一种井中地震接收系统数据记录方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地球物理勘探数据存储领域，具体涉及一种井中地震接收系统数据记 录方法。
【背景技术】
[0002] 自从二十世纪七十年代出现以集成电路为基础的数字磁带记录地震仪即通常称 作的常规数字地震仪以来，又经过了以大规模集成电路为基础的早期遥测地震仪、以及采 用Λ Σ技术的24位A/D为基础的新一代遥测数字地震仪器，发展到现在使用的以专用集 成电路ASIC和网络技术为基础的全数字遥测地震仪，地震勘探设备产生了多次质的飞跃。 同样，井中接收系统也从单个三分量检波器接收地震信号，经过放大，将模拟信号传输到地 面接收设备中进行数字化，存储数字信号，发展到在井中进行数字化，将数字信号传输到地 面进行存储，由当初的单个模拟检波器接收信号，发展到多个数字检波器接收地震信号。 然而，无论是地面接收系统，还是井中接收系统，记录格式一直延续下来，即SEG-B、SEG-D、 SEG-Y，基本没有发生变化。对于传统的勘探，每个文件记录长度少则几秒，多则十几秒，文 件记录数据是间断的，不连续的。然而，随着物探技术的不断发展，对接收系统的要求也越 来越高，最近几年发展起来的压裂微地震监测和被动源地震勘探，要求地震采集的数据是 连续的，这样，地震接收系统记录的数据量呈指数级增长，中间包含了大量的无效信息和少 量的有效信息，在对接收数据处理时，需要对海量的数据进行筛选，不仅效率低，而且浪费 大量的人力和物力。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种井中地震接收系统 数据记录方法，充分利用电子、嵌入式计算机等多种技术发展的成果，从采集单元对采集信 号进行初步处理，缩短集中处理数据的时间，提高实时处理的效率，特别是对压裂微地震监 测等技术的发展提供支持。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0005] -种井中地震接收系统数据记录方法，包括采集单元、测深单元、数传单元、地面 记录监控单元，其中采集单元、测深单元和数传单元是在井下工作，地面记录监控单元是在 地上工作；
[0006] 所述方法包括采集单元数据处理和打包步骤和地面记录监控单元数据处理和记 录步骤；
[0007] 所述采集单元数据处理和打包步骤根据设定的正值和负值对采集数据进行处理， 将含有有效信号的数据号进行组合，放在每个数据包的辅助信息中；
[0008] 所述地面记录监控单元数据处理和记录步骤根据收到的数据包，将传统数据信息 保存为传统的地震数据记录格式，并将包含有效地震信号的信息记录成辅助文件。
[0009] 所述采集单元数据处理和打包步骤包括：
[0010] (Al)采集单元判断是否有能够读取的采集数据，若是，则读取该采集数据，再将样 点计数器加1，然后转入（A2);若否，则返回（Al);
[0011] (A2)判断该采集数据所在位号的信号有效标志是否为1，如是，则转入（A6)，如 否，则转人（A3);
[0012] (A3)判断该采集数据是否大于设定的正值，如果是，则转入（A5)，如果否，则转入 (A4)；
[0013] (A4)判断该采集数据是否小于小值，如果是，则转入（A5)，如果否，则转入（A6)
[0014] (A5)设置信号有效标志为1，然后转入（A6);
[0015] (A6)样点计数器加1 ;
[0016] (A7)判断一帧采集是否结束，如是，则将采集数据和信号有效标志进行打包，把信 号有效标志的信息加入到数据包的帧辅助信息中，即组合数据包，然后向地面记录监控单 元发送该组合数据包，发送完一帧数据后转入（A8);如否，则返回（Al);
[0017] (A8)判断是否停止采集，如果是，则转入（A9)，如否，则返回（Al);
[0018] (A9)返回上一级程序。
[0019] 所述正值和负值的设定有两种方式：一种是预先设置到井中检波器内，另一种是 由地面记录监控单元输入，然后通过命令传递给井中检波器，对预设值进行修改。
[0020] 所述地面记录监控单元数据处理和记录步骤包括：
[0021] (BI)接收数据包，读取帧辅助信息，根据帧辅助信息将接收到的组合数据包中的 采集数据按照预定格式存储到相应数据文件中；
[0022] (B2)读取帧中的信号有效标志。如果信号有效标志为1，表TK含有震动信号，转入 (B3);如果信号有效标志为0,表示没有震动信号，则转入（B4);
[0023] (B3)将采集单元号、采集数据帧号存入到辅助文件中，完成了对于一帧采集数据 和有效信息的记录；
[0024] (B4)返回。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将常规地震数据和有效地震数据 信息存为两个单独的文件，一个文件记录原始的采集数据，与传统地震采集系统记录数据 兼容；另一个是辅助文件，存储含有有效地震信号的信息，可以准实时分辨出有效信号，缩 短集中处理数据的时间，提高实时处理的效率，可以对压裂微地震监测等技术的发展提供 强力支持，同时减少了被动源勘探中对无有效信号处理时间。
【附图说明】
[0026] 图1井中接收系统框图
[0027] 图2采集单元主程序流程图
[0028] 图3采集单元采集子程序流程图
[0029] 图4地面记录监控单元帧数据存储子程序流程图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
[0031] 随着物探技术的发展，特别是微地震监测和被动源地震勘探技术的发展，原来记 录数据方式的弊端也逐渐显现。
[0032] 本发明主要内容为一种井中地震接收系统数据记录方法，包括采集单元数据处理 和打包的方法、记录监控单元数据处理和记录方法。
[0033] 图1是井中地震接收系统框图。该系统由采集单元、测深单元、数传单元、地面记 录监控单元等部分组成，其中采集单元、测深单元、数传单元是在井下工作的，地面记录监 控单元是地上。
[0034] 采集单元，主要功能相当于数字检波器，检测震动信号，将机械震动转换为模拟电 信号，然后转换为数字信号，由控制器对数据进行管理、打包，再通过通讯电路传输到数传 单元。
[0035] 测深单元，用于测量采集单元在井下的深度。它是在采集单元下井过程中进行工 作的。通过自然伽马测量采集单元下井深度。
[0036] 数传单元主要作用是对采集单元进行管理，按照将地面记录监控单元的命令对采 集单元进行管理，也将采集单元和测试单元的数据进行上传。
[0037] 地面记录监控单元对整个系统进行管理，根据工作进程，发布命令，管理井下设 备。同时，监控井下设备的状态，读取采集数据，按照文件进行记录。
[0038] 在井中地震接收系统研究中，研究的主要设备包括采集单元、测深单元、数传单 元、地面记录监控单元，通讯系统包括两部分：采集单元相互之间、采集单元与测深单元、数 传单元之间的级间通讯系统和数传单元与地面记录监控单元之间通讯的长缆通讯系统；软 件部分包括采集单元中的控制软件、采集软件、数据管理软件、通讯软件。
[0039] 测深单元中采集软件、通讯软件，数传单元中采集单元控制软件、数据管理软件、 通讯软件，地面记录监控单元中记录软件、监控软件、数据处理软件等。
[0040] 本发明涉及采集单元中采集数据有效信号判别方法和在记录监控单元中数据存 储方法的部分。
[0041] 图2是采集单元主程序流程图，给出了采集单元上电后工作流程。在采集单元中， 加电后，首先进行初始化，即对采集单元的所有电路设置初始状态。初始化完成后，等待接 收来自于地面记录监控单元的命令，没有收到，继续等待。若收到，判断是否采集命令。若 是，则执行采集子程序（即图3对应的程序），否则，判断是否停止采集命令，若是，设置停 止采集标志，转到等待命令状态，否则判断是否关机命令，若是，关机，否则执行相应的子程 序，继续等待命令。
[0042] 图3是采集单元采集子程序流程图。进入采集子程序后，首先判断AD转换是否完 成，即是否有可以读取的数据。如有，则读取AD数据。接着（判断这个采集数据所在位号 的信号有效标志是否为1，（这里需要说明一下，一帧数据含有很多采集数据，把η个数据作 为一组，每一组用一个信号有效标志表7Κ，同时根据其在帧中的位置，给予一个编号，该号 码只表示该组数据在帧中的位置。当一组数据中有一个数据超过预定值时，就把相应的标 志设为1，否则设为零。）如果数据所在组标志为1，则不再与预设值进行比较，直接跳转到 样点计数器加1 ;否则，将该值与预设值进行比较，）判断是否大于设定的正值或小于负值 (如何确定该正值和负值？）（正值和负值的设定有两种方式，一种是预先设置到井中检波 器内，另一种是由地面记录监控单元输入，然后通过命令传递给井中检波器，对预设值进行 修改），若都没有，则直接样点计数器加1 ;如大于设定的正值或小于负值（这就实现了"有 效信号判别"），则设置相应标