地震数据采集中检波器串组合形式的研究
地震检波器原理与结构
其中: x0为振动物体的绝对位移、xm为振动物体的绝对位移、Xt=xm-x0为质量 块与振动体（即检波器壳体）之间的相对位移
检波器原理 –速度型检波器结构
速度型检波器：由线架、悬浮弹簧、磁钢、磁靴及弹簧
片组成。它可以看作是由质量体 m 、弹簧 k 、和阻尼 c 构成的 二阶惯性振动系统(工作在线性区）。
检波器原理 –速度型检波器 速度型检波器（常规检波器）
■它是一种基于电磁感应原理的机电变换。这种传感器能够 实现机械能与电能的相互转换。 当导体以速度 V垂直磁场方向运动时，导体上两端产生感 生电动势u。根据棂次定律，
u=BLV(其方向由右手定则确定)。
当导体上有电流时，导体将受到磁场的电磁力 fi 的作用。 根据安培定律，不计导体本身电阻抗时：
（常规或模拟输出检波器）数据采集示意图
前
言 引言
地震检波器作为野外数据采集过程中最为关键的采
集前端装备，其性能及所采集的数据质量直接关系到地 质效果而倍受关注。随着高分辨率勘探的深入，对地震 数据采集质量提出了新的要求。特别是 宽频、高保真、 高信噪比的低成本采集要求越来越迫切。 为了满足低成本以及数据采集的高质量要求，仪器 的道数、种类也在不断的增加：有线地震仪、无线地震 仪、节点地震仪、无缆地震仪、光纤地震仪等等。道数 也是从“多道”上升到了几万道、几十万道，并且期望 百万道。
检波器原理—参数描述3
失真度（畸变） ：作为一个信号通路，对通过的信号所产生的失 真程度。定义为输出中谐波分量的总有效值与基波分量有效值之比的 百分比。失真决定了检波器的动态分辨率。
☺低失真增加了动态分辨率，有助于记录到淹没在低频强噪声 ( 如地
地震检波器技术与应用研究
（ ３ ）个体 检波器之 间的性能指 标一致性 比较 差，这就会 给地震信号带来 一定 的偏差 ，也正是因为常规速度检波器存在 这些不足 ，后来有发展 了加速检波器、超级检波器和数字传感 器等，常规 的检波器 ， 对于地震波而言，存在一定 的信号误差 ， 这样就产生了加速度检波器 。
中文科技期刊数据库 （ 文摘版 Ｊ 工程技术
工程技术
２ ０ １ ５ 年 ８月 ・ ５ ９・
地震检波器技术与应用研究
赵 继 革
中石化物探公 司 中原分公 司仪修厂 河 南濮 阳
４ ５ ７ ０ ０ ０
摘要 ：检 波器是地震勘 探 中不可缺 少的波传播部件 ，在生产和应 用过程 中通过技 术检验 来做好检 波器的质量控 制是保 障有效 对地震进行观察的手段 。为了保证地震统计的数据精 确性，这就要求检波 器性能和质量本着实用、便捷 的 目的 ，为 了检 波器更加
精确做相关的修改。 Fra bibliotek关键词 ：检波器；地震；仪 器；精确度 ；标准；技术 中图分类号 ：Ｔ Ｕ７ ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ １ ． ５ ５ ８ ６（ ２ ０ １ ５ ）４ １ ． ０ ０ ５ ９ ． ０ １
检波器 的主要 作用 是从高频 调幅 波 中取 出单 项的包 络信 号，然后在利用过滤 电波除高频载波分量，实用低频信 号，因 此检波 电器通常含有非线性元器和过滤波两个 部分 。一般情况 下检波器主要是使用非线性元器件 ，常使用的有二极管和三极 管。 １检波器 的定义 检波器是将震动变为一种信 号的传感 装置，也可以说地 震 检波器 是把机械震动转化 为信号 的一种装置 。一般情况下检 波 器主要有两个部分组成一个是机械部分另一个是 电负载的机器 组成部分，地震检波器 电学部分和机械部分组成一个整 体。 从使用环境上可 以分为 ，陆上检波器、沼泽检波器、海上 检波器 。从工作原理 上可 以分 为，动 圈式检波器、压 电波器 、 数字传感器 ，按照输出信 号所有跟踪 的物理量分为，速度检波 器 、加速检波器 。 检波器也可 以简单 的划分 为三种 ，分别为磁通式 、变磁阻 式 、压 电式 。由于动圈式检波器的输 出和 电压与线圈有关系， 这种检波器也被 叫做速度检波器。我国路上地震勘探工作大部 分使用变磁通式检波器 。根据不同的用途，也可 以把地震检波 器分为地面检波器和沼泽检波器以及井 中检波器等 。 ２ 检波器的工作原理 检波器可 以简单 的分为外壳、圆柱行磁钢 、环形弹簧片等 。 般情况下可 以分为传统的检波器和新兴的检波器 。传统 的陆
地震勘探中井检组合的影响
地震勘探中井检组合的影响1组合参数的理论计算与分析1.1检波器组合特征对比针对本黄土研究区面波视波长分布范围为10～20m频散现象明显的特点，分别计算了3、6、9、12个检波器，组内距为1m、2m、3m的检波器组合效应。
计算结果表明，组内距一定的情况下，随着检波器个数的增加，压制的视波长范围增大，1m组内距时，3只检波器仅能压制的波长范围是1.7～3m，6只为2～6.5m，9只为2～8.5m，12只为1.5～13m。
当组内距为2m时，9只检波器的压制范围小于20m，12只检波器的压制波长范围达到4～25m，可以满足压制面波干扰的需要，压制比不小于30db。
当组内距为3m时，12只检波器的压制波长范围扩大到4～42m，但压制比变化不大。
与2m组内距相比，在增加的20～42m波长范围内的压制比仍为-30db，压制效果虽有改善，但效果不明显。
以上计算、分析表明，采用12只检波器，2m组内距可以实现对本黄土覆盖区以面波为主干扰波的有效压制，如果再增大组内距，压制效果改善不大，可见单纯采用检波器组合来压制干扰波，效果有限。
1.2井组合特征对比除面波外，以多次折射为代表的低速线性干扰也是黄土区的重点干扰之一。
其波长分布范围为20～50m，为此，在12只检波器、2m组内距不变的情况下，分别计算了2、3、5、7井，组内距为5m、7m、10m的震、检组合效应。
计算结果表明，组内距一定的情况下，随着井数的增加，压制的视波长范围增大，压制比相应增大。
5m组内距时，2井压制的波长范围是1.7～28m，3井为2～30m，5井为2～35m，7井为1.5～42m，随着井数的增加，压制比依次为-40db，-60db，-62db，-70db，压制效果也越好。
当井内距为7m时，2井压制的波长范围是2～30m，3井为5～40m，5井、7井均超过了60m，但是随着井数的增加，在30～50m波长的压制范围内，压制比反而减小，压制效果变差。
论检波器组合的连接方式
.
( 13)
将式 ( 7)两边取导 数后, 将 式 ( 12) 的一 阶导数 和二 阶
导数代入其中, 得检波器组合的电路方程
d2U dt2
+
2D
0
dU dt
+
2 0
U
=
-S
d2 V dt2
,
( 14)
式中 0 为自然频率; D 为阻尼系数; V 为地表的绝 对振动
速度, 且
0=
k M
,
D=
2
1 0M
LBL (R c +
R
d)
∃
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
qS 1
,
(21)
1 D = 2 0M
+ (BL ) 2 [R L + qRd ] qR cRd + RL ( R c + Rd )
合的等效电 路, 推导出检波器组合的 传输特 性 检 波器组 合输出电 压与 检波点 地面 振动速 度的 数学关
系, 依据这一理论, 可 以确定, 采用串联数等于并联数的串并联方式是检波 器组合最佳的电路连接方式。
关键词: 传感器; 地震勘探; 检波器组合
中图分类号 : TP212. 1
文献标识码: A
V=
dx dt
.
+ ( BL ) 2 [ pRL + qR d ] , qRcRd + pRL (R c + R d )
( 15) ( 16) ( 17)
第 7期
孙传友, 等: 论检波器组合的连接方式
15
由式 ( 14)可得检波器组合电路的传输特性
U= V
U( j ) V( j )
地震勘探原理05地震勘探组合法
4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程 1、组合系统相当于一个滤波器，组合输出信号F(t)的频谱
G(jw)等于输入频谱乘以滤波因子K(jw) 。
G jw g jw• K jw
2、函数K(jw)与信号的形状无关，与信号到达时间也无关， 只与信号的频率有关，以及信号到达组内各检波器的相对 时差有关，即只与组内距和组合点数有关，所以 K(jw)表征 了组合的固有特征，称之为组合的方向频率特性或组合特 性。
面积组合
03:57:56
31
第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合
线性组合的基本假设： （1）检波器沿直线排列； （2）地震波是简谐平面波； （3）各检波器接收的信号的形状一样，只是时间延迟不同。
以f(t)为输入信号，以组合后的输出为总输出 输入f(t)→组合系统→F(t)（输出），在组合系统中，有几
第四章地震勘探组合法
的特征：
1、 t 0 T
1,
一次极值
2、 t 1，2，L T
1
二次极值
3、 t 1 , 2 ,L , n -1 T nn n
0
零点
4、 0 t 1 ， T 2n
2Va
03:57:56
42
第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合
4.1.2 简单线性组合的方向特性 Direction Character
K jw
1
sin n
f t
1
sin
w
nt 2
1
sin
n
x
n
n sin f t
n
sin
w
t 2
n
sin
地震野外数据采集技术与方法
CDJ高灵敏度系列检波器
1．由于检波器接收到的信号很微弱，需将 信号送至前置放大器进行放大；
2．放大器对来自浅、中、深层的反射信号 自动调节放大倍数；
3．地震仪中的瞬时浮点增益放大器以二进 制增益控制方式为基础，以6分贝为阶跃台 阶,即以2的整数次幂跳变。
三、记录系统
地震数据经模数转换为数字形式，记录在 磁盘上。
4. xmin不应小于最浅目的层的深度； 5. xmin大一些可以消除声波和面波干扰。
三、最佳接收地段的选择
最佳接收地段又称“最佳窗口技术”，如 图3.6-1
四、道间距的选择
道间距又称空间采样率，它影响地震记录 的横向分辨率，用x表示，道间距小，横 向分辨率高，但勘探费用大，选择道间距 应从以下因素考虑：
高，可以消除低频噪声 2. 阻尼系数h是检波器的另一特性指标，设
检波器的固有频率为0
图3.4-1 动圈式检波结构草图
（1）h>0 称为过阻尼，使接收到的信号 减弱，甚至失真，见图3.4-3(b)
(2) h<0 称为欠阻尼，见图3.4-3(a)
（3）实际工作中选择之间，一般把h/0 =0.7称最佳阻尼，见图3.4-3(c)
薄 层 干 涉 的 分 辨 率 研 究
• 1. 指沿横向方向所能分辨的最小地质体的尺寸；
2. 第一菲涅尔带：地表点震源发出的球面 波到达界面时的波前面，与前面相距1/4波长 先期到达的另一波前面在界面上形成的圆称 第一菲涅尔带，见图3.5.3；
3. 在频率较高时，第一菲涅尔带半径为下式
rv t 2 fc
• (3)组合数目n增加,通放带变窄;
• (4)有效波的视速度很大,可以落入通放带, 组合后 的输出达到最大,是未组合前单个检波器输出振幅 的n倍;
第3章地震组合法
2
地震组合原理
本章的主要内容： 本章的主要内容：
进一步了解干扰波的特征与有效波的差别； 进一步了解干扰波的特征与有效波的差别； 组合的原理、形式和基本概念； 组合的原理、形式和基本概念； 组合的方向特性； 组合的方向特性； 组合的统计特性； 组合的统计特性； 组合的频率特性。 组合的频率特性。
分不同方向传播的波的一种方法。 组合提供了区分不同方向传播的波的一种方法。如果 沿测线方向等间距布置各个检波器，则称为均匀组合 沿测线方向等间距布置各个检波器，则称为均匀组合 线性组合，如果检波器在一个面积内， 或线性组合，如果检波器在一个面积内，则成为面积 组合。 组合。 通常用组合方向特性来说明组合的响应特性。 通常用组合方向特性来说明组合的响应特性。 方向特性来说明组合的响应特性
设第一个检波点的地震波形为f(t)， 设第一个检波点的地震波形为f(t)， f(t) 则各点接收到的波形依次为： 则各点接收到的波形依次为： f(t-Δt)，f(t-2Δt)， f(t-Δt)，f(t-2Δt)，……，f ， （t-（n-1）Δt） Δt）
15
所谓检波器组合就是把这n 所谓检波器组合就是把这n个检波器的输出信号叠加 检波器组合就是把这 起来，作为一道的信号。 起来，作为一道的信号。 下面讨论组合后总振动的表达式，总振动与检波器个 下面讨论组合后总振动的表达式， 总振动的表达式 检波器间距△ 和平面波波前与地面的夹角α 数n、检波器间距△x和平面波波前与地面的夹角α等 参数之间有什么关系。 参数之间有什么关系。 具体思路要用到频谱分析理论， 具体思路要用到频谱分析理论，即分析叠加后波形的 频谱与组合前单个检波器接收到的信号频谱之间的差 别。 则n个检波器的输出叠加起来，组合后输出波形为： 个检波器的输出叠加起来，组合后输出波形为：
地震仪器基础检波器
• 从特性曲线图中可以看出 ,检波 器的固有频率f 0是个分界点:
• ①当振动频率低于检波器的固有频率 f 0时 , 传感器的灵敏度随频率减少而快速下降. 速度 型检波器以(12dB/oct 衰减 ,加速度型检波器 按18dB/oct)衰减 ;
• ②当振动频率高于传感器的固有频率 f 0时 ,速 度型检波器的输出电压灵敏度接近为常数 ,而 加速度型检波器以 6dB/oct 增加。
接收技术新港地区分布着大量沉淀池真空新港地区分布着大量沉淀池真空池等淤泥区检波器无法正常插置池等淤泥区检波器无法正常插置为改善检波器的耦合条件为改善检波器的耦合条件确保接收确保接收效果现场进行了效果现场进行了mpmp2525250250沼泽沼泽检波器检波器gsgs20dx20dxbdbd25251414dbdb25251414简装型简装型浅水检波器浅水检波器m1m1浅水检波器浅水检波器m2m2压电检波器压电检波器25122512型波器接收效果试验图波器接收效果试验图3434重点对重点对88种不同类型检波器进行种不同类型检波器进行0m0m03m03m05m05m10m10m等不同埋置深度试验
• 二、光电传感器 • 教材中说：“光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号”。光敏电阻也是一种半导体材料，其物理特性使光
的照射能使电阻明显减小（或者说其电阻明显增大）。有一种CdS光敏电阻照亮时电阻可小于2kΩ，无光照射时其电阻 可大于4MΩ，而两者相差2000多倍。光敏电阻的一个重要特性是存在一定的光波波限λ0，超过λ0的光波即使光很强， 其电阻值也并不明显下降。可见，只有能量大于hv0＝hc／λ0的光子才能在光敏电阻中产生电子──空穴对，这是光电效 应基本原理的又一重要应用。光电传感器作为光控开关。 • 三、其他种类传感器
检波器技术探讨剖析
谢谢！
数字传感器：
数字检波器原理
数字检波器原理如图所示。工作时质量体被迫随着 大地作同向运动，为强迫质量体恢复平衡，控制电路持续 采样测量C1与 C2的值，反馈电路据此跟踪调节加到上端 盖和下端盖上的电压 V1和V2，最终经由电路得到对应 检波器振动的数字信号输出。
数字传感器:
数字检波器技术指标
由于数字检波器与模拟检波器相比，在原 理结构上有质的突破，技术指标的描述方式也 各不相同。数字检波器传感的物理量是重力的 变化，加之直接输出数字信号（即有采集站功 能），因此数字检波器的特性指标主要是：动 态范围、频率响应、最大输入信号、采样率、 噪声、失真度、功率等，其中的最大输入信号 和噪声用重力加速度（g）表示。
模拟检波器：
检波器的串内组合
不管如何组合，组合后检波器的动态范围并 没有提高，但内阻和阻尼系数却发生了变化。由 于受个体检波器之间技术指标允许一定误差的影 响，组合后的检波器串整体性能与单只检波器的 性能就存在差别，例如引起噪声和失真加大、相 位相似性和幅度一致性降低、中心频率摆幅变宽 等。因此为了平衡组合误差，检波器串的组合应 该尽量以一串等效于单只检波器为佳，即串联的 个数应尽量与并联的次数一样。
认识与建议
八、地震检波器也是一个相当复杂的地震波接收 工具，并不能认定哪种有绝对的优势或不足，实 际应用时也不能认定哪种组合方式更为合理和有 效，要想得出一个完全适合所有条件的普遍结论 是十分困难的，也可以认为是不可能的，一切的 一切都必须从实际出发来选用检波器。数字检波 器在技术上有一定优势，但最终的使用效果还取 决多种因素，只有其它相关因素条件都具备时， 数字检波器的优势才能得到更好的发挥。
数字传感器:
数字检波器技术指标
检波器串组合与信噪比
,
~ 1
;
:
:
戈x
N
.
:
G .
~
N .
;
根 据 不 同 的 串 /并 组 合 方 式 检 波 器 串 的 差 分 阻 抗 值 可 以 低 于 或 高 于 单 只 检 波 器 的 阻 抗 值
。
串 阻 抗 与单 只 阻 抗 之 比 ( I
年
月
石
油
物
探
装
备
第
卷
第
期
检 波 器 串 组 合 与 信 噪 比
关扭词 检波器串组 信噪 比 串增 益 共模 抑 制 比 串组 合 串阻 抗
前
本 文 根据 法 国
一
侣绪 功
公 司提 供 的
。 ,
工 程 升 级 的信 息 资 料
,
翻 译整 理 而 成
、 、
文 中所 讨论 的 问题 是 有 关 地 震 采 集 工 作 的 最 基 本 的 技 术 问 题 如 动
。
表 达式 为
,
:
D R 一 2 0 19 ( S / N )
在地 震 勘探 中 往 往通 过增 加震 源能 量的办 法来增 加 有用 信号 使 之达 到能够 被 检波器 有
,
效接 收 的 水 平 ( 当 振 动 幅 度 太 大 使 检 波 器 线 圈 越 过 了 磁场 的 线 性 区 时 要 发 生 信 号 畸 变 )
.
这 个 拾 取 信 号 的 幅 度 差 不 多 正 比于 检 波 器 的 差 分 阻 抗
,
I
r
(N /N )
p
。
地震检波器技术及应用_罗福龙
涡流具有双重功能 : 1. 对惯性体的运动提供阻尼 ; 2. 产生次磁场使线圈切割磁力线 , 进而在线圈 中产生感生电动势 。 此时 , 感生电动势的大小与振动激励信号的加 速度成正比 , 因此 , 这种结构的检波器也被称为常规 加速度检波器 。 常规检波器(包括速度型和加速度型检波器)频 率特性 、 相位特性是以检波器外壳运动的速度振幅
地震检波器原理和特性
地震检波器是一种将地面振动转变为电信号的 传感器 , 或者说地震检波器是将机械能转化为电能 的能量转换装置 。 常规反射地震勘探中接收的地震
* 罗福龙 , 男 , 1961 年出生 , 高级工程师 。 1984 年毕业于江汉石油学院仪器专业 , 一直从事地球物理勘探装备的研究和技术服务及技 术管理工作 。 现为东方地球物理公司装备事业部专家 、总工程师 。
图 4 速度型和术的 发展以及制造工艺的不断进 步 , 目前已能够以小公差( 2. 5 % )制造出高保真度的 检波器 。 4. 改进设计方案 , 提高设计标准 , 降低设计偏差 因为小的设计和制造偏差既可以保证在宽频带 (10 ～ 240H z)内有大的动态范围和低的失真 , 也可 以改进检波器串以及阵列的相位相似性和信号幅度 相似性及一致性 , 进而有更高的噪声“ 抑制” 和更好 的信号“ 聚焦” 效果等 。 相对常规检波器而言 , 超级 检波器具有更高的技术指标 、 更好的一致性和更大 的动态范围 。 数字传感器(检波器) 数字检波器和传统检波器在原理和功能上完全 不同 , 传统意义上的地震检波器是以电磁感应方式 将地震(振动)信号转换为模拟电信号输出 , 而数字 检波器是以重力平衡方式(M EMS 技术)将地震(振 动)信号直接转换为高精度的数字信号 。 数字检 波器的 核心是 MEM S (M icro Electromechanical System , 即微电子机械系统 )技术 , 这种
煤田地震勘探中的检波器组合
关半 径 的组 合基距 接 收 ， 容 易 模 糊 掉 地 下 尺 度 较 很 小 的地 质构 造 。采 用小 于 随机 干扰 相关 半径 的组 合 基距 接 收随 机 干扰波 ， 但得 不 到压 制 ， 不 而且 还有 可
能得 到增 强 。因此 ， 在浅 层 高分 辨率 地震 勘探 中 ， 最
地下 界 面反射 波视 速 度 较 小 ， 合 不 利 于 增 强 反 射 组
好 采 用其 他 方法 压制 随 机干 扰波 。
波， 特别不利于增强浅层高频反射信号。象地滚波 等水 平方 向传 播 的规 则 干 扰波 （ 括外 界产 生 的沿 包 水平 方 向传播 的规 则 干 扰波 ） 其 视 速度 较 小 ， ， 组合
中 图分 类号 ：６ １４ Ｐ ３ ． 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０５ ２ ９ （０ ８ ０ — ０ １ ０ １０ — ７８ ２ ０ ） ８ ０ ４ — １
随着煤 田地震勘 探的深入发展 ， 提高野外信息
的采集 质量 和生 产效 率 ， 直是 各 煤 田地 震 勘 探 队 一 的首要 目标 。其 中 ， 波 器 组 合一 直是 人 们 研 究 的 检 重 点 。现在 ， 的野外 队是 把几 个检 波 器 串一起 ， 有 有 的是 并一 起 ， 的是 堆 放 ， 有 的是 拉 开 ， 有 统 一 有 也 没
维普资讯
总 第 １６期 ０
煤 田地 震 勘 探 中 的检 波器 组 合
王 刚 ， 忠 华 徐
（ 河北省煤 田地质局 物测勘探 队， 河北 邢 台 ０ ４ ０ ） ５ ００ 摘 要 ： 检波器组合是 目前普遍采用 的压制干扰波 的方法 。 由于规则干 扰波 的视 速度 变化不 大 ， 因此 较易 分析其对规则干扰 波的压制。而组合对有效反射波 的压制 ， 则需 要根据不 同 的地 质模 型、 同的观测 系统 不 等 因素做具体讨 论。 关键词 ： 地震勘探 ； 检波器 ； 组合
检波器组合模型对比分析研究
值 不一 样 ；
ｓｉｎ（（Ｕ ）
（２） 当 ｄ／２ ＝（２ 十１）／（２Ｎ）（志一１，２，… ， 一２）
收 稿 日期 ：２０１７—０９—０ｌ 修 回 日期 ：２０１７—０９—１４ 第一作者简介 ：代金芝 （１９８６一），女 （汉族 ），湖北随州人 ，丁程师 ，现从事地震勘探方面 的研究 作
１＿ 二
Ｆ ０
△ 丛
（１）
则组合检波后信号的频谱为 ： Ｇ（ｊｗ）＝ｇ（ｊｗ）·ｋ（ｊｗ）
（３）
为 了确 定 滤 波 器 类 型 ，分 别 画 出 走（７ ０９）／Ｎ 的 双 边 振 幅谱 ，如 图 １和图 ２所 示 。
Ｉ ，： ＝ Ｉ ㈩
式 中 ： 组 内距 ； ，ｌ —— 视 波长 ；
１ 检 波 器简 单线 性组 合 的基本 原 理
假设 地 震 波射 线 的入 射 角 为 ，用 Ｎ个 等灵 敏 度 的
检波器进行简单线性组合 ，取组内距为 ｄ，相邻检波器接
收到 波的延 迟时 间为 ，则组 合检波 的时域 方程为 ：
～
Ｎ ｌ
Ｆ（ｆ）一∑ （ ）＝∑／’（ｔ－ｉＡｔ）
为 了解 勘探 区 干 扰 波 的发 育 情 况 ，确定 检 波器 的
（２）
组 合 方 式 ，在 地 震 资 料 采 集 之 前 一 般 要 做 干 扰 波 调 式 中 ： — —频 率 ；
查 。检波器线性组合是最基本 的组合方式 ，面积组合
— — 虚数 单位 ；
是 多个 线 性组 合 的不 同方 式 的叠加 。盒子 波 技术 是 干 扰 波 调查 的一 种 有 效 手 段 ，它将 方 形 排 列 接 收 到 的信 号 沿 不 同方 位 经切 比雪 夫 加 权 组 合 制作 成 雷 达 图 ，从 而研究 干扰波 的传播方 向、速度 、能量以及信噪 比等 。 切 比雪 夫 加权 组 合 主要 用 于理论 分 析 和室 内检 波 器组
检波器-地表耦合系统对地震记录的影响
检波器-地表耦合系统对地震记录的影响
检波器-地表耦合系统对地震记录的影响
检波器与地表耦合处于地震数据采集系统的最前端,考虑到其位置和功能的重要性,探讨了检波器-地表耦合对地震记录的影响问题.为了提高野外地震资料的品质,在调查了地表物性的基础上,自行研制了检波器-地表耦合装置.先后在吉林油田、大庆油田和新疆塔河附近等地区,在可比条件下与常规耦合方式进行了对比实验.结果表明,这种特殊耦合方式与常规耦合方式相比,无论从比较接收能力的实验中取得的单次记录,以及按生产要求所获得多次叠加剖面,其地震信号的能量、频带宽度和信号保真的程度都有明显改善.
作者：董世学韩立国王建民傅朝奎作者单位：董世学,韩立国(吉林大学朝阳校区地球物理系,长春,130026)
王建民,傅朝奎(大庆石油管理局地球物理勘探公司,大庆,163357) 刊名：地球物理学报ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS 年，卷(期)：2001 44(z1) 分类号：P631 关键词：常规耦合特殊耦合耦合特性数据采集。
检波器野外组合因素对地震资料品质的影响分析
检波器野外组合因素对地震资料品质的影响分析魏继东;丁伟【期刊名称】《石油物探》【年(卷),期】2010(049)003【摘要】检波器组合是地震资料野外采集阶段衰减噪声最重要的手段之一.决定组合衰减噪声效果的因素有组合因素(组合基距,组内距,检波器数量,组合高差,组合形式等)以及施工地区的地质条件、噪声的类型与强度等.从验证不同组合因素对地震资料的影响出发,通过计算组合的方向特性曲线及野外试验,量化分析了组合因素对地震资料的影响,提出一种组合基距在Inline方向设置为一个道距,在Crossline方向设置为一个最大干扰波波长的组合方案,以有效衰减来自各个方向的规则干扰波.计算表明,在组合基距确定的前提下,缩小组内距、增加检波器数量有利于提高资料的信噪比,但当检波器数量增加到某个临界点后,继续缩小组内距、增加检波器个数则不能显著提高组合的压噪能力.实践证明,在地表复杂、地层吸收严重、次生干扰发育的地区,组内高差允许值应适当放宽,这有利于提高地震资料的信噪比.分析认为,Inline方向大致等于一个道距,Crossline方向大致等于一个最大干扰波波长的矩形组合是具有良好方向特性,又便于野外施工的检波器最佳组合方式之一.【总页数】7页(P312-318)【作者】魏继东;丁伟【作者单位】中国石油化工集团公司胜利石油管理局地球物理勘探开发公司,山东东营257100;中国石油化工集团公司胜利石油管理局地球物理勘探开发公司,山东东营257100【正文语种】中文【中图分类】P631.4【相关文献】1.检波器的联接方式对地震资料品质的影响 [J], 乔大军;孟祥顺;张玉斌;王晓燕2.可控震源组合方向对地震采集资料的影响分析 [J], 白旭明;唐传章;孙毅;袁胜辉;牛迎春;张学银;蒲可瑜3.发展应用新技术寻找经济增长点——关于地震勘探野外检波器组合技术的一点看法及建议 [J], 衣令春;朱美勤;张志更;;4.羌塘盆地地震资料采集检波器组合方法研究 [J], 雷扬;吴闻静;刘远志;余文科;刘胜5.东海盆地深层地震资料品质综合影响因素及对策分析 [J], 邱铁成;庄祖垠;金明霞;王艳红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
提高地震采集中复杂区域检波器耦合效果
提高地震采集中复杂区域检波器耦合效果近年来随着地震勘探工作的不断深入，地震采集接收道数越来越大，放线质量受到的影响是最大的。
在地震勘探中，地震波的传播，实质上是能量的传播，而能量是通过振动系统来传递的，只有大地与检波器充分地耦合，由大地向检波器传递的能量才能达到最佳的接收效果。
如何克服复杂环境对检波器耦合效果的影响，进一步提高检波器耦合效果成为我们地震生产中一大难题。
1、存在问题及难点地震生产任务重，时间紧、精度高、地形复杂，不确定因素多，且工区质量要求严格。
复杂地表内无论是施工管理还是质量控制方面，难度系数大，工作量大，因此，质量控制面临新的挑战。
复杂地表位于工区东南部，东西4km，南北宽2.8km，影响面积约为10km2，是省级风景名胜区。
湖内沟渠纵横相连，将湖区内分割成20余块芦苇地，同时芦苇密布，高2米多，地表条件极为复杂，物理点布设困难，测量无法正常施工，湖内里水深在1-3m之间，复杂地表内放线极其困难。
湖区内水域面积大，湖心无水区土质松软，地表芦苇、杂草丛生，检波器与地面的耦合效果较差，排列接收质量差。
放线工人与排列监督技术水平低，放线经验不足，面对复杂地表内特殊地形处理能力不足，严重制约了检波器与大地的耦合效果的提高。
虽然排列质量出现的问题有所不同，但是从总体上来说，检波器松动是影响检波器耦合效果的主要因素，在所有的放线问题中所占的比例最大，如何降低由检波器松动所产生的放线问题，提高检波器耦合效果是我们QC小组的重点任务。
根据调查结果不难发现，影响排列质量的主要问题是检波器松动。
经过分析，我们QC小组将活动目值标定为：放炮前有效排列耦合达到100%，降低检波器松动带来的影响，提高检波器耦合效果。
通过统计分析，影响复杂地表地区耦合效果的原因有以下方面：（1）对季节工的培训不到位，仅仅停留在表面，适合于普通地形，针对复杂地表特殊地表没有对季节工的技能进行针对性培训，导致放线人员在复杂地表放线技术水平低，施工经验不足；（2）复杂地表内杂草、芦苇丛生，风噪大，严重的影响接收效果，且冬季地表上冻，清除杂草费时费力，季节工糊弄了事；（3）新研制的检波器埋置工具使用不规范；经讨论研究，针对复杂地表地形的复杂性和特殊性，墨守成规的施工方法势必不能通用，我们灵活机动调配人员并根据实际情况有针对性的实施。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地震数据采集中检波器串组合形式的研究The study of the geophone string combination form of the seismic data acquisition陈影（江汉物探公司仪器服务中心，湖北潜江433199）摘要地震采集中，检波器如何组合、采取什么样的组合形式才能压制干扰波、提高有效波的品质一直是我们努力的方向。
本文通过对空间电磁干扰进行分析入手，通过实验对几种检波器组合的模式进行比对，找到了最优的检波器组合形式。
关键词:检波器；组合；地震数据采集Abstract:Seismic acquisition, how geophone combination, adopt what kind of combinations to suppress interference wave, improve the quality of the effective wave has been our effort direction. In this article, through analysis of space electromagnetic interference, through the experiment of several kinds of geophone array mode to compare, to find the optimal form of geophone array。
.Keywords:geophone; combination; seismic data acquisition0 引言地震采集中，检波器如何组合、采取什么样的组合形式才能压制干扰波、提高有效波的品质一直是我们努力的方向。
如何在地震采集中确定检波器串的组合形式是本次研究的重点。
本文通过实验比较几种检波器的组合形式对地震资料的影响，找到了优选检波器组合形式的方法。
1.1 检波器地震勘探数据采集是通过检波器采集地震信号,但是在野外采集过程中,检波器同时接受着外界天电活动或其它工业活动产生的电磁场,这些空间电磁干扰严重影响了采集资料的信噪比,必须进行研究降低干扰以提高信噪比,获得合格的地震资料。
检波器的内部电气结构是一个多达数千圈的线圈，用弹簧片固定在磁钢形成的固定磁场中。
当地震反射波返回地面时，检波器随地表振动，线圈产生切割磁力线的运动，从而产生感应电动势，把地面的机械运动变成电信号。
而空间电磁场中变化的磁场也会使检波器线圈产生感应电动势，和检波器因为反射回的地震波以及环境噪声引起的机械振动使线圈产生的感应电动势一样，对于地震放大器而言，都属于差模信号，一起经过地震放大器放大输出，对地震反射波形成干扰，如图2所示：由于检波器线圈的圈数很多，因此感应的空间电磁干扰信号是非常强大的，而且无法消除，因此检波器生产厂家在设计生产时，采取了一定的抗电磁干扰的技术措施：把检波器线圈一分为二，形成上下两个线圈的双线圈结构，并且保证两个线圈的圈数、层数、宽度和厚度等物理参数完全相同，两个线圈的绕线方向相反，一个正绕，一个反绕，然后把一个线圈的尾端和另一个线圈的始端相连，另外两端为输出端，如图3所示。
根据楞次定律，两个线圈相对磁钢运动，切割磁力线时，产生的感应电动势是相加的，而外磁场变化时，两个线圈产生的感应电动势是相互抵消的，从而达到克服空间电磁干扰的目的。
所以在地震数据采集系统的四种外部设备中，检波器抗空间电磁干扰的能力是比较强的。
图2 空间电磁干扰信号与反射波及环境噪声信号叠加在一起，以差模形式输入给放大器图3 检波器内线圈的绕法1.2检波器连线、模拟信号通道线和数传线这三种部件具有以下共同的特点：·以线对的形式存在。
·在地面摆放长度较长。
图4 线对接收的电磁波信号, S是共模信号3对于一个地震信号通道而言，铺设在地面上的线对是两根良好的天线，极易接收空间的电磁波信号，输入给地震放大器。
但是线对接收的电磁波信号对于地震放大器是一种共模信号，采集系统的差模输入特性会抑制这种共模输入信号,如图4所示。
图5 线对平衡被破坏，发生共模－差模转换如果线对是完全对称平衡的，即两根线的电气参数一致，那么放大器入口两端的共模电磁感应信号是同幅同相的，将受到放大器共模抑制比的衰减，衰减量可以达到90～100dB以上，使电磁干扰信号受到很大的抑制。
但是如果线对的对称平衡被破坏，两根线的电气参数不一致，那么两根线接收的电磁信号就有差异，或者在传输过程中产生差异，就会有部分共模信号转换成差模信号，对地震反射信号形成严重干扰。
图5中由于线对的漏电电阻不等，感应的共模信号在放大器两端的电压值不等，将有电流流经检波器串阻抗，形成差模信号和地震反射波等信号一起进行放大。
所以地震通道线对的平衡被破坏是地震数据采集系统接收电磁干扰的最根本的原因，由于在线对的平衡被破坏，发生了共模－差模转换后，空间电磁感应信号对地震采集信号形成干扰，干扰的程度与检波器串的阻抗有关，检波器串阻抗大，共模信号向差模信号转换后，在检波器串阻抗上的压降大，从而导致干扰水平高。
2 地震数据采集空间电磁干扰实验在理论分析的基础上，我们进行了针对性的实验，室内实验利用空间工频50Hz电磁场作为电磁干扰源，在有限空间场地集中摆放若干地震道记录环境噪声，实验结果见图6：图中的第1、2道（道号494、495）为短路道；3、4道（道号496、497）为开路道；5、6道（道号498、499）为9个检波器串联、组串结构平衡的检波器串；7、8道（道号500、501）为9串2并、组串结构不平衡的检波器串；9、10两道（道号502、503）为9个检波器串联、组串结构不平衡的检波器串；所有10道感应环境基本相同，记录回放滤波范围40～60Hz，采用固定回放增益0db。
实验结果表明：1.10个实验道中短路道的感应水平最低,几乎为零；开路道次之；其它感应水平由低到高的排序为9串平衡串、9串2并不平衡串、9串不平衡串。
2.同样9个检波器串联，结构不平衡的检波器串比结构平衡的检波器串感应水平高约16dB。
3.同样是不平衡结构，9串的检波器串电阻比9串2并的检波器串电阻大一倍，感应水平高约8dB。
图6 电磁干扰实验记录分析实验结果可以得到以下认识；1.在检波器、检波器串线、模拟信号通道线和数传线四个部件中，接收电磁干扰的主要部件不是检波器，也不是模拟信号通道线和数传线，而是检波器串。
因为如果接收电磁干扰的主要部件是检波器，那么9个检波器串联无论结构如何，感应水平不应差别那么大；如果接收电磁干扰的主要部件是模拟信号通道线和数传线，那么开路道的感应水平不应那么小。
2.电磁干扰水平与检波器串电阻和结构状况有关：结构不平衡干扰水平高；检波器串电阻大干扰水平高，在专门用电阻器代替检波器串进行的检波器串电阻对感应干扰水平影响的实验中，三个地震道分别接入1.1KΩ、10KΩ、150KΩ模拟电阻，实验表明干扰水平由高到低与模拟电阻值从大到小的排序一致，外接150KΩ模拟电阻干扰水平比外接1.1KΩ模拟电阻高约23 dB；外接10KΩ模拟电阻时，干扰水平比外接1.1KΩ模拟电阻高约16dB。
3.结构的平衡状态是决定干扰水平的最关键的因素。
按理说外线开路时，电阻值为无穷大(∞)，干扰水平应该最高，但是图6中，开路道的干扰仅比短路道略高一点，就是因为在实验条件相对较好的情况下，开路道的结构保持着基本平衡的状态，放大器前地震通道两端的感应信号受到放大器的衰减，事实上在野外施工的恶劣条件下，开路道的平衡状态往往遭到破坏，开路道的干扰水平是很高的。
野外排列实验与室内实验的结果是一致的。
实验结果与理论分析是一致的。
3提高抗空间电磁干扰能力的要素3.1检波器与检波器串组合从上面的分析和实验中已知检波器抗电磁干扰的能力是比较强的，在实际地震勘探生产中往往都是使用多个检波器组合的检波器串，检波器组合的形式有多种：串联、并联和各种串并联组合，有关研究表明：·N个检波器串联的检波器串的灵敏度是单只检波器灵敏度的N倍，而串阻抗也提高了N倍。
·N个检波器并联的检波器串的灵敏度与单只检波器灵敏度相同，串阻抗是单只检波器的1/N。
很容易得到这样的结论：内阻小的检波器、并联形式的检波器串，串阻抗小，抗电磁干扰的能力强。
3.2 检波器连线、模拟信号通道线和数传线这几种传输线对都能接收空间电磁干扰信号，而且都是以共模形式存在。
为了衡量线对的对称平衡状态，对传输线也引入了共模抑制比（CMRR）的概念，传输线的共模抑制比与地震放大器的共模抑制比概念的物理意义是一样的，都是表征对共模信号的衰减抑制能力，不同的是放大器的共模抑制比在设计制作时就固定了，正常情况下不会发生变化，而传输线的共模抑制比在传输线的制造和使用中有可能发生很大的变化，对克服电磁干扰的能力有很大的影响，应该引起足够的重视。
为维持传输线较高的共模抑制比，要注意以下三个要素：1.结构对称平衡检波器串的对称平衡状态对克服电磁干扰的能力有着关键的影响，检波器串的对称平衡状态是指以检波器串的物理中心为始点，到检波器串插头两端点的连接线的长度要一致或基本一致，否则因为连接线长度差异产生接收电磁信号的差异，进而产生共模－差模转换，形成电磁干扰。
如图7所示，用两芯的检波器串线组成9个检波器串联的检波器串，以第5个检波器为中心，两边到串插头的连线长度差异很大，是严重的不对称平衡串组合，事实证明，这种检波器串接收电磁干扰的水平很强，在某地区施工无法进行，改用对称平衡检波器串后，电磁干扰基本消失。
实际上检波器串线往往是三芯的，便于通过适当的设计，使检波器串的结构达到平衡或基本平衡。
图7严重不对称平衡的检波器串组合模拟信号通道线和数传线都是双绞线，要求在对绞生产时要均匀，保持线对的长度一致。
2.避免漏电检波器串和数传电缆（包括模拟信号通道线和数传线）在潮湿环境和雨天施工时，极易产生漏电，当线对对地的漏电电阻不一致时（这种情况又是经常发生的），就会发生如图5所示的电磁干扰，所以在野外施工中采取各种措施避免排列上的漏电是克服电磁干扰最重要和最有效的手段。
3.连接良好在地震勘探施工中，检波器串与采集电缆相连，数传电缆和采集站相连构成地震排列网络，传输线的连接点的接触电阻不一致也是破坏传输线线对的对称平衡状态的原因之一，要尽可能保证各接触点连接良好。
4 结论综上所述，地震勘探数据采集系统中的检波器串和传输线很容易接收空间电磁信号，传输线对的对称平衡被破坏时，两根线接收的共模电磁信号就会向差模信号转换，最终通过串阻抗，部分电磁信号变成差分电压，对地震反射信号形成干扰，所以：1.检波器组串时，并联形式可以减小串阻抗，降低电磁干扰水平。