气枪控制器检测信号发生器的研制

气枪控制器检测信号发生器的研制

1 选题理由

气枪控制器包含三大工作模块，模块之间以及水上水下连接电缆众多,同时电子设备在潮湿的环境下容易发生故障。2012年物探处共使用5套气枪控制器,累计发生电子故障43次,排查总时长为51h。2013年共使用7套气枪控制系统,累计发生故障61次，排查总时长为75h。海上自然环境多变，因此地震队在海上施工的单日有效时窗非常不确定，作为气枪震源的核心设备，一旦出现故障将导致整个地震队的停工。因此如何缩短气枪控制器检测周期，减少检测过程中的资金投入，成为保证野外采集项目顺利生产必须解决的问题。

气枪控制器的常用故障排查方法是：将气枪震源充压放入水中后，使用故障气枪控制器对震源中的气枪进行激发，通过查看气枪控制器各通道实时反馈波形，排查系统中的故障点，整个检测时间预计为1.2h。这种检测方法需要动用整船资源，耗时费力，增加了地震队的运营成本。为此需要提出一套新检测方法,避免气枪震源和整船资源的投入，从而快捷有效地排查气枪控制器板件、接口和连线故障。

2 设定目标

1）缩短检测时间（不超过30min)。

2）检测不受场地限制。

3 最佳方案

针对课题小组提出机械信号发生器和电子信号发生器2种方案。小组成员通过可行性分析和评估打分的方式，最终选定了优点较为突出的电子信号发生器方案。该套方案的特点是产生的信号可以被气枪控制器采用，波形输出稳定，起跳沿明显、检测同步灵敏度高，同时体积相比另一种方案更小巧。

4 方案实施

首先设计了检测信号发生电路，气枪控制器对接收到触发信号5ms后的100ms内的传感器信号进行数字化，提供的模拟波形需要持续时间不低于110ms。产生波形主要靠振荡电路完成，当接受到触发信号，连续振荡信号中断25ms，电路将会生成一个5V双极性方波，该中断后出现的第一个方波信号为主脉冲信号。

接下来设计了信号发生触发电路，该电路设计就是将点火脉冲信号转化为发生电路的触发信号，用以控制发生电路完成110ms的波形输出，为此需要对100V以上的点火输出电压进行调时和降压处理，防止击穿信号发生电路。考虑到电路的整体稳定性，将拾取到的点火脉冲信号进行第一次极性转换，经过整形滤波和第二次极性转换才最终形成触发方波脉冲。

最后对2组电路进行了整合，并加装了保护和指示电路。

5 取得效果

气枪控制器检测信号发生器被应用在2014年3个项目中的4套气枪控制器上，通过现场验证操作人员拆除故障设备平均花费2min，安装检测装置花费1min，触发气枪控制器进行故障检测平均花费5min，更换故障板件或缆线平均花费12min。排查故障恢复生产的平均时间为20min，同时检测工作不受场地限制，超出预期效果。从燃油成本、人工成本、设备使用成本及小队施工成本4个方面计算，使用传统方法花费为1.36万元/h，新型方法的花费为238元/h，按照2014年的故障情况至少为全部地震勘探采集项目节省37.2万元。

单位名称：东方地球物理勘探有限责任公司

小组名称：船舶中心QC一组

小组联系人：高斌联系电话：15802282067

路萍

2015-11-09