地震检波器串并组合性能分析
地震勘探仪器的主要技术性能与优化分析
地震勘探仪器的主要技术性能与优化分析发布时间：2021-07-02T14:14:54.350Z 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：袁海沣[导读] 地震勘探仪器是一种融合了多种先进技术一体的仪器，在先进制造工艺、通信技术以及电子技术等方面的发展背景下，得到了很好的发展，该仪器在地震方面的地质灾害的预防和治理方面有着重要的作用。
中石化石油工程地球物理有限公司华北分公司河南省郑州市袁海沣 473132摘要：地震勘探仪器是一种融合了多种先进技术一体的仪器，在先进制造工艺、通信技术以及电子技术等方面的发展背景下，得到了很好的发展，该仪器在地震方面的地质灾害的预防和治理方面有着重要的作用。
在大数据快速发展的时代，随着地球物理勘探开发技术和电子技术的发展，地震仪器同时也进入了一个非常好的发展变革阶段。
为了能够更好的研究地震勘探仪器的发展，本文详细分析了地震勘探仪器的主要性能，根据地震仪器在实践环节的应用情况，并分析了技术性能改善优化的条件，提出地震勘探仪器改进主要技术性能的措施，为地震仪器后期的应用和优化提供帮助。
关键词：地震勘探仪器、技术性能、优化分析一、地震勘探仪器的介绍（一）地震勘探仪器的组成地震勘探仪器的结构较为复杂，主要包括三个部分，一是地震检波器，该部分主要有感应检波器、激光检波器以及压电检波器三类，使用检波器能够获取地震振动情况并转变为可以由仪器记录的形式；二是放大系统，通过放大系统可以过滤干扰的检波器输出信号，还可以放大检波器输出的电信号；三是记录系统，该系统能够采取多种方式记录信号，这三个部门可以构成一个完整的地震道，一般的地震勘探仪器是具有多个地震道的。
（二）地震勘探仪器的发展阶段地震勘探仪器按照地震波的记录方式可以将发展阶段分为六代：采取模拟光点记录方式的是第一代地震勘探仪，这种方式具有较小的动态范围，采取自动增益的控制方式，这种记录方式记录的结果不能够进行数字处理；采取模拟磁带记录方式的是第二代地震勘探仪，使用晶体管电路并使用磁带进行记录，能够进行多次的回放，动态范围能够达到五十分贝左右；采取数字记录方式的属于第三代地震勘探仪，这种方式可以使用二进制或者瞬时浮点的增益控制方式，能够将输出的信号转变为数字信息并在磁带上进行记录，具有一百二十到一百七十分贝的动态范围；早期的遥测地震勘探仪属于第四代，主要是由中控控制记录系统和许多分类的野外地震数据采集站组成的；多种数据传输的模式属于第五代地震勘探仪，使用全数字化的地震数据传统和记录系统作为第六代地震仪的标志。
地震勘探检波器原理和特性及问题分析.
地震勘探检波器原理和特性及问题分析2010-07-19
在地震勘探工作中,由于对检波器的原理和性能了解和认识得不够,致使在检波器的选择和使用上存在着一些不当之处,不清楚检波器的.参数与响应特性之间的关系,以及这些参数对地震信号的影响,在检波器使用和对比时往往针对性不强.为此,从检波器的振动力学原理入手,分析了位移、速度和加速度3种类型检波器的频率响应特性,并阐述了检波器不同的机电转换原理;在此基础上,深入分析了检波器的特性参数对地震信号的影响以及地震勘探对检波器性能和参数的要求.根据地震勘探中地震波冲击振动信号的特点,认为具有频率范围宽、动态范围大、失真度小、灵敏度高、检波器允差小等特点的检波器才能满足地震勘探的需要.同时,对目前检波器使用中的一些做法进行了探讨,尤其是检波器对比试验中存在的问题.综合分析认为,只有掌握了检波器的原理、性能和参数,才能正确地选择和使用检波器.
作者：吕公河 Lv Gonghe 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物探开发公司,山东东营,257100 刊名：石油物探 ISTIC PKU 英文刊名：GEOPHYSICAL PROSPECTING FOR PETROLEUM 年，卷(期)：
2009 48(6) 分类号：P631.4 关键词：地震检波器检波器性能特性参数振动系统机电转换原理频率响应特性seismic geophone geophone performance characteristic
parameters vibration system electro-mechanical transform principle frequency response characteristics。
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。
地震数据采集中检波器串组合形式的研究
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。
检波器组合问题的分析
组合作 为压制 噪声 的主要手段 ， 直在野 外资 一 料 采集 中发挥 着重要 作用 ， 其优点 主要表 现在 以下
几 个方面 。
１ ）能 够压 制 规则 干 扰 和随 机 干扰 ， 高资 料 提
长， 检波 器 串的数 量要 足够 多 ， 样 可 以保 证 对 面 这 波 的最 大波长有 适 当的采样 。
单 点接 收大多采 用数字 检波器 ， 对于模 拟检 波
器指 的是零基距 接收 。与模 拟检波器 相 比 ， 数字 检
波器具有 动态 范围大 、 真度 小 、 失 频率 响应宽 、 等效
的信 噪 比 。
１ 问题 ｌ 单 点 接 收 能 否 取 代 检 波 器 ：
组 合 ‘
在地震 波场形 成过程 中 ， 类 型的波相 互叠 多种 加， 干扰 波 与有 效 波共 存 。为 了压 制规 则 干扰 ， 主
要依 据规则 干扰 波 的物 理特 征 和 方 向特 性来 设 计 数字检 波器 和高 密 度采 集 方 法提 倡 单点 接 收 的采 集方式 ， 再采用 小道距 和高覆 盖次 数补偿 由此 造成 的资料 的低 信 噪 比 。单 点 接 收摆 脱 了检 波 器 组合 效应和 观测方式 的影 响 ， 有利 于提 高资料 的保 真度 。那么 ， 现在单 点接收 能够取代 检波 器组合 方 式吗 ？检波器 组 合 真 的要 退 出历 史 舞 台 了吗 ？本 文从 单点接 收和检 波 器组 合 的优 缺 点 这个 角 度来
作者简介 ： 曹务祥（９ ５ ）男 ， １５ 一 ， 高级工程师 ， 现主要从事地震资料 采集方法研究工作
地震勘探检波器原理和特性及有关问题解析
地震勘探检波器原理和特性及有关问题解析摘要:地震勘探检波器的应用，能够接收地震信号，在地震勘探中起到了非常关键的作用。
本文在分析地震勘探检波器原理及特性的基础上，进一步对地震勘探检波器相关问题及排除方法进行分析，以期为地震勘探检波器的正确、科学使用提供有效建议。
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关键词:地震勘探检波器;原理;特性;问题在地震勘探工作中，检波器主要的作用为接收地震信号，属于对地震信号进行接收的前段环节，投入应用能够以直接的方式感知大地质点振动。
但是，从实际工作来看，倘若不能了解地震勘探检波器的原理和特性，那么在使用过程中将会出现一些问题，从而影响地震勘探效果[1]。
基于地震勘探工作的效率提升角度考虑，本文便有必要对地震勘探检波器原理和特性及有关问题进行分析。
1.地震勘探检波器原理及特性分析1.1地震勘探检波器原理对于地震勘探检波器来说，属于一种振动传感器，其工作原理和振动传感器相同，为一个单自由度的振动系统。
以感应振动信号的物理量差异，可细分为三类传感器，即:位移传感器、速度传感器以及加速度传感器。
但是，不论哪一类型的振动传感器，均对当中的一个物理量感应，切主要以输出的电信号和哪个物理量成正相关为准则[2]。
此外，从地震检波器的机电转换来看，其主要作用为把振动系统感应的振动信号等比例地转换成电信号。
根据转换原理角度来看，涵盖的检波器较多，如:电磁感应检波器、电容检波器以及压电检波器等。
1.2地震勘探检波器特性从地震勘探检波器的特性来看，主要有两类:其一为动态特性;其二为静态特性。
两方面的特性对检波器的品质有非常重要的影响。
对于动态特性参数来说，涵盖了固有频率、阻尼系数、频率响应范围以及频率特性等等。
对于静态特性参数来说，涵盖了有线性度、灵敏度、分辨率以及稳定性等。
地震检波器
(1)电动式检波器的幅频特性如图式： ①当阻尼系数 D=h/ω0 1/ 2 时，G(ω)将出现尖峰。 ②当 D=h/ω0 1/ 2 时，没有尖峰出现。
D=h/ω0 1/ 2
③当 D=h/ω0 1/ 2
时，刚好不出现尖峰，或 者说尖峰出现在无穷远处， 这种状态称为最佳阻尼。
（2）电动式检波器 的相位特性为：
一、涡流检波器的传递函数 涡流检波器的运动方程为：
2 d 2x dx d z 2 2h ω 0 x 2 dt dt dt 2
2 E ( j ) 传递函数为： H ( j ) G 2 Z ( j ) 0 2 j 2h
振幅特性为：H ( ) H ( j )
•
压电检波器在水中的使用
压电检波器用于海上勘探
超级检波器
• 超级检波器的原理和结构与电磁感应式 检波器完全一致，区别主要在于检波器 的制造工艺和器件材料，实质上，超级 检波器就是传统检波器的改进型。
数字检波器
• 数字检波器的核心是MEMS (Micro Electro Mechanical System，即(微电子 机械系统)技术，这种技术就是以硅材料为 基底，采用微机械加工工艺和IC工艺加工 出差动电容式微机械加速度计。这种加速 度计(数字检波器)是集微型传感器、执行 器、信号处理器以及控制电路、接口电路、 通信电路和电源为一体的微型机电系统。
d x dx d z 2 2h ω 0 x 2 2 dt dt dt
二、输出电压方程和固有振动
电动式检波器的输出电压方程为：
dV dV d z 2 2h ω 0V G0 3 2 dt dt dt
2
3
电动式检波器的固有振动有三种情况：欠阻尼、过阻 尼和临界阻尼，振动波形如下页图示：
地震仪器中地震道检波器的测试原理和方法
地 蔑 检波器的性能 测试亦 受到许多 因素
。
本 文从 检 波器 的结 构 及 工 作 原理 出 发 系 统 地 阐述 了 地 震 仪 器 中对 检 波器 ( 串 ) 的测 试 原 理 和 测 试 方 法
、
对
野 外 施 工 中正 确 测 试 快 速 判 断和 排 除 检 波 器 ( 串 ) 故 障 提 高 数 据 采 集 质 t
—
十
稳 态枪 出和 暂态
器 的 自然 频 率 时 则 电 流 超 前 于 电 压 ; 只 有 当 振 荡 器 的 频 率 等 于 检 波 器 的 自然 频 率 时 两 者 才 能 重 叠 图
, , 。
,
3
是 测 量 检 波 器 阻 尼 的线 路 原 理 图
,
。
继 电器
吸 合 时 直 流 电压 接 通 到 检 波 器 的 线 圈 上 当 继 电 器 开启 后 线 圈 自 由振荡
,
有极 大 的帮 助
。
主题词
检波器
脉冲
响应
性 能 测试
。 ,
检波 器 的 结 构 及 工 作 原 理
在讨 论 地 震 道 检波 器 串 的性 能 测试 以 前 我 们 先 来 简 单 分 析一 下 检 波 器 的结 构 及 工 作 原 理 器 的 种类较 多 现 以 陆 用 动 圈检波 器 为例
, 。 。 ,
。
:
,
这 两 点 缺一不 可
,
。
因 为这 种测 定是 我
式 中 C 为临 界 阻 尼
:
。
。
们 在使 用 和 测 量 检 波器 时 进 行 数据 对 比和 判 断 其 好坏 的 依 据
(5 )
。