[發明專利]自帶溫度補償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器

在審

• 申請號: 202210460700.3
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114814933A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 樊偉;雷少康;緱樂康;張鑫
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 郝燕燕

一種自帶溫度補償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器，檢波器外殼內設置有雙拱梁傳感結構，檢波器外殼底部安裝口上設置有底蓋，底蓋中心位置設置有檢波器尾錐；所述雙拱梁傳感結構為雙拱梁結構體上安裝有均刻寫有光柵的第一X方向傳感光纖、第二X方向傳感光纖、第一Y方向傳感光纖、第二Y方向傳感光纖、Z方向傳感光纖。本發明具有結構緊湊體積小、靈敏度高、自動識別振動信號方向的優點。

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，具體涉及到一種自帶溫度補償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器。

背景技術

在地震勘探過程中，通過人工方法使用震源激發出地震波，地震波經過地層巖石介質傳播后，反射或透射的信號必須使用一種專門的儀器去接收，這種用于接收地震波的專用儀器就是地震檢波器。隨著勘探技術的迅速發展，對檢波器的各項性能參數(如頻率、動態范圍、分辨率以及精度)要求也隨之提高，目前地震勘探中普遍采用的還是傳統的電磁式地震檢波器。相對而言，它的級數少、檢測靈敏度小、精度低、頻率范圍窄、易受電磁干擾、不耐高溫，這些不足之處限制了地震勘探的發展，已不能滿足高精度、高分辨率現代地震勘探的要求。因此，必須研制出高性能的地震檢波器對井中地震波進行探測，以提高勘探質量。

一般的三分量地震檢波器是由三個單獨檢波器按相互垂直的方向固定，并密封在一個無磁性的圓筒內。常用地震檢波器是電子式傳感器，易受井下電磁干擾，導致數據不準確，由于光纖傳感器具有耐高溫高壓、抗干擾能力強和耐腐蝕等優點，被越來越多的應用于油井的溫度、壓力和振動等檢測。現有的光纖光柵三維振動檢波器基本分兩種類型，一種為將三個單分量檢波器分別讓其分量傳感方向延X、Y、Z三個方向，此類型檢波器需要有三個獨立的分量檢波器構成，組裝困難、結構偏大；第二種為同一個傳感載體來感知X、Y、Z三個方向的傳感信號，此類型的檢波器普遍的缺點是無法避免三個方向的互相干擾問題，如：X方向的振動信號傳來時，檢波器的X方向傳感光柵會感知信號，而Y、Z方向的傳感光柵也會受到該信號的影響，無法準確測量。同時，如果需要長時間監測地震波，那么環境溫度的變化對檢測結果會帶來一定的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術在于克服現有技術的缺點，提供一種設計合理、結構簡單緊湊、靈敏度高、自動識別振動信號方向的自帶溫度補償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種自帶溫度補償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器，檢波器外殼內設置有雙拱梁傳感結構，檢波器外殼底部安裝口上設置有底蓋，底蓋中心位置設置有檢波器尾錐；所述雙拱梁傳感結構為雙拱梁結構體上安裝有串聯的第一X方向傳感光纖、第二X方向傳感光纖、第一Y方向傳感光纖、第二Y方向傳感光纖、Z方向傳感光纖，雙拱梁結構體為安裝塊和質量塊之間對稱設置有相同的弧形結構的左拱梁和右拱梁，安裝塊和質量塊及左拱梁和右拱梁連為一體且中部形成長圓形的空腔，左拱梁兩端豎直方向貫穿設置有第一X方向傳感光纖，第一X方向傳感光纖上刻寫的第一X方向傳感光柵位于空腔內呈懸空狀態，右拱梁兩端豎直方向貫穿設置有第二X方向傳感光纖，第二X方向傳感光纖上刻寫的第二X方向傳感光柵位于空腔內呈懸空狀態，安裝塊和質量塊前后側面中心豎直方向分別設置有刻寫有第一Y方向傳感光柵的第一Y方向傳感光纖和刻寫有第二Y方向傳感光柵的第二Y方向傳感光纖，第一Y方向傳感光柵和第二Y方向傳感光柵分別位于空腔前后兩側且呈懸空狀態，安裝塊和質量塊內部中心貫穿設置有刻寫有Z方向傳感光柵的Z方向傳感光纖，Z方向傳感光柵位于空腔內呈懸空狀態。

作為一種優選的技術方案，所述第一X方向傳感光纖和第二X方向傳感光纖的中心線所在平面與第一Y方向傳感光纖和第二Y方向傳感光纖的中心線所在平面垂直，且兩個平面的交線與Z方向傳感光纖的中心線重合。

作為一種優選的技術方案，所述第一X方向傳感光纖與第二X方向傳感光纖相同；所述第一X方向傳感光柵與第二X方向傳感光柵相同；所述第一Y方向傳感光纖和第二Y方向傳感光纖相同，所述第一Y方向傳感光柵和第二Y方向傳感光柵相同。

作為一種優選的技術方案，所述檢波器外殼頂部中心設置有光纖法蘭。