地震勘探仪器的一些基本概念
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接收条件received condition：指地震勘探中接收地震波的仪器的工作状态和条件。
广义地说, 接收条件包括地震检波器的安置情况、组合个数与方式，以及地震仪的各种因素等。
但通常将接收条件狭义地指地震检波器的安置情况。
地震资料的质量与接收条件有密切关系。
陆地工作中埋置检波器，海洋工作中使检波器处于水面下一定深度，都是为了避免风、浪等影响而改善接收条件。
界面速度interface velocity：指折射波沿折射界面滑行的速度。
界面速度主要反映折射界面以下地层中岩石的物理性质。
由于组成地层的岩石颗粒排列有方向性，通常界而速度大于层速度。
界面速度可通过折射波测得。
加速度检波器accelerometer：即“压电地震检波器”。
激发条件excited condition：地震勘探中将震源种类、能最、周围介质的情况总称为激发条件。
对于炸药震源来说，激发条件一般包括炸药量大小、药包形状，个数，分布方式及埋置岩性和沉放深度等。
对于非炸药震源，激发条件则包括装置的种类、能量、参数选择及安置情况等。
激发条件的选择是否适当，对地震勘探原始资料质量的影响很大。
一般认为,陆地工作中, 风化层下的含水可塑性岩层是有利的激发条件，因此往往采用井中爆炸，在海洋工作小，主要是以减小气泡影响作为合适的激发条件。
海洋地震勘探marine seismic survey：是利用勘探船在海洋上进行地震勘探的方法°其特点是在水中激发，水中接收，激发，接收条件均一；可进行不停船的连续观测。
震源多使用非炸药震源，接收常用压电地震检波器，工作时，将检波器及电缆拖曳于船后一定深度的海水中由于上述特点，使海洋地震勘探具有比陆地地震勘探高得多的生产效率，更需要用数字电子计算机处理资料。
海洋地震勘探中常遇到一些特殊的干扰波，如鸣震和交混问响，以及与海底有关的底波干扰。
海洋地震勘探的原理，使用的仪器，以及处理资料的方法都和陆地地震勘探基本相同。
地震勘察仪器原理与结构
地震勘察仪器原理与结构地震勘察仪器是一种用于探测和测量地震波以及地壳运动的工具。
它可以帮助地震学家和地质学家了解地震的产生机制、地壳的变动以及预测地震的可能性。
地震勘查仪器的原理和结构主要可以分为三个部分：传感器、信号处理和数据记录。
传感器是地震仪器的核心部件，它主要用于感测地震波的运动。
地震波是由地壳运动引起的地球表面的振动，可以分为纵波和横波两种，传感器需要能够准确地感知这些振动并将其转化为电信号。
一种常用的传感器是加速度传感器，它通过测量物体的加速度来感测地震波的振动情况。
加速度传感器通常由质量块、弹簧和电感器构成，质量块受到地震波的作用后产生振动，振动的大小和方向通过感应到的电流信号传输到信号处理器。
信号处理是地震仪器的第二个关键步骤，它用于将传感器收集到的信号转化为可以分析和研究的数据。
地震波的振动信号通常是微弱的，同时还受到环境噪声的干扰，因此需要对信号进行过滤和放大，以提高信号的质量和可靠性。
信号处理器通常由低噪声放大器、滤波器和模数转换器等组成。
低噪声放大器用于放大微小的信号，滤波器用于滤除噪声干扰，模数转换器将模拟信号转化为数字信号，以便于保存和处理。
数据记录是地震仪器的最后一个部分，它用于记录和保存信号处理后的数据。
数据记录器通常由数字存储设备和计算机系统组成。
数字存储设备可以将经过信号处理的数据保存为数字文件，以便后续的分析和研究。
计算机系统可以用于控制仪器的工作流程，同时还可以进行数据的实时处理和分析。
通过对保存的数据进行分析，地震学家和地质学家可以研究地下地壳的结构和性质，进一步了解地震的发生机理和可能性。
除了以上的主要部分，地震勘查仪器还可以包括其他一些辅助部件，如温度和湿度传感器，用于记录环境的温度和湿度变化，以及定位系统，用于记录地震发生的位置和时间等信息。
总结起来，地震勘查仪器的原理和结构主要包括传感器、信号处理和数据记录三个部分。
传感器用于感测地震波的振动，信号处理器将振动信号转化为可分析的数据，数据记录器用于保存和记录处理后的数据。
地震勘探仪器-地震
随着物联网和云计算技术的发展，地震勘探仪器将实现实时数据传输和处理，提高数据利 用效率和响应速度。同时，通过网络技术实现地震数据的共享和协同分析，提高地震研究 的协作性和开放性。
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地震勘探仪器-地震
• 地震勘探仪器概述 • 地震勘探仪器的工作原理 • 地震勘探仪器的分类与应用 • 地震勘探仪器的发展趋势与挑战 • 结论
01
地震勘探仪器概述
地震勘探仪器的定义与特点
• 定义：地震勘探仪器是一种用于探测地下地质构造和矿产资源的地球物 理仪器。它通过测量地球表面或近地表的地震波，分析地震波在地下的 传播规律和特征，推断地下岩层的性质、结构和构造，为地质勘探、矿 产资源开发、工程地质等领域提供重要的数据支持。
等方法。
中期发展
随着电子技术和计算机技术的不 断发展，地震勘探仪器逐渐实现 了数字化和自动化，提高了测量
精度和效率。
现代发展
现代地震勘探仪器采用了更先进 的技术和算法，如数字信号处理、 人工智能等，进一步提高了测量 精度和自动化程度，同时也拓展
了应用领域。
02
地震勘探仪器的工作原理
地震波的产生与传播
基础研究
地震勘探仪器可以揭示地球内部的结 构和演化，为地球科学基础研究提供 重要数据。
灾害防治
地震勘探仪器可以探测地下岩层的性质和 构造，为地质灾害防治提供数据支持，如 滑坡、泥石流等灾害的预测和防治。
地震勘探仪器的发展历程
早期发展
地震勘探仪器最早可以追溯到20 世纪初，当时的地震勘探技术比 较简单，主要采用敲击和听诊器
04
地震勘探仪器的发展趋势与挑战
高分辨率地震勘探技术的发展
总结词
地震勘探相关概念
x为震源到最远接收点的距离炮检距x ──炮点O到任意检波点R的距离。
最大炮检距max道间距△x ──相邻检波点之间的距离。
偏移距──炮点O到最近检波点R的距离。
地震记录道──以激发瞬间作为记时零点，在检波点处所记录到的该点的振动图。
地震记录──多个地震记录道按炮检距顺序排列起来所构成的图形。
同相轴──地震记录中，反射波、折射波等规则波所呈现出的振动峰值的规则排列。
t )中所表示出的函数关系。
时距曲线──同相轴在旅行时t与炮检距x直角坐标系(x反射波时距曲线是一条关于时间轴对称的双曲线，而直达波、面波、声波和折射波的时距曲线均是直线，这是区别它们的一个重要标志。
测线部署原则1）主测线应尽量垂直构造走向，尽量与其它勘探线重合。
2）测线应尽可能为直线。
3）连接测线要垂直主测线，边界外测线要延伸几个排列。
有效波：凡是对解决地下地质问题有用的地震波称为有效波，如反射P波、折射P波。
干扰波：影响记录、干涉有效波的辨认能力的地震波称为干扰波，分成三大类。
(1) 和爆炸无关的外部噪音，如天然地震、风吹草动、人畜走动、机器振动、工频干扰。
(2) 和爆炸无关的内部噪音，如仪器本身的噪音。
(3) 和爆炸有关的干扰，如声波、面波、直达S波、散射、側干扰等。
几种典型的干扰波：(1)声波坑炮激发、干井爆炸、漂药爆炸(能量向上)，往往有强声波。
这种在空气中传播的波，也能引起检波器的振动，速度340m/s，频率高(100Hz以上)，波形是尖锐脉冲状。
图1 声波干扰记录(2) 面波主频低(10~30Hz)、速度低(几百m/s)、振幅强。
图2 面波干扰记录(3) 工频干扰(4) 浅层折射波(5) 微震道间距的选择道间距x ∆的大小直接影响到地震资料的解释工作。
x ∆过大，将影响有效波追踪的可靠性；x ∆过小大，则使野外工作量增加。
选择道间距x ∆的原则：(1) 有利于有效波的对比 根据视速度定理t xv ∆∆=***<∆=∆2T vxt2**<∆vT x (3-2)道间距根据有效波的视速度*v 和视周期*T 的大小而定。
地震勘探概念和基础知识
地震勘探seismic prospecting利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。
在地表以人工方法激发地震波（见地震），在向地下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。
收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。
通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。
地震勘探在分层的详细程度上，以及勘查的精度上，都优于其他地球物理勘探方法。
地震勘探的深度一般从数十米到数十公里。
爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。
目前已发展了一系列地面震源，如重锤、连续震动源、气动震源等，但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍为炸药。
海上地震勘探除采用炸药震源之外，还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体等方法。
地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段。
在煤田和工程地质勘察、区域地质研究和地壳研究等方面，地震勘探也得到广泛应用。
20世纪80年代以来，对某些类型的金属矿的勘查也有选择地采用了地震勘探方法。
发展简史地震勘探始于19世纪中叶1845年,R.马利特曾用人工激发的地震波来测量弹性波在地壳中的传播速度。
这可以说是地震勘探方法的萌芽。
在第一次世界大战期间，交战双方都曾利用重炮后坐力产生的地震波来确定对方的炮位。
反射法地震勘探最早起源于1913年前后R.费森登的工作,但当时的技术尚未达到能够实际应用的水平1921年，J.C.卡彻将反射法地震勘探投入实际应用，在美国俄克拉荷马州首次记录到人工地震产生的清晰的反射波。
1930年，通过反射法地震勘探工作,在该地区发现了3个油田。
从此，反射法进入了工业应用的阶段。
折射法地震勘探始于20世纪早期德国L.明特罗普的工作。
20年代，在墨西哥湾沿岸地区，利用折射法地震勘探发现很多盐丘(见底辟构造)。
地震勘探基本知识
地震勘探基本知识一、基本概念1、地震：地壳的震动2、地震波：地壳质点震动向周围传播的形式。
3、地震勘探：用人工的方法（炸药爆炸、可控震源、电火花、空气枪等）使地壳产生震动，利用不同岩石中地震波传播规律不同的特性，探查构造寻找有用矿产的方法。
4、波阻抗：介质传播地震波的能力。
波阻抗等于波速与介质密度的乘积（Z=Vρ）。
5、反射波：地震波在传播过程中遇到不同介质的分界面时，一部分按照光学原理发生反射，即反射波。
6、透射波：地震波在传播过程中遇到不同介质的分界面时，一部分按照光学原理发生透射，继续传播，即透射波。
7、折射波：地震波以邻界角入射到介质分界面时，透射角等于90°，透射波沿界面滑行，引起上层介质震动而传到地表，这种波叫做折射波。
8、观测系统：检波点与激发点之间的位置关系。
9、排列长度：激发点与最远一道检波点之间的距离。
10、偏移距：激发点与最近一道检波点之间的距离。
二维观测系统（六次叠加）三维观测系统11、信噪比：有效波振幅与干扰波振幅的比值。
12、分辨率：两个波可以分辨开的最小距离叫做分辨率。
13、屏蔽：地震波传播到介质分界面后，一部分能量返回形成反射波，一部分能量透过界面继续往下传播，当遇到另一分界面时，一部分返回，另一部分透过界面继续传播。
第二个界面往回返的能量遇到第一个界面时，一部分能量返回下部，另一部分能量透过界面回到地表，地面接收到的第二个界面反射的能量大大降低，我们称这种现象叫作屏蔽。
上部界面的反射系数越大，则接收到的下部界面的能量越小，称屏蔽作用越厉害。
二、地震勘探的阶段划分（一）设计1、收集测区有关的地质、物探及测绘资料。
2、实地踏勘，了解地震地质条件（包括地形、地貌、植被、河流、道路、潜水位、新生界盖层厚度、岩性及结构、勘探目的层的埋藏深度、构造形态和断裂发育程度等等）。
3、对前人的地质工作成果作出客观的评价。
4、针对地质任务确定工作方法及观测系统。
5、在平面图上布置测网，统计工作量。
地质勘探中的仪器设备
地质勘探中的仪器设备地质勘探是指通过不同的方法，了解地球内部结构和地下资源分布的一种科学研究。
在地质勘探的过程中，仪器设备起到了至关重要的作用。
本文将就地质勘探中的仪器设备进行介绍。
一、地震勘探仪器地震勘探是一种通过测量地球中的地震波传播和反射来获取地下结构信息的方法。
地震仪器在地震震源和检波器之间进行的数据传输起到至关重要的作用。
常见的地震勘探仪器有地震震源、地震检波器和地震记录器等。
1. 地震震源地震震源是产生人工地震波的设备，通常是由爆炸物或震源车辆组成。
地震震源的形式多样，如压电源、炸药震源和振动源等。
通过产生地震波，地震震源可以帮助勘探者测量地下岩石的速度、密度和其他物理特性。
2. 地震检波器地震检波器是用于接收地震波传播过程中的反射或折射信号的仪器。
常见的地震检波器包括地震观测井、地震阵列和地震测深仪等。
地震检波器可以将地震信号转化为电信号，为勘探者提供参考依据。
3. 地震记录器地震记录器用于记录地震信号，并将其转化为地震图像或数字数据。
地震记录器可以通过多种方式储存数据，如磁带式地震记录器、数字地震记录器和地震数据采集系统等。
地震记录器的使用可以帮助勘探者分析地下结构和探测地下资源。
二、重力测量仪器重力测量是一种利用重力场的变化来推测地下岩石质量的方法。
通过重力测量仪器，勘探者可以测量地下岩石的密度和分布情况。
重力测量仪器主要包括重力计和全球导航卫星系统（GNSS）等。
重力计可以通过测量地面上的重力加速度变化来获得地下岩石的质量信息。
GNSS可以通过测量地表的重力场变化，推断地下岩石的密度分布情况。
三、电磁测量仪器电磁测量是一种通过测量地下岩石的电导率和介电常数来推测地下结构的方法。
电磁测量仪器主要包括电磁感应仪和电测深仪等。
电磁感应仪通过产生高频电磁场，测量地下岩石对电磁场的响应来推断地下构造。
电测深仪是一种用于探测地下电阻率的仪器，通过测量电流传输的速度和电流对电压的响应，可以推断地下岩石的电导率。
第四章浅层地震勘探仪器简介
① 方向特性：当振动方向与线圈轴线方 向一致时，产生最大输出电压，具有最 大的灵敏度。
图4.1 电动式检波器结构示意图
按检波器固有频率分：低频， ＜ 10Hz ； 中 频 ， 10 ～ 33Hz ； 高频，33～100Hz。
图示为100 Hz高频检波器的频 率特性曲线。曲线分三段。
第一段：线性段，f较低时， 输出随f的升高而增大；
放大倍数：输出信号振幅m1与输入信号振幅m2的比值。
M m1 m2
分贝(dB)：用对数值表示放大倍数
M db 20 log10 M
100dB意思指：若有5μV的输入振幅，则可得到0.5V(即0.5×106μV)的输出。
2.动态范围 定义：测量信号振幅极大值与系统噪音水平的比值，用分贝
表示： ［动态范围］=［ A ］dB a
3.数字地震仪的特点 (1)全数字化
全数字化：就是利用微机控制仪器来完成数据采集和信息处理。微机处 理是中心，而采集系统则属于外围设备。通过对计算机的操作就可实现对地 震仪的操作。这样可使地震仪的稳定性和可靠性大大提高。同时，仪器具有 操作简单、重量轻、体积小的优点。
(2)动态范围大
3.记录显示装置 一般用计算机记录和显示。 4.震源同步系统
一是激发地震波，二是与激发时间同步产生触发信号，使主机开始记时。 锤击：用两个弹簧片与导线连接作触发器； 炸药：爆炸使捆在炸药包上的导线炸断，产生触发信号。
第二节 数字叠加式浅震仪介绍
按叠加方式分：模拟叠加增强式，数字叠加增强式
一、几个基本概念 1.分贝
图 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别对连续信号进行25、100、125、200、250Hz采样， 则输出频率分别为25、100、125、50、0Hz。显然，后两个采样不足，出现假频。
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地震勘探仪器几个基本概念
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一、为什么要24位A/D转换
高分辨地震勘探要求地震信号的动态范围高达120dB，这就要求数据采集系统A/D转换器不低于20位，传统的数据采集系统是无法实现的。
传统数据采集是将连续的地震信号进行采用，之后对多路串行的离散电压进行A/D量化，A/D转换器位数越多，每个子样的电压量化时间久越长，要求采样率越低，这样，高频的地震信号就记录不到，就无法满足高分辨率地震勘探。
地震信号是微弱信号检测（简称WSD）weak signal detection,采用的方法一是从传感器及放大器入手，降低固有噪声水平。
分析从测量有规律的信号，这是目前微弱信号测量的主要方法。
微弱信号的测量，这就要求传感器：测量范围宽、线性好、高灵敏度、低噪声、频带宽、相应快、匹配好、使用寿命长。
频域信号，是正弦信号，可以采取测量系统宽带的方法（窄带化技术）
信号采集，主要避免假频现象。
采样率必须是信号频率的两倍。
二、模数转换器，A/D转换24位
为满足数字信号处理要求，模拟信号必须转换成数字信号，A/D转换器就是模拟信号转换信号。
检波器接收到地震信号时，检波器转化成电信号，如果电信号是连续的，就要通过抽样变成离散信号或者抽样信号，再对抽样信号进行量化，而最终变成数字信号。
按照工作原理分，可以分成直接型A/D转换器和间接型A/D转换器两大类。
直接型A/D转换器是将模拟量直接转换成数字量代码，不加任何中间变量。
间接型A/D转换器需要借助时间、频率、脉冲宽度等中间变量才能完成A/D转换。
、24位A/D转换理论上可以达到138 dB，实际动态范围超过120 dB。
三、道间一致性与道间串音问题
各地震道结构一致，传输特性、振幅特征、相位特征均要求一致，要求记录振幅小于正负2%，时间误差应小于正负0.5ms。
各检波器，容易因相互感应，造成串音。
减少采集道数与增设回零开关，是解决串音的有效方法。
四、为什么数字自动控制增益AGC
人的生理特点，人眼只能分辨20 dB左右的动态范围，而记录磁带的动态范围100dB~120 dB的地震信号，就必须要动态压缩。
形成人眼容易辨认的地震监视波形。
直达波没有到达时称为初至区
直达波后，称为：续至区
地震勘探中，对地震波研究主要分为：波形、频谱、振幅、波前、射线、时距曲线、视速度。