[发明专利]一种全数字三分量VSP系统及其测量方法

权利要求书

1.一种全数字三分量VSP系统，其特征在于：包括设置在井下的首尾依次相联的数字探管、设置在井上的数据采集站、控制主机、以及蓄电池；

所述数字探管由三分量MEMS检波器、模拟信号处理单元、模数转换单元、主控模块、RS485地址自适应通信模块以及电机驱动单元组成，其中三分量MEMS检波器用于拾取地震信号，经模拟信号处理单元处理、再经模数转换单元转换成数字信号后，暂存到主控模块，经打包封装后通过RS485地址自适应通信模块上传至数据采集站，所述电机驱动单元连接推靠臂，用于推靠数字探管紧贴井壁；

所述数据采集站由第一控制器、RS485通信模块、以太网通信模块、电源转换模块、控制存储单元、扩展USB接口、GPS通信接口和外部中断触发电路组成，其中RS485通信模块和以太网通信模块分别用于其与数字探管和控制主机进行通信，电源转换模块将12V蓄电池电压进行升压、降压以及降噪处理，为数字探管和数据采集站提供电源，控制存储单元负责RS485与以太网的通信协议转换，并暂存数字探管和控制主机间的指令和数据，扩展USB接口用作数据采集站和控制主机间的备用通信接口，GPS通信接口用于连接GPS授时模块，可获取井口的GPS坐标和时间，外部中断触发电路用于获取外部震源产生的同步触发信号；

所述控制主机运行网络数据采集控制应用程序，实现对整个系统的状态监测、指令控制、数据显示、处理及存储功能。

2.根据权利要求1所述的全数字三分量VSP系统，其特征在于：数字探管和数据采集站间设有绞车，二者通过四芯铠装电缆进行连接，所述四芯铠装电缆由绞车进行下放和回收，绞车上集成有测量数字探管下放深度的光码盘。

3.根据权利要求1所述的全数字三分量VSP系统，其特征在于：数字探管中，所述模拟信号处理单元包括串联的多路模拟切换电路、同向跟随器、抗混叠滤波电路和单端转差分电路，所述模数转换单元为A/D转换器，所述主控模块为自带存储器的第二控制器，第二控制器还与RS485地址自适应通信模块相连；其中，信号经三分量MEMS检波器拾取后，送入多路模拟切换电路，经同向跟随器和抗混叠滤波器以及单端转差分电路，调理为适合A/D转换器工作的差分模拟信号后，由A/D转换器转换为数字信号。

4.根据权利要求3所述的全数字三分量VSP系统，其特征在于：多路模拟切换电路还连接到由内部DAC组成的标准信号发生器，用于对电路系统性能进行在线检测。

5.根据权利要求3所述的全数字三分量VSP系统，其特征在于：第二控制器还与姿态检测电路相连，用于在线获取三分量MEMS检波器的具体姿态信息，包括用于测量三分量MEMS检波器某一轴向方向的电子罗盘、测量地球重力加速度在三个轴向分量的三轴加速度传感器、测量各个轴向角速度的三轴陀螺仪。

6.根据权利要求1所述的全数字三分量VSP系统，其特征在于：外部中断触发电路与外部震源电器设备连接，外部震源为人工重锤激发或放炮激发，当产生震动时，其电器设备将产生高频脉冲，由外部中断触发电路接受并产生同步采集信号。