[發(fā)明專利]一種地震檢波器精密測(cè)量系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010520152.6
• 申請(qǐng)日: 2010-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102004267A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗遐齡;趙群;紀(jì)國(guó)宜;馬中高;佘德平;黃德娟;王輝明;李守才;張國(guó)保;袁昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01V13/00
• 分類號(hào): G01V13/00
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 劉明華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于振動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種地震檢波器精密測(cè)量系統(tǒng)，在室內(nèi)條件下利用激光多普勒測(cè)振儀精密檢測(cè)地震檢波器的性能指標(biāo)。

背景技術(shù)

地球物理勘探是進(jìn)行石油勘探、煤炭勘探、水文及工程勘探的一種最常用、最有效的勘探方法。它采用爆炸或其他方法產(chǎn)生聲波，并在地面上，按一定間距埋置眾多檢波器，用它們來(lái)接收地震波，經(jīng)過(guò)多重記錄和后期數(shù)據(jù)處理可制作成地震剖面。在剖面上不僅能看出地層高低起伏不平，還能看到由于地殼運(yùn)動(dòng)形成的斷層等。目前地震檢波器是地球物理勘探進(jìn)行振動(dòng)波接收的主要工具，是地震勘探方法技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到勘探質(zhì)量。

地震檢波器是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置，它是應(yīng)用于地震物理勘探及工程測(cè)量領(lǐng)域的專用傳感器。隨著淺層石油資源的逐步枯竭，當(dāng)今地震勘探已經(jīng)從淺層勘探向深層勘探發(fā)展。由于來(lái)自深層的振動(dòng)信號(hào)非常微弱，淺層反射信號(hào)比深層反射信號(hào)要強(qiáng)得多，因此要求檢波器既要有較大的動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)還應(yīng)有相當(dāng)?shù)撵`敏度和分辨率，以保證采集到來(lái)自深層的微弱回波信號(hào)。在實(shí)際工作中。為了保證施工質(zhì)量，需要定期對(duì)檢波器進(jìn)行檢測(cè)。

目前國(guó)內(nèi)使用的檢波器檢測(cè)手段存在的主要問(wèn)題是檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍小(＜80db)，對(duì)于低于1mg的小信號(hào)無(wú)法檢測(cè)。隨著新型高靈敏度檢波器的出現(xiàn)，檢波器的檢測(cè)尤其是小信號(hào)和大動(dòng)態(tài)范圍的檢測(cè)無(wú)法滿足檢測(cè)需要。其主要原因是：

①振動(dòng)臺(tái)無(wú)法產(chǎn)生微弱信號(hào)振動(dòng)并且其振動(dòng)的動(dòng)態(tài)范圍不夠。

其主要原因是驅(qū)動(dòng)信號(hào)在小信號(hào)情況下，由于干擾或別的原因容易發(fā)生畸變。同時(shí)在小信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，振動(dòng)臺(tái)輸出的振動(dòng)信號(hào)也會(huì)發(fā)生畸變。而且一般的振動(dòng)臺(tái)輸出的振動(dòng)信號(hào)無(wú)法達(dá)到較大的動(dòng)態(tài)范圍(如80db以上)，尤其在兼顧微弱信號(hào)時(shí)更是如此。

②標(biāo)準(zhǔn)傳感器無(wú)法檢測(cè)微弱信號(hào)

在進(jìn)行微弱振動(dòng)信號(hào)測(cè)量時(shí)，作為測(cè)量尺度的標(biāo)準(zhǔn)傳感器無(wú)法給出正確的讀數(shù)，因此無(wú)法確定被測(cè)檢波器的實(shí)際技術(shù)參數(shù)。因此需要選擇精度更高的設(shè)備作為標(biāo)準(zhǔn)，這種設(shè)備應(yīng)能準(zhǔn)確地和精密地測(cè)量振動(dòng)臺(tái)(或被測(cè)檢波器)實(shí)際振動(dòng)情況。

③缺乏適用的采集流程和算法

在微弱振動(dòng)情況下，由于振動(dòng)臺(tái)本身特性和周?chē)h(huán)境干擾等多種因素的影響，采集到的振動(dòng)信號(hào)可能比較復(fù)雜，有時(shí)噪音遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有效信號(hào)。要從這樣的信號(hào)中提取出有用的信息，需要合適的采集流程和算法。。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種地震檢波器精密測(cè)量系統(tǒng)和方法，完成地震檢波器的大動(dòng)態(tài)范圍和小信號(hào)精密振動(dòng)特性測(cè)試。為野外用地震檢波器的生產(chǎn)和維修提供合適的手段。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種地震檢波器精密測(cè)量系統(tǒng)，所述地震檢波器精密測(cè)量系統(tǒng)包括控制裝置、振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置、振動(dòng)臺(tái)、測(cè)振及處理裝置和信號(hào)處理裝置；

被測(cè)檢波器安裝在所述振動(dòng)臺(tái)上；

所述控制裝置通過(guò)電路與振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置連接，振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)電路再與振動(dòng)臺(tái)連接，被測(cè)檢波器通過(guò)信號(hào)處理裝置與控制裝置連接；

所述測(cè)振儀的測(cè)振頭安裝在云臺(tái)上，測(cè)振頭測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)測(cè)振儀的處理后通過(guò)信號(hào)處理裝置輸入控制裝置；

控制裝置發(fā)出信號(hào)給振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置，由振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)被測(cè)振儀測(cè)得并經(jīng)過(guò)處理然后通過(guò)信號(hào)處理裝置傳送給控制裝置，同時(shí)被測(cè)檢波器測(cè)得的信號(hào)也通過(guò)信號(hào)處理裝置傳送給控制裝置。

對(duì)于振動(dòng)信號(hào)小于10mg的測(cè)量，使用：

所述控制裝置為計(jì)算機(jī)及輸入輸出接口；

所述測(cè)振儀為激光測(cè)振儀；

所述振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置為高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器；

所述振動(dòng)臺(tái)為弱信號(hào)振動(dòng)臺(tái)，測(cè)量范圍為10ug-100mg；

所述信號(hào)處理裝置為高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

對(duì)于振動(dòng)信號(hào)大于10mg的測(cè)量，使用：

所述控制裝置為計(jì)算機(jī)及輸入輸出接口；

所述振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置包括高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器和與之連接的功率放大器，功率放大器再與振動(dòng)臺(tái)連接；

所述測(cè)振儀為激光測(cè)振儀；

所述振動(dòng)臺(tái)為強(qiáng)信號(hào)振動(dòng)臺(tái)，測(cè)量范圍為10mg-10g；

所述信號(hào)處理裝置為高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

無(wú)論是弱信號(hào)測(cè)量還是強(qiáng)信號(hào)測(cè)量，所述高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器均采用24位數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器均采用24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。