[發(fā)明專利]具有改進的地表耦合的地球物理傳感器安裝在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201580013137.3 | 申請日： | 2015-03-09 |
| 公開（公告）號： | CN106661940A | 公開（公告）日： | 2017-05-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | R.A.德納;G.L.斯科特 | 申請（專利權(quán)）人： | 地球物理技術(shù)公司 |
| 主分類號： | E21B49/00 | 分類號： | E21B49/00 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司72001 | 代理人： | 李晨,安文森 |
| 地址： | 美國德*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 改進 地表 耦合 地球物理 傳感器 安裝 | ||
背景技術(shù)
本公開涉及地球物理測量儀器的領(lǐng)域。更具體地，本公開涉及需要與地面的良好聲耦合的地球物理測量儀器，例如地震傳感器。
地震傳感器需要與地面的良好聲耦合，其特征可在于在振動從地面被傳遞至感測元件時以微不足道的信號損失或者振動特性的變化來檢測地面運動的感測元件。當把感測元件（例如，地震檢波器或者其它質(zhì)點運動響應(yīng)傳感器）設(shè)置在例如松散的表土中時，所檢測到的檢測信號的質(zhì)量相比于如果把該感測元件設(shè)置在壓實的土壤中的情況下所檢測到的信號品質(zhì)要來得低，這是由于增加的自由度所造成的能量質(zhì)點分布。此外，計算能力的快速擴展提供以更高的精度記錄地震活動的可能性。因此，在數(shù)月或數(shù)年的時間區(qū)間內(nèi)記錄地震信號內(nèi)容（“地震特征”）的變化的能力已變得可行。然而，不時地對地震傳感器進行檢修的要求已導(dǎo)致難以將地震傳感器重新安裝入初始記錄的精確位置和/或安裝在相同的方位上。后者的限制會使定向敏感地震能量（例如剪切能）的時間推移記錄變得困難。
參照圖1和圖2，國際專利申請公開第WO 92/19991號描述了被設(shè)置在螺旋形狀殼體2中的自主地震感測與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)1。殼體2的形狀是為了通過具有圖2中的外螺紋21而改善地面與殼體2之間的聲耦合，因而當使殼體2旋轉(zhuǎn)并且通過螺紋21的作用而軸向地移動進入地面時地面被分開。可提供被設(shè)置在殼體2的上蓋3上的工具插孔5（圖1），從而能夠?qū)んw2旋入和旋出以便傳感器系統(tǒng)1的安裝和移除。圖1中示出了前述系統(tǒng)1的截面，圖中示出了內(nèi)部感測（垂直安裝的地震檢波器7、8和9及磁力儀10A、10B）及信號處理/記錄裝置11、12、14、14、15、16、17。圖2中示出了帶螺旋型螺紋21的殼體2的斜視圖。這些螺紋具有所選擇的螺距P、螺紋高度H和最大外直徑Ds。在此實例中，殼體2與傳感器部件（參見圖1）是不可分離的單元。因此，傳感器從地面中的移除需要將殼體2收回，因此必須嘗試將需要精確的隨后傳感器位置的某些類型勘測中的初始傳感器位置定位在它們的原來位置。雖然用標記（例如旗標）來標示傳感器位置的能力是可能的，但這種標記易于發(fā)生位移或丟失。
間隔達數(shù)月或數(shù)年的準確時間推移或4D成像的一個方面已經(jīng)是移除傳感器裝置以便用于在不同位置的后繼使用直到在它們的初始位置用傳感器來記錄數(shù)據(jù)的慣例。在一些情況下，傳感器系統(tǒng)的一個或多個部件會需要檢修（例如給電池再充電），或者會需要將傳感器系統(tǒng)從地面中移除以便對內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲裝置進行詢問。因此，必須將傳感器系統(tǒng)殼體從地面中移除。在一些情況下這種移除會是不合適的，因為隨著時間推移在這種傳感器殼體與地面之間的聲耦合可確實地改善。另外，為了提供前后一致的圖像，至關(guān)重要的是傳感器占據(jù)在大地上的精確的相同位置以便實施每個成像過程。因此，期望具有一種傳感器安裝座，該傳感器安裝座提供與WO '991中所公開的為等效的與地面的聲耦合同時能夠?qū)鞲衅飨到y(tǒng)的有源部件移除和更換并且使聲耦合機構(gòu)留在所選擇的地面位置。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開的一些方面，已開發(fā)出了一種新型的夾持套管，無論土壤類型如何，該夾持套管同時地形成與大地的固定耦合，同時也提供用于傳感器單元的殼體。利用所公開的耦合裝置，可改進傳感器與地面的可重現(xiàn)的耦合。更重要地，該夾持套管允許傳感器單元的收回，同時使該夾持套管留在地面中。在一些示范性實施例中，可給夾持套管加蓋以防止當傳感器未被設(shè)置在夾持套管中時沉積物和碎片的堆積。
附圖說明
圖1和圖2分別示出了在本領(lǐng)域中為已知的自主地震數(shù)據(jù)采集裝置的剖視圖和斜視圖。
圖3示出了根據(jù)本公開的示范性地面接觸殼體（套筒）。
圖4示出了根據(jù)圖3的被設(shè)置在地面接觸套筒中的節(jié)點式采集單元的一個實例。
圖5-圖7示出了用于將傳感器固定在地面接觸套筒中的一個示范性鎖定機構(gòu)。
圖8和圖9示出了包括傳感器和地面套筒定位裝置的一個示范性實施例的剖視圖和側(cè)視圖。
圖10示出了具有內(nèi)部突起的示范性地面接觸套筒，該內(nèi)部突起是用于改善套筒與傳感器之間的耦合同時能夠在隨后時間將傳感器加以更換。
圖11示出了圖10中所示的示范性實施例的俯視圖。
圖12示出了圖10中所示的實施例的斜剖視圖。
圖13示出了圖10中所示的實施例的斜視圖。
圖14示出了可被擠壓進入或者被沖擊驅(qū)動進入在表層土壤中的預(yù)形成孔的另一個示范性實施例。
圖15示出了用于增強傳感器與地面接觸套筒之間的聲耦合的內(nèi)部突起的另一個實施例。
圖16示出了類似于圖14的另一個實施例。
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