[發明專利]用于地震采集系統的基于MEMS的電容傳感器

有效

• 申請號: 200980151747.4
• 申請日: 2009-11-06
• 公開（公告）號: CN102265184A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: H·保爾森
• 申請（專利權）人: 格庫技術有限公司
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18;G01V1/16;G01V1/28;G01P15/00;B81B7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 陳華成

技術領域

本發明總體上涉及用于地震采集系統的基于MEMS的電容傳感器。

背景技術

地震勘探涉及為尋找碳氫化合物儲藏而勘測地下的地質構造。勘測典型地涉及在預定的位置布置地震源和地震傳感器。所述源產生地震波，該地震波傳播到地質構造中，沿其路線產生壓力變化和振動。地質構造的彈性屬性的變化使地震波散開，改變了它們的傳播方向和其他屬性。由所述源發射出的部分能量到達地震傳感器。一些地震傳感器對壓力變化敏感(水聽器)，其他地震傳感器對粒子運動敏感(例如，地震檢波器)，并且工業勘測可以只布置一種類型的傳感器或者兩種類型的傳感器都布置。響應于檢測到的地震事件，傳感器產生電信號，以產生地震數據。然后，對地震數據的分析可以指示存在或者不存在可能的碳氫化合物儲藏位置。

發明內容

在本發明的一種實施方式中，一種裝置包括包含加速度計的地震采集系統。加速度計包括基于MEMS的電容傳感器、控制器和電荷放大器。傳感器包括檢測質量(proof?mass)、接收第一信號的輸入端以及與檢測質量電連接以提供第二信號的輸出端。由控制器調控的第一信號控制用于傳感器的平衡恢復力并且使傳感器提供第二信號。電荷放大器提供指示檢測質量的位置的第三信號。電荷放大器具有在第一信號控制平衡恢復力并且使傳感器提供第二信號的期間內連續接收第二信號的輸入端。

在本發明的另一種實施方式中，一種技術包括提供具有加速度計的地震采集系統。加速度計包括包含檢測質量的基于MEMS的電容傳感器、接收第一信號的輸入端、以及與檢測質量電連接以提供第二信號的輸出端。該技術包括調控用于傳感器的平衡恢復力，以及激勵傳感器以使傳感器提供第二信號。該技術包括在調控和激勵的動作發生的連續的時間間隔內感測第二信號。

在本發明的又一種實施方式中，加速度計包括基于MEMS的電容傳感器、控制器和電荷放大器。傳感器包括檢測質量、接收第一信號的輸入端、以及與檢測質量電連接以提供第二信號的輸出端。由控制器調控的第一信號控制用于傳感器的平衡恢復力并且使傳感器提供第二信號。電荷放大器提供指示檢測質量的位置的第三信號。電荷放大器具有在第一信號控制平衡恢復力并且使傳感器提供第二信號的期間內連續接收第二信號的輸入端。

根據以下附圖、描述及權利要求，本發明的優點及其他特征將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是根據本發明的一種實施方式的海洋地震采集系統的示意圖。

圖2和6是根據本發明的實施方式的加速度計的示意圖。

圖3、4和5是根據本發明的一種實施方式的加速度計的信號的波形。

具體實施方式

圖1示出了根據本發明的一些實施方式的基于海洋的地震數據采集系統的實施方式10。在系統10中，勘測船20在船20的后面拖曳一條或多條地震拖纜30(圖1中示出了一條示例拖纜30)。應當指出，拖纜30可以展開布置，其中多條拖纜30在相同的深度在大致相同的平面中拖曳。作為另一個非限制性示例，拖纜可以在多個深度(例如以上/下分布的形式)拖曳。

地震拖纜30可以有幾千米長而且可以包含各種支持線纜(沒有示出)及可以用于支持沿拖纜30進行通信的配線和/或電路(沒有示出)。總的來說，每條拖纜30包括主線纜，將記錄地震信號的地震傳感器安裝到該主線纜中。根據本發明的實施方式，拖纜30包含地震傳感器單元58，每個地震傳感器單元58包含多分量傳感器。根據本發明的一些實施方式，多分量傳感器包括水聽器和粒子運動傳感器。因而，每個傳感器單元58都能夠檢測壓力波場以及與接近傳感器的聲學信號關聯的粒子運動的至少一個分量。粒子運動的示例包括粒子移位的一個或多個分量、粒子速度的一個或多個分量(縱測線(x)、橫測線(y)和垂直(z)分量(例如，見軸59))和粒子加速度的一個或多個分量。

根據本發明的特定實施方式，多分量傳感器可以包括一個或多個水聽器、地震檢波器、粒子移位傳感器、粒子速度傳感器、加速計、壓力梯度傳感器或者其組合。