Question

地震勘探仪器的操作

Answer 1

在地震勘探野外教学中一般使用浅层工程地震仪器采集反射地震波或折射地震波的数据，这里以GeoPen公司生产的SE2404型24道工程地震仪和美国GEOMETRICS公司生产的NZ-24型浅层工程地震仪为例介绍仪器的使用方法。

(一)SE2404型工程地震仪的操作

GeoPen公司生产的工程地震仪具有24个数据采集通道，其中“SeisPort1”端口通过大线连接1～12道地震检波器，“Seis Port2”端口通过大线连接13～24道地震检波器，仪器设有外触发端口“Trigger”连接触发器或起爆器。仪器采用Windows操作平台，可通过鼠标和功能键操作采集数据。

仪器主要技术指标

应用地球物理教学实习指导

1.设置参数

启动仪器桌面上的数据采集程序“地震采集”后，显示如图4-7-20的操作界面:

图4-7-20 24道工程地震仪操作界面

数据采集前，首先设置观测系统参数，点击“参数设置”显示如图4-7-21的操作界面。在菜单中填写采集通道数、采样点数，采样率、触发方式、陷波、高切频、低切频、偏移距、道间距和桩号增量等参数。其中，采样点数一般设为1k或2k;采样率一般设为0.25ms，0.5ms或1ms;触发方式设为外触发;陷波器设为50Hz;高、低切频可根据现场的干扰因素而定，如1000Hz和10Hz;偏移距和道间距按规定的观测系统而定。当参数输入完后点击“确定”。

2.采集和叠加

参数设置完后，点击“采集”键可进行单炮地震记录的采集，点击“连续叠加”键可进行单炮地震记录的能量叠加采集，点击完“采集”或“连续叠加”后，屏幕上显示“waiting”等待外触发信号，此时操作员指挥爆炸组激发地震波。仪器接收完信号后在屏幕上显示如图4-7-22所示的地震记录。

图4-7-21 “参数设置”操作界面

图4-7-22 单炮地震记录

操作员根据记录上信号的幅度大小、噪声的大小和有用信号的清晰程度决定是否需要重测或是否需要叠加，如果所勘探的地层较深，折射波勘探时折射波不清楚或折射波信号幅度较弱，反射波勘探时反射波不清楚或反射波信号幅度较弱，此时需要多次激发地震波进行能量的叠加，操作员指挥爆炸组连续激发地震波，直到取得满意的地震记录为止，当不需要再叠加时，点击“停止叠加”后再激发一次即可。

3.数据存储与回放

信号采集完后，点击“文件”，将地震记录按需要的记录格式存盘，记录格式可选择“SEG-2”，“SEG-Y”或“*.C”格式。

如果要回放某一炮记录，可通过点击“文件”中的“打开文件”项进行数据的回放显示。

(二)NZ-24型工程地震仪的操作

NZ-24型工程地震仪是由GEOMETRICS公司生产的浅层工程地震仪。仪器为24通道，Signal1～12和Signal13～24为24道地震电缆插座，每道记录长度为16～64K字节;频带宽度为1.7～20kHz;放大器增益为定点增益方式，增益挡为0，12，24或36dB;数据记录格式为SEG-Y，SEG-2，SEG-D;操作系统为Win98或NT;触发方式为外部触发，TART为外部触发开关电缆插座;模数转换器位数23位。

仪器操作如下:

启动仪器电源开关后，仪器进入图4-7-23所示数据采集主菜单，主菜单内有11个子菜单。按“MENU”键使所选菜单中某一选项加亮，按回车键进入二级子菜单，通过“TAB”键循环移动子选项中的虚线框到需要参数项，通过箭头键在参数选项中移动并改变参数。

图4-7-23 NZ-24型工程地震仪数据采集界面

Survey用于记录一个新测量的名称、起始线号和起始磁带号。通过Survey选项下的“1NewSurvey”选项来完成，如图4-7-24所示。通过“TAB”键和箭头键移动虚线框并输入测量号和测线间隔。

图4-7-24 设置测线号等参数

图4-7-25 设置测量方式等参数

Geometry 用于设 置 测量 方 式 ( 反 射 或 折射) 、地震 检 波 器和震 源 位 置 等，如图 4 -7 -25所示，共有五个选项:

Survey Mode 中记录测量方式，反射 Reflection，折射 Refraction，按箭头键移动 “·”到所需的测量方式，按箭头键移动虚线框到 “OK”，再按回车键确认。

Group Interval 中记录两个检波器或检波器组间的距离。单位为英寸或米。

Group / Shot Locations 中记录并显示检波器间隔及检波器与炮点的间距和排列关系等信息。图 4 -7 -26 显示出上一炮的检波器排列等信息，该观测系统为小号放炮，偏移距100in，道间距 10in，检波点与炮点的间距为 100，110，120……放大器增益为 24dB。操作员可按新的观测系统进行修改，如新观测系统道间距为 2m，偏移距为 20m。按箭头键移动加亮条到 Channal Interval，在第一个检波点位置处输入 2，移动加亮条到 Geophon1Coordinate，在第一个检波点位置处输入 20。按 “TAB” 键移动虚线框到 “OK”，按回车键确认。

Observer 用于编辑基本的测量信息，有两个选项:

1 Edit Survey Description

2 New Line Number

当开始一条新测线的测量时要输入新的测线编号和起始文件号。

Acquisition 包括采样间隔，记录长度，叠加操作和前放增益等内容 ( 图 4 - 7 - 27) ，这些参数应根据对勘探深度和精度的要求，以及场地噪声情况等，经现场实验后确定。

Sample Interval / Record Length 用于设置采样间隔、输入记录长度和延迟时间; Stack

图 4 -7 -26 设置偏移距、道间距等参数

图 4 -7 -27 设置采样间隔、记录长度等参数

Options 用于设置叠加次数和叠加方式;

Specify Channels 用于设置采集使用的通道;

Preamp Gains 用于设置前放增益，前放增益挡有全部通道为 24dB 或全部通道为 36dB等选项，如果选择了 “Individual”方式，可对每个地震通道设置不同的增益，这在某些特殊情况下是有用的。

File 用于设置文件存储参数等内容，如图 4 - 7 - 28 所示，其中 Storage Parameters 可设置下一个文件号、自动存储方式、数据格式( SEG -2、SEG - D、SEG - Y) 、磁盘号和路径等内容。在大多数测量中选择自动存储方式; 数据格式可根据数据处理软件的要求而定。

图 4 -7 -28 设置文件号、数据记录格式等参数

Display 用于设置文件显示所需的各种参数，在对当前炮地震记录显示或对存储在磁盘中的地震数据回放时使用，如图 4 - 7 - 29 所示。其中 Shot Parameters 中增益方式、记录显示方式和显示时的滤波器参数等。增益方式有固定增益、自动增益和普通增益; 记录显示方式有变面积显示和波形显示等; 滤波器参数有高切滤波、低切滤波和陷波。

图 4 -7 -29 设置显示方式等参数

Do Survey 用于设置激发、清除内存、炮点位置、噪声显示、信号显示方式、存储炮集记录、打引炮集记录等，如图 4 - 7 - 30 所示。使用箭头键移动加亮条到所需选项。

图 4 -7 -30 数据采集与存储

执行 Arm，使仪器处于数据采集状态，此时使用大锤或炸药爆炸激发地震波，通过捆绑在大锤上的触发开关或起爆器产生触发信号与仪器同步，开始采集地震信号。

执行 Clear Memory，在数据采集之前，首先清除内存，使内存中存储新的地震数据。

执行 Shot Location，使当前炮处在新的炮点位置。如果在前面已经设置了 Shot Incre-ment，在每一炮数据采集后炮点位置将自动调整。

执行 Noise Display，使噪声监测窗口最大化。

执行 Trace Display，使炮集记录窗口最大化。

执行 Save，可以手工存储每一炮地震记录。在数据存储后，下一炮激发前首先清除内存。

执行 Print Shot Record，打印输出当前内存中的炮集记录或存储在硬盘上的炮集记录，通过按 CLR 键中止打印输出。

Window 用于设置各种显示窗口，如图 4 - 7 - 31 所示。其中 Noise Display 命令，一张屏幕上仅显示出一张当前的噪声记录; Trace Display 命令，一张屏幕上仅显示出一张当前的炮集记录; Log Display 命令，一张屏幕上仅显示出测量参数列表; Tile All Windows命令，一张屏幕上炮记录窗口、噪声记录窗口和测量参数列表窗口等。窗体如图4 -7 -31所示。

图 4 -7 -31 设置显示窗口

Answers 用于折射波解释。

System 用于设置日期、触发操作 ( 触发保持时间、触发灵敏度、主触发线号) 、检波器测试等功能。

以上介绍了 NZ 型工程地震仪的主要操作，显然，在地震数据采集中应首先设置测线号，测量方式，观测系统等参数。然后通过大锤或炸药爆炸激发地震波，在一炮地震数据采集完成后存储或打印地震记录。实际操作过程将在实习中进一步学习。