[實用新型]動圈式數字地震檢波器

有效

• 申請號: 200920176019.6
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN201477213U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 郭建;劉文濤;張鼎南
• 申請（專利權）人: 北京吉奧菲斯科技有限責任公司
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18
• 代理公司: 北京知本村知識產權代理事務所 11039
• 代理人: 韓富鋼

技術領域

本發明涉及一種地震檢波器，特別是涉及一種動圈式數字地震檢波器。

背景技術

地震勘探法目前仍然是在陸地和海洋勘探石油和天然氣的主要手段，同時也是其他礦產資源的重要勘探方法，并廣泛應用于研究地球內部結構、工程勘探和檢測、地質災害預測等等方面。地震勘探中用來直接拾取地震振動，并將振動轉換為符合儀器記錄系統需要的能量形式的儀器，稱為地震檢波器。地震檢波器的指標決定了地震勘探儀器的主要技術指標。

目前國內外使用最多的是動圈式地震檢波器，這種檢波器已經有50年的發展歷史，重量從最初的幾千克級發展到目前的幾十克級，在地震勘探中得到了廣泛使用。但由于其固有的機械特征，這種檢波器靈敏度低、動態范圍小(60dB左右)、頻帶窄(10～200Hz)、抗干擾能力差、質量和體積都較大，而目前的地震儀器已經達到了120dB的動態范圍，所以不能充分發揮地震儀器的作用。

為了提高檢測地震信號的靈敏度和信噪比，一般都要把許多常規檢波器(通常是12個至72個左右)檢波器串并聯在一起組合使用，這不僅給施工增加了勞動強度，降低了生產效率，還降低了勘探分辨率。而且在野外使用中，其連接電纜傳送的是模擬信號，抗干擾能力差。

在地震勘探領域，傳統的野外檢波器組合技術由于能有效地壓制干擾波和提高信噪比而得到廣泛的應用，其優點主要有：可以調節組合形式以壓制特定波長的波；可防止空間假頻；可以衰減隨機噪音，N個檢波器組合的信噪比提高倍。但是，正是由于檢波器的組合也帶來了高頻信號損失、分辨率下降等缺陷：組合表現為一個低通濾波器，高頻信號嚴重損失；組內各檢波器之間的靜校正問題也影響高頻成分；往往難以設計合適的組合形式滿足勘探的要求；存在不合適的陷波響應和方位角響應。

隨著對勘探分辨率要求的進一步提高，常規組合技術包括共深度(CDP)疊加已經成為制約提高分辨率的瓶頸，為實現既提高信噪比，又提高分辨率，只有應用單檢波器接收才是下一步提高分辨率的關鍵技術措施。單檢波器接收在所有方位有同樣的響應，適用于所有的空間采樣間隔甚至是不規則采樣間隔，適用于多種波長的波，不會對數據造成任何損害，能快速埋置和收放，工效高。為提高地震勘探技術的分辨率，地震勘探的下一步技術發展是單檢波器高密度接收技術，即在野外采用2～10m的小道距進行高密度采集，然后在處理中心進行組合處理，實現高分辨率和高信噪比的地震勘探技術。這相當于把常規地震技術中每道組合中的每個檢波器的信號單獨記錄下來。

單檢波器接收技術對檢波器提出了較高要求，要求檢波器具有振幅和頻率響應好、動態范圍寬、體積和重量小、全數字傳送等優點，而現有檢波器卻不能滿足需要。

發明內容

本實用新型目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種動態范圍大、抗干擾能力強的動圈式數字地震檢波器。

為實現上述目的，本實用新型動圈式數字地震檢波器的特別之處在于動圈式地震檢波器芯體連接數字化單元。如此設計，與常規動圈式檢波器相比，由于對常規動圈式地震檢波器進行了數字化改造，避免了模擬信號在電纜上的傳送，防止了信號在傳送中的衰減，保留了有效信號成分，提高了抗干擾能力；并且，動態范圍大、抗干擾能力強。本實用新型動圈式數字地震檢波器由于經過改進后提高了動態范圍和抗干擾能力，比較適合用于單檢波器接收技術。其是利用動圈式地震檢波器和高精度的模數轉換器組合而成。靈敏度有了明顯提高，并避免了模擬信號在電纜上的傳送，提高了抗干擾能力。使地震檢波器的動態范圍提高到80dB左右，成為單檢波器接收技術的檢波器選擇之一。

作為優化，動圈式地震檢波器包括動圈式地震檢波器芯體、外殼和尾錐，檢波器芯體和數字化單元都封裝于外殼內，并且直接連接成一體。這種連接避免了模擬信號在電纜上的傳送，防止了信號在傳送中的衰減，有利于數字化電路檢測弱信號成分，使檢波器靈敏度比原來型號有所提高，動態范圍也相應提高。

作為優化，所述數字化單元是連接動圈式地震檢波器芯體的多路開關D1依次通過前置放大器D2、Δ-∑調制器D3連接數字濾波器D3；數字濾波器D3還通過測試信號發生器D5連接多路開關D1。其可提供單通道的模擬檢波器信號輸入，可以程序設置0dB、6dB、12dB、18dB、24dB、30dB或36dB的前放增益，并實現4、2、1、0.5、或0.25的采樣率。