Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0013

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0013
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)"
Название доклада
Разработка и создание 4-х компонентной беспроводной сейсмической системы для поисков углеводородов в переходных зонах суша/море и до глубин 500 метров на основе молекулярных датчиков высокой чувствительности.
Докладчик
Агафонов Вадим Михайлович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Системы, разработанные для работ в морских и транзитных условиях не предназначены для работ на суше в силу своих массогабаритных характеристик, в то же время станции для работы на суше не пригодны для работы в морских условиях в силу недостаточной водонепроницаемости. Т.е. для каждого набора природных условий требуется свой специфический тип станций. Целью проекта было создание станции, разработанной для использования в транзитной зоне, на переходе суша-море.
Актуальность и новизна исследования
В настоящее время автономные сейсмические станции для работ на суше, в транзитных зонах и на шельфе до глубин 700 – 750 метров производятся целым рядом компаний. Основными лидерами, производящими полный ряд оборудования для работы в любых условиях, являются компании FairFieldNodal и Geospace Technologies. Ряд компаний такие как Inova или Wireless Seismic производят беспроводные системы только для наземных исследований. . Т.е к примеру, если необходимо выполнить съемку на площади переходящей с суши на море и имеющей в морской части глубоководные каналы (ситуация северо-восточного побережья Мозамбика) вам потребуется набор и трех типов станций. Несмотря на то, что данные с этих станций можно будет выгрузить в одну систему менеджмента данных, логистика полевых работ с таким набором оборудования становится достаточно сложной.

Основным недостатком беспроводных систем является невозможность контролировать качество регистрируемых данных в реальном времени. На суше эта проблема в большей своей части решена компанией Wireless Seismic в система RT System 2. На море, в силу физических ограничений эту проблему пока решить не удается.
Практически все беспроводные системы, как морские, так и наземные либо имеют в своем составе электромеханические геофоны, либо используют внешние геофоны такого же типа. Несмотря на то что использование беспроводных систем дает возможность выполнять съемки любой сложности как широко, так и полно азимутальные, позволяет легко и удобно менять параметры расстановки, использование стандартных электромеханических датчиков не позволяет получать данные содержащие частоты ниже 10 – 12 Гц, которые требуются для широкополосной обработки данных и получения информации о нижней части разреза.

Описание исследования

Разработанная сейсмическая беспроводная система позволяет в некоторой степени решить часть проблем, описанных выше и предлагает дополнительные технологические преимущества. 

Разработанная система имеет модульную структуру, позволяющую использовать в расстановке только те модули, которые необходимы в данных условиях. Система имеет в своем составе модуль датчиков и электроники, модуль питания (аккумуляторный модуль) модуль само-всплытия 

Модуль датчиков и электроники имеет в своем составе 4 сейсмических датчика – гидрофон и три ортогонально расположенных геофона, АЦП для каждого из каналов (датчиков), управляющий микропроцессор, подстраиваемый тактовый генератор, Wi-Fi модуль для передачи данных на центральный блок сбора данных, входящий в состав системы, GPS приемник для позиционирования станции и накопитель на флэш-карте. 

Модуль питания содержит в своем составе набор литий ионных аккумуляторов необходимых для питания электроники. Модуль может быть, как стандартного размера для наземных работ, так и увеличенного для морских условий, в которых замена модуля или его зарядка гораздо более сложная процедура чем на суше. 

Модуль само всплытия предназначен для подъема станции на поверхность моря по команде от таймера или гидроакустической антенны и содержит в себе перезаряжаемый баллон со сжатым воздухом, электроуправляемые пневматические клапаны и надуваемый подъемный мешок. Модуль значительно облегчает процесс сбора станций и позволяет обходиться без сложного и тяжелого оборудования для подъема станций и использовать для этого небольшие неспециализированные суда. Модуль легко перезаряжается от сейсмического компрессора, который есть среди оборудования любой партии проводящей сейсмические исследования на море или в транзитных зонах. 

Модули можно комбинировать под условия окружающей среды. Для наземных условий используется модуль электроники и датчиков и стандартный модуль питания, позволяющий станции регистрировать данные в течении 15 дней, регистрировать позицию и передавать часть данных на центральной блок сбора данных для оценки уровня шумов и контроля качества. Данная комбинация достаточно компактна и ее вес позволяет без труда раскладывать ее на суше. 

Для исследований в транзитных зонах комбинация представляет собой модуль электроники и датчиков и увеличенный модуль питания. При работах на глубинах до 50 метров модуль само всплытия может быть установлен на некоторых из станций (например, на каждой 10-й) для облегчения подъема и страховки на случай обрыва соединительного троса. В условиях значительных приливно-отливных вариаций Wi-Fi модуль и GPS приемник будут работать только когда станция не будет покрыта водой, но это обеспечит дополнительные возможности контроля. 

Для работ на больших глубинах моря модуль само всплытия имеет смысл устанавливать на каждой из станций. Модули можно активировать по сигналу от гидроакустического активатора и поднимать всю гирлянду или ее часть на поверхность, что существенно облегчит подъем гирлянды станций на борт судна, позволит не использовать тяжелое гидравлическое или электрическое спускоподъемное оборудование и снизит риски потерь оборудования в случае обрыва соединительного троса или крепления станций.

Результаты исследования

Результатом исследования является создание системы, предназначенной для использования в транзитных зонах, превосходящей по своим параметрам все существующие в мире аналоги.

В частности, использование молекулярно-электронных геофонов позволит регистрировать сейсмическую информацию в диапазоне 1 – 300 Гц, что существенно улучшит качество данных по сравнению с существующими аналогами (особенно для морских и транзитных съемок), позволит регистрировать данные в области низких частот (ниже 10 – 12 Гц) и проводить широкополосную обработку, получившую в последнее время широкое распространение, без необходимости выполнять сложные и не всегда корректные процедуры восстановления частотного диапазона зарегистрированных данных.

Разработанная система прошла испытания как в лабораторных, так и в полевых условиях, где не только было доказано достижение заявленных в начале проекта характеристик, но и высокую степень завершенности разработки, готовности к серийному производству.

Практическая значимость исследования
Практическая значимость разработки состоит в возможности организации выпуска новой высокотехнологичной продукции для сейсморазведки в транзитных зонах и на море, до глубин 400 м. Перспективность использования связана с технологическим превосходством разработанной системы по сравнению с аналогами и возможностью практического импортозамещения продукции, относящейся к санкционным спискам.