[发明专利]一种地面微震动数据采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油工程中油井压裂技术监测领域的一种地面微震动数据采集装置。

背景技术

石油工程中，油井压裂技术监测主要用来确定压裂源位置，并进一步确定压裂裂缝的分布情况，包括裂缝的方位、长度、高度以及地应力的分布模拟情况。油井压裂技术监测分为油井中监测和地面监测，油井中监测对监测设备要求较高，工程实施起来技术要求高，难度大，主要应用在国外的油井压裂监测中。油井压裂的地面监测主要是地面微震动监测，是近些年来兴起的一种新的监测方法，这种方法目前纯在的问题主要是环境噪声影响较大，微震动信号同步采集不一致，传感器长距离信号传输衰减较大，造成相关监测点失去数据对比的相关性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点：提供一种地面微震动数据采集装置，减少环境噪声对有效信号的干扰，提供精确地同步采集信号，减少模拟信号长线传输的衰减，增加测试数据的有效、真实、安全、可靠。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种地面微震动数据采集装置，其包括震动传感器、电源电路、中央处理控制器、信号采集电路、数字信号无线传输电路、时钟同步电路，震动传感器接收到的震动信号传输至信号采集电路，所述信号采集电路在时钟同步电路控制下向中央处理控制器发送信号，中央处理控制器在时钟同步电路控制下将处理后的信号同步发送至数字信号无线传输电路。

按以上方案，所述信号采集电路包括信号采集滤波模块、FPG程控放大检波模块，信号采集滤波模块在时钟同步电路控制下将从震动传感器接收到的震动信号进行采集滤波后送至FPG程控放大检波模块，再由FPG程控放大检波模块送至中央处理控制器。

对比现有技术，本发明的有益特点为：通过信号的同步采集、处理、无线传输，增加测试数据的有效、真实、安全、可靠，本发明便于现场测试、抗干扰、特性好、信噪比高、灵敏度高。

附图说明

图1为本发明实施例的组成功能框图；

图2为本发明实施例的震动信号滤波增益部分电路图；

图3为本发明实施例的信号驱动采集电路模块的核心器件大规模逻辑器件EPM240T100C5示意图；

图4为发明实施例的中央处理控制器--单片机内程序流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明一种地面微震动数据采集装置，其包括震动传感器、电源电路、中央处理控制器、信号采集电路、数字信号无线传输电路、时钟同步电路，震动传感器接收到的震动信号传输至信号采集电路，所述信号采集电路在时钟同步电路控制下向中央处理控制器发送信号，中央处理控制器在时钟同步电路控制下将处理后的信号同步发送至数字信号无线传输电路。

具体的，信号采集电路包括信号采集滤波模块、FPG程控放大检波模块，信号采集滤波模块在时钟同步电路控制下将从震动传感器接收到的震动信号进行采集滤波后送至FPG程控放大检波模块，再由FPG程控放大检波模块送至中央处理控制器。

具体的，该装置属于地面微震动数据采集处理系统的前端部分，用于现场数据的采集和数据整理传输。其包括有一个金属壳体、一个震动传感器芯体，震动传感器芯体放置在壳体中，壳体中设置有电路模块，所述电路模块包括电源电路、中央处理控制器、信号采集电路、数字信号无线传输电路，时钟同步电路，可以根据实际的震动信号大小，调整增益和滤波系数，根据事先采集的背景噪音，采集到有效地微震动信号。

具体的，信号采集电路模块、信号处理显示电路模块、数字信号无线传输电路，时钟同步电路与中央处理控制器的相应数字信号端和中央处理控制器控制脚相连接。

具体的，中央处理控制器可以在上位机命令下，可以控制信号的采集和传输。

优选的，中央处理控制器，采用Intel8051。

具体的，数据通过无线连接方式传输到上位机。

如图1所示，经中央控制器控制的时钟同步信号发出采集开始信号后，震动信号首先进入信号采集电路进行数字化处理（在同步时钟信号控制下，震动信号首先被采集滤波，然后经过动态程控增益电路放大检波），转换为数字信号，中央处理控制器读取并传输到无线传输电路，无线传输电路将数字化后的震动信号发送到上位机。

图2所示为本发明实施例的震动信号滤波增益部分电路图；

图3所示为信号驱动采集电路模块的核心器件大规模逻辑器件EPM240T100C5,该逻辑器件可以经过用户编程后定义不同的功能控制块，来完成本模块的的整体功能。