用于地震勘探的新型高精度地震检波器研究
地震检波器及其发展趋势
原理及优缺点：压阻式的地震检波器是利用特定半导体的导电性质来工作的，该类型的地震检波器灵敏度高，可以测量微小的地震波变化。其测量灵敏度受到测量原件的收缩性能的影响较大，压阻式地震检波器体积小，携带操作方便，但是该类型的地震检波器性能受到温度的影响较大。
五、新型检波器
背景：目前，地震勘探中大量使用的地震检波器仍然是模拟检波器，随着数字检波器的广泛使用，人们发现数字检波器能最大程度地弥补模拟检波器的缺陷，大大地提高地震采集资料的品质。在国外的勘探市场上，国外数字检波器的实验阶段已经结束，正在逐渐大规模的推广应用，数字检波器将在未来世界石油勘探中起重要作用。目前，国内数字检波器的应用还限制在很小的范围之内。
（3）力学模型和灵敏度分析：
六、国内检波器发展
1．70年代以前：模拟纪录，道数少，频带窄（14-60Hz）、低灵敏度（3-5v/m/s）、动态范围小（30dB）、型号单一2．80年代中期：地震仪器实现了数字化，计算机数据处理技术也相继发展，更重要的是三维地震勘探、高分辨率地震勘探的出现，地震勘探领域扩大到山地、戈壁、沙漠、滩海及海上，地震检波器在性能及型号上发生了较大的变化。一大批高性能技术指标的检波器相继出现，检波器的灵敏度、自然频率、失真系数、假频等技术指标都得到较大改进，更加适用于地震勘探的需求。3．9O年代：国内部分检波器生产厂家，引进了国外的检波器生产线，经过消化吸收，其检波器技术水平达到了国际发达国家水平。随着高精度地震勘探的推广，检波器向三高（高保真、高灵敏度、高分辨）方向发展，检波器的型号和品种也越来越多，例如：不同型号超级检波器、涡流检波器、高性能压电检波器等。4.21世纪始：随着传感器技术、电子技术、计算机技术、数据传输技术等技术的发展。现在高分辨地震数据采集，要求采集的地震数据达到高精确度、高信噪比、高矢量保真度，因此这个阶段相继出现了精度更高的检波器。新型检波器发展的特点主要表现在：（1）采用新的检测原理。光纤传感技术、微电子机械传感技术、高性能压电材料、电容传感器等一批高新技术进入地震勘探检波器领域；（2）检波器内全面实现数字化，减少了信号的模拟传输部分；（3）检波器的动态范围、灵敏度、失真等部分技术指标大幅度提高，抗电磁干扰能力大幅度增强。
地震勘探-检波器工作原理
地震勘探检波器的工作原理地震检波器的理论基础地震检波器是将地表振动变为电信号的一种传感器，或者说地震检波器是把机械振动转化为电信号的机电装置，以最大的逼真度产生地面运动垂直分量的电模拟。
每一个现代地震检波器都是有机械部分和其相连的具有电负载的机电转换器所组成，地震检波器的电学部分和机械部分组成一个整体。
要求它的振幅——频率响应在有意义的频率内是线性的，相位的响应也是线性的。
根据机电转换原理，可把常用的检测器分为三类：即变磁通式（或动圈式）、变磁阻式、压电式。
由于动圈式检波器的输出电压与线圈相对磁铁的运动速度成正比，这种检波器也叫速度检波器。
我国路上地震勘探工作大部分使用变磁通式的检波器。
根据用途不同，也可把地震检波器分为地面检波器、沼泽检波器和井中检波器等。
一个振动系统，它是由一个质量M ，一个弹簧和一个阻尼器Z 组成，地震检波器的装置如图1-1所示，地震检波器的外壳安置在地面上（或沉没于井中），于是，假设外壳的运动精确地重复着地面运动，外壳上具有伸长系数K 的弹簧悬挂着称为惯性质量的重荷M ，为了使用权惯性质量的振动平静下来，惯性质量中被放在胶质液体中，当外壳和惯性质量M 产生相对位移时，在其电极上造成某个电动热E 。
在地震勘探检波器中，主要应用各种感应转换器，在感应转换器中，根据电磁感应，将机械振动变成电震荡，感应机电转换器可以作为与质量M 紧密相连的线圈和与外壳相连的永久磁铁之和（或者反过来），线圈在磁铁的磁场中移动时，在线圈内就发生电动势，转换器线圈内阻在内的某个电阻Z 与转换器两极相连。
可以把地震检波器作为机电系统来研究，这里，某个激发函数()t ζ——例如外壳（地面）对固定读书系统的位移速度，作用于这个系统的输入端，在地震检波器的输出端发生从其电学部分中的负载电阻取得的某个变化的电压()t U ，地震检波器数学模型应该确定这些值之间的关系。
地震检波器的数学模型 为了建立地震检波器的运动数学模型，先讨论其中的作用力。
兴城地区数字检波器三分量地震采集方法研究的开题报告
兴城地区数字检波器三分量地震采集方法研究的开题报告一、选题背景地震勘探在油气勘探中极其重要，地震采集技术是地震勘探的基础。
数字检波器采集系统采用数字采集方式和数据存储方式，可以大大提高采集速度和数据存储容量。
而三分量地震采集方法是一种新型的地震勘探方法，能够获得更加准确、全面的地震数据。
本研究旨在对兴城地区数字检波器三分量地震采集方法进行深入研究，探讨其在地震勘探中的应用及优势。
二、研究内容1. 分析数字检波器三分量地震采集系统的工作原理，阐明其优势和应用领域。
2. 研究数字检波器三分量地震采集方法在兴城地区地震勘探中的应用，分析其在提高地震数据精度和准确度方面的作用。
3. 通过野外试验、实验模拟和数值模拟等方法，探究数字检波器三分量地震采集方法在兴城地区地震勘探中的优化方案及其可行性。
4. 结合兴城地区地质特征和勘探需求，对数字检波器三分量地震采集方法在兴城地区的适用性进行论证。
三、研究意义1. 对数字检波器三分量地震采集技术的深入研究，有助于推进数字化地震勘探技术的进一步发展。
2. 对兴城地区数字检波器三分量地震采集系统的应用研究，有助于提高地震数据的精度和准确度，为油气勘探提供更加准确可靠的数据支撑。
3. 对数字检波器三分量地震采集方法在兴城地区的适用性研究，有助于为该地区地震勘探提供更加可行和有效的技术方案。
四、研究方法1. 文献资料法。
对数字检波器三分量地震采集技术和兴城地区地质信息等方面的相关文献进行综合分析，总结相关研究成果。
2. 野外试验法。
在兴城地区选取适宜的地点进行地震采集试验，获取野外实测数据，从而探讨数字检波器三分量地震采集方法的优化方案和可行性。
3. 实验模拟法。
在实验室采用模拟软件等工具对数字检波器三分量地震采集方法进行模拟和优化，验证其在兴城地区的适用性。
4. 数值模拟法。
通过数值模拟等手段，进一步探讨数字检波器三分量地震采集方法的优化方案和有效性。
五、预期结果1. 深入探究数字检波器三分量地震采集技术在地震勘探中的优势和应用领域。
一种压电加速度地震检波器的设计与研究
的速度 型测振传感 器 。经过 多年 的研究 和发展 ， 其性 能得
到了很 大提高 ， 出信 号大 ， 定性 也较好 ， 输 稳 但该 种检 波器 工作频率不 高 ； 年来 研 制的 涡流地 震 检波 器 ， 近 有灵 敏 度随激励频率增 高而增大 的特性 ， 高频灵 敏度 的增加有 助 于补偿信号 由于大地 传播 而急剧衰 减 的高频成分 ， 这对 提
器和压 电加速度地震检波器 主要指标 测试和理论及现场试 验结果表 明 ： 压 电加 速度检波 器具有较 好 的 此 低频和高频响应特性 以及较高 的灵 敏度 ， 是一种较好 的检波方法 。
关键词 ：压 电； 速度 ； 加 地震检波器 ；灵敏度
中 图分 类 号 ：Ｐ ３ ． ３ ； Ｈ ６ ． ６ １４＋ ３ Ｔ ７ ３ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ － ７ ７ ２ ０ ） ８ ０ ２ －０ ０ ０ ９ ８ （ ０ ７ ０ － ０９ ３
感元件 ， 且敏感元件采用 了叠层组合结构 ， 内部各部件问刚 性连接 ， 其灵敏度较高 、 定性 好 、 电磁 干扰 能力强 。 稳 抗
１ 压 电 加 速 度 地 震 检 波 器 的设 计
１ １ 工作 原理 和 结 构特 点 ．
压 电加 速度型检波器是以压电系数较大 的压 电陶瓷作
维普资讯
２０ ０ ７年 第 ２ ６卷 第 ８期
传感 器与微系统（ ｒｎｄ ｃｒ ｎ ｃｏｙｔ ｅｈｏｏｉ ） Ｔａ ｓｕｅ ｄＭｉｒ ｓ ｍ Ｔ ｃｎ ｌ ｅ ａ ｓ ｅ ｇｓ
２ ９
一
种 压 电加 速 度 地 震 检 波器 的 设 计 与 研 究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
‘ 为压 电元件 ， 这样 ， 以提高 压 电检波 器 的固有频 率 ， 利 可 有 于提高检波器 的灵 敏度 。通过 检测压 电检波器产 生的电荷 量 Ｑ与大地振动加速度 ｎ的关系 ， 而检测地层的特性 。 从
涡流加速度地震检波器特性研究
涡流检 波器是 一 种 新 型地 震 检 波器 ， 电压 输 出 其
信 号与被 检测振 动加 速度 信号 成 正 比。与常 规 的动 圈 式检 波器相 比 ， 它具 有 良好 的高频特 性 ， 以有效 补偿 可 大地对 地震 反射 波 高频 信 号 的 吸 收 ， 而 可显 著 提 高 因 地震勘 探 的分辨率 ， 高分 辨 率 地 震 勘探 中有 着 广 阔 在
一
１
（）＝ （ Ｓ Ｒ２＋ ２ ） ｓ ｓ ） １（ ２
、
式 （ ） ，０ ｔ为 固定 线 圈 的感应 电动 势 ， ． ３ 中 ｅ（ ） 为 短路环 与 固定 线 圈 的互 感 系数 。在 实 际 情况 中 ， 械 机 阻尼远 远 小于 涡流 阻尼 ， 以它的影 响可 以忽略不 计 ， 所 此 时对 式 （）式 （ ） １ 、 ２和式 （） ３ 分别进 行拉普 拉斯 变换 并 令
石
油
仪
器
２１ 年 ００
第 ２ ４卷
第 １ 期
ＰＥＴＲ０Ｌ ＥＵＭ Ｎｓ Ｉ ＴＲＵＭ ＥＮＴＳ
・
仪 器设 备 ・
涡 流 加 速 度 地 震检 波 器 特 性 研 究
王少伟 汝 超 陆 占林 陈 华
（ ．中原石油勘探局地球物理勘探公 司 １ 河南 濮 阳） （ ．中原油 田物资供应处 ２ 河南 濮 阳）
运动 （ ） ｔ 与被 测振 动 “ ｔ 的关 系可 以描述 为 ： （）
， （ 裕 ）＋ｃ （ ）＋ （ ）一ｃｉ ｅＩ＝一，“ ｆ （ ） ｎ （ ） １
深 人分 析 ， 合考虑 了检波器 外 壳 、 靴对 检波 器特 性 综 磁
的影 响 ， 建立 了涡 流检 波器 的机 电磁七 参数 理论 模 型 ， 与 四参数 模型作 了 比较 ， 进 行 了试 验验 证 。为进 行 并 检 波器 的特性 分析 以及参 数辨 识 方法 的进一 步研 究提 供 了理论 基础 。
光纤布拉格光栅地震检波器的研究与应用
第 ２３卷
第 ２期
地
球
物
理
学
进
展
Ｖｏ ． ３ ｏ ２ Ｉ２ ．
Ａｐ ． ｒ ２ ０８ ０
２０ ０ ８年 ４月 （ 页码 ：２ ￣６ ６ ６２ ２）
ＰＲ０ ＧＲ ＥＳＳ Ｉ Ｎ ＧＥ０ ＰＨ Ｙ Ｓ ＣＳ Ｉ
光 纤 布 拉 格 光 栅 地 震 检 波器 的研 究 与应 用
（ ｈ ｎ ｘ Ｋｅ ａ ｏ ａｏ ｙｏ Ｐ ｏｏ ｌ ｒｃＳ ｎ ｉｇ Ｌ ｇ ｉ ｇ，Ｘｉａ ｈ ｙ ｕ Ｕ ｉｅ ｓ ｙ，Ｘｉａ １ ０ ５ ｈ ｎ ） Ｓ ａ ｎ ｉ ｙＬ ｂ ｒ ｔｒ ｆ ｈ ｔｅｅ ｉ ｅ ｓｎ ｏ ｇ ｎ ｔ ’ ｎＳ ｉ ｏ ｎ ｖ ｒ ｉ ｔ ’ ｎ ７ ０ ６ ，Ｃ ｉａ
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7-物探装备
物探装备49230DX高精度检波器30DX 是基于传统经典引线簧结构设计的一种高性能地震检波器。
专利技术高性能稀土永磁材料、均匀强间隙磁场设计保证了检波器的低失真特征。
优良的弹簧片设计增强了弹簧片的机械性能和线性工作范围。
精细的结构设计、精密的制造工艺保证各项参数一致性和可靠性。
30DX 比常规地震检波器具有更好的各项电气参数一致性，其基本电气技术参数与20DX-10Hz完全兼容，可用于各种地表条件的地球物理勘探和工程勘察。
技术参数：493物探装备BPS声学二次定位系统该系统是专门为海底电缆或海底拖曳电缆的地震采集系统工作而设计的声学二次定位系统。
通过利用超短基线、多节点发射应答器网络技术设计，用先进的数字信号处理技术使系统的定位精度可达到1~2m，优于传统 “直达波”技术的定位精度。
此系统在海洋地震勘探施工中，能够提高生产效率。
系统由四部分组成：主控制器（MCU）、换能器（Transducer）、编程器（Programmer）、应答器（Transponder）。
应答器采用独特的编码技术，具备电池电压自动检测功能。
可选用更长使用寿命的锂电池组代替标准的碱性电池组。
主控制单元（MCU）包括数据采集系统、数据处理系统和声学换能器。
声学换能器按照主控制单元发出的指令，激励海底应答器，同时从GPS获取信息，经实时处理得出海底信标的绝对定位。
性能特点：系统可支持4000个测量点适用范围：水深200m，测距最大距离500m 定位精度：≤ 1m 最高船速：5节换能器指向性：全指向性最大配接电缆：60m重复周期可设定，周期1.0～2.0s（间隔0.1s）交、直流供电，运行于586以上的PC平台，Windows操作系统环境要求：存储温度 -40℃～70℃；工作温度 -20℃～+40℃技术参数：494DBSL系列双检检波器DBSL 双检检波器集成了性能优越的速度型检波器和 db-350 深水压电检波器的特性。
合理的结构设计和可靠的制造工艺使得DBSL系列双检检波器具有良好的工作稳定性和防水性能；独特的电器连接将检波器内部机械噪音降到最低。
压电加速度地震检波器技术研究
应 特 性 。对 目前 压 电检 波 器 的 研 制 及 使 用 具 有 一 定 的参 考 意 义 。
关 键 词 ： 速 度 ； 率 响应 ； 震 检 波 器 加 频 地
中 图分 类 号 ： ３ ５ ３ Ｐ １． 文 献标 识 码 ： Ｂ
Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｉａ ｓ ａ ｃ ｆＰｉｚ ｅ ｅ ｔ ｉ ｃ ｌｒ ｔｏ ｅ ｐｈ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｃ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｏ ｌｃ ｒｃ Ａｃ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ Ｇ ｏ ｏ ｅ
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感 器基 座与试 件 刚性地 固定 在一 起 。当传 感 器受 振
’￡ ＋ 挈＋ 一ｏ ａ ￡ 。 ｄ。 …
［ 稿 日期］ ２ ０ 一Ｏ —２ 收 ０８ ５ ３ ［ 金 项 目］ 国家 ９ ３项 目（ ０ ７ Ｂ ０ ６ ３ 资 助 。 资 ７ ２ ０ Ｃ ２ ９０ ） ［ 者 简 介］ 曹 磊 （９ ２ ， ， 林 大 学 地 球 探 测 科 学 与 技 术 学 院 研 究 生 ， 业 方 向 ： 用 地 球 物 理 。 作 １８ 一） 男 吉 专 应
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂｅ ｎ ｎ ｔ ｈｅｓ ｒ ｃ ｕ ｅｏｆｐｉｚ ｌｃ ｒｃｔ ｔ ｃ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｇｉ ｎｉ ｇ ｗｉｈ ｔ ｔ ｕ ｔ ｒ ｅ ｏｅ ｅ ｔ ｉｉｙ ｄｅ ｅ ｔ ｒ，ｔ ｓ ｐ ｐｅ ｎ ｒ ｕｃ ｓｔ ｔ ｕｃ ｈｉ ａ ｒｉ ｔ ｏｄ ｅ ｈｅ ｓ ｒ — ｔ ｒ ｎｄ ｕ ｅ ａ ｗｏｒ ｎｇ ｐ ｉ ｃｐｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｄ ｍａ ｓ ａ ｓ ｓ ｅ ｔｃ ｅ ｏ ｉｉ ｆ ｉｓ ｆ ｅ ｕ ｎｃ ｅ ｐ ｓ ｋｉ ｒ ｎ ｉ ｅ ｆ ｉ ， ｎ ｋｅ ｙ ｔ ｍａ ｉ ｘｐ ｓ ｔｏｎ ｏ ｔ ｒ ｑ ｅ ｙ ｒ ｓ ｏｎ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ． ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ Ａｌ ｏ ｈｅ ｈａ ｅ ａ ｎｓ ｒ ｔｖ ｆｅ ｔ ｏ ｈｅ ｃ ｒ ｅ ｔ ｄｉｓ ｏｆｔ ｅ ｐ ｅ ｏ ｌ ｃ ｒｃｔ ｌ ｆｔ ｍ ｖ ｎ ｉ ｔ ｕｃ ｉ ｅ ｅ ｆ ｃ ｎ ｔ ｕ ｒ ｎｔ ｓ ｕ ｅ ｈ ｉ ｚ ｅ ｅ ｔ ｉ ｉｙ