[发明专利]速度和加速度双参数数字地震检波器

说明书

技术领域

本发明涉及地震检波器，特别是涉及一种速度和加速度双参数数字地震检波器。

技术背景

地震勘探法目前仍然是在陆地和海洋勘探石油和天然气的主要手段，同时也是其他矿产资源的重要勘探方法，并广泛应用于研究地球内部结构、工程勘探和检测、地质灾害预测等等方面。地震勘探中用来直接拾取地震振动，并将振动转换为符合仪器记录系统需要的能量形式的仪器，称为地震检波器。地震检波器按使用环境可以分为陆上检波器、沼泽检波器、海上检波器和井下检波器等；按工作原理可以分为电磁感应式(动圈式)检波器、压电检波器、光纤检波器和MEMS检波器等；按输出信号的物理量可以分为速度检波器、加速度检波器等；按输出信号的类型可以分为模拟检波器和数字检波器。地震检波器的指标决定了地震勘探仪器的主要技术指标。

目前国内外使用最多的是动圈式地震检波器，这种检波器已经有50年的发展历史，重量从最初的几千克级发展到目前的几十克级，在地震勘探中得到了广泛使用。但由于其固有的机械特征，这种检波器灵敏度低、动态范围小(60dB左右)、频带窄(10～200Hz)、抗干扰能力差、质量和体积都较大，而目前的地震仪器已经达到了120dB的动态范围，所以不能充分发挥地震仪器的作用。但由于没有合适的替代产品，依然是目前使用最广的地震检波器。

与常规模拟动圈式检波器相比，数字MEMS检波器具有重量轻、频带宽、动态范围大、畸变小、抗干扰能力强等优点，有可能替代目前使用最广的模拟动圈式检波器。MEMS数字检波器特别适用于单检波器高密度采集技术。

动圈式地震检波器是典型的速度检波器、而MEMS检波器是典型的加速度检波器。

目前国际上还没有速度和加速度双参数数字地震检波器及类似的产品，速度和加速度双参数数字地震检波器对于更加精细地研究地震波的传播特性、提高勘探精度具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种速度和加速度双参数数字地震检波器。该检波器能够更加精细地研究地震波的传播特性、提高勘探精度。

为实现上述目的，本发明速度和加速度双参数数字地震检波器VAG是把MEMS加速度传感器和动圈式速度检波器结合成一体，成为一个可以同时采集同一个接收点的速度和加速度二个物理量的数字检波器(采集站)。其具有对同一个接收点进行速度和加速度二个参数的信号采集和接收功能，可以使得后续数据处理和分析在速度和加速度二个描述同一个接收点位移的不同物理量领域进行，并进行对比分析，能够更加精细地研究地震波的传播特性、提高勘探精度的优点。

作为优化，本发明速度和加速度双参数数字地震检波器VAG(Velocity&AccelerationGeophone)(参见图1)由七大单元组成：微机电系统地震传感器MEMS Sensor(MicroElectroMechanical Systems Sensor)、动圈式检波器CG(Coiling Geophone)、弱信号检测及反馈电路ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、数字化单元ADU(Analogto Digital Unit)、控制电路CM(Control Module)、数据通信单元CI(Communication Interface)和供电电路PM(Power Module)；所述微机电系统地震传感器MEMS Sensor为典型的加速度传感器，它和和弱信号检测及反馈电路ASIC完成了加速度的接收和数字化功能；所述动圈式检波器CG为典型的加速度传感器，它和数字化单元ADU完成了速度的接收和数字化功能；所述数据通信单元CI提供了与地震仪器主机系统的数据通信功能；所述控制电路CM为嵌入式CPU，控制弱信号检测及反馈电路ASIC、数字化单元ADU、数据通信单元CI和供电电路PM。供电电路PM为其它电路和器件提供电源支持。

作为优化，具有对同一个接收点进行速度和加速度二个参数的信号采集和接收的功能，可以使得后续数据处理和分析在速度和加速度二个描述同一个接收点位移的不同物理量领域进行，并进行对比分析。