведочных станций типа "Прогресс", "Волнанка". Ин<?ормацисн-

14 Бюллетень. Алгоритмы и программы PociAII. ВН1ИЦ. 1990. №5,с.i l.

1С. Тарасов Н.З., Селезнева Т.В., Сосновпева T.i.i., Тара-ва О.В., Ленина М.А. Програмютй комплекс "K0HTP-9Ö", фсрмационкый Бюллетень. Ллгоритми и программы ГосФАП. ТИЦ. 1990. №7.с.

II. Тарасов Н.В., Селезнева Т.В., Лихт Б.А., Тарасс-О.В. Программный комплекс "КОНТР-КС". Ин(1ор1ла1щоннкй Еял-

-2.6-

латень. Алгоритмы и программы Го с ФАЛ. ВНШЦ. 1990. 1 12. С. 8.

12. Тарасов Н.В., Кузьмин G.A., Тарасова О.В. Программный комплекс "КОНП?-95И2" для контроля параметров-цифровой сеixci.1 opajведояыой станции "Црогресс-96". Информационный йаллетень. Алгоритмы и програмш. ГосшАП. ВНТЙЦ. 1990. В 12. С. 8.

13. Тарасов Н.В., Гурлов П.А. Идентификатор сейсмораз-ведочных записей. - Инфорл. листок СЦНТИ., Саратов, J« 22-85. IS85, С. 1-3.

14. Тарасов Н.В., 'Хурлов Д.А., Комплекс программ "КОНТР-93" и методика автоматизированного контроля параметров цифровой т;ейсмостаяиии "Дрогресс-96". - Информ. листок СЦНЫ., Саратов, В 134-38. - I9S8, С. 1-2.

15. Тарасов Н.Б. Особенности автоматизированной системы метрологического контроля сейсмсрегистрирущих'каналов цифровых сойсморазведочкых станций. // Материалы Всесоюзной научно-технической конференции "Методология измерений" CII-I3 тоня 1391г., г.Ленинград). - Л. ЛГУ, 1991. С. 106-10