[实用新型]一种存储式地面微地震监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种存储式地面微地震监测系统，属于微地震裂缝监测技术领域。

背景技术

微地震监测方法广泛应用于矿山监测、油田压裂监测等导致岩石破裂而产生声发射信号的生产活动中。ZL201010535471.4公开了一种微地震裂缝监测系统和方法：将监测仪器布置在施工井周围，记录压裂产生的微震波初至时差，形成一系列方程组，求解这些方程组，就可确定微震震源（微震点），进而给出裂缝的方位、长度、高度等参数。监测仪器包括若干（≥5）监测分站、监测主站和人机界面。布设分站参考模拟压裂设定的范围，按照各站的顺序连线把被监测区包围起来，同时根据地形、地貌作相应调整，分站之间间距大于100米，用高精度GPS测量井口及各分站坐标，从而获得各分站相对井口的位移，每个监测分站距井口（监测中心）的距离介于100～1000米之间，监测主站位于监测中心附近，通过数据线与人机界面连接。在监测压裂裂缝时，分站采集岩石破裂前缘发出的微地震波，通过无线传输方式发送给主站，主站接收信号后通过数据线输送到人机界面记录并分析运算。微地震信号的采集、记录及运算在整个监测过程中均是实时的，数据必须通过主站现场通过无线通讯完成接收，且连续监测。当监测区域位于平原开阔地时，无线传输受传播介质影响引入少量噪声，精度略微下降，当监测分站附近有高压电场、高大障碍物等情况时，无线信号受到干扰较强，严重时无法进行信息收发，尤其在山区条件下的监测，分站和主站之间的通信常被岩石阻断，有效微地震事件传递过少，导致监测结果严重失真，监测结果不可靠。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术中存在的监测系统需要若干分站并建设主站，投入成本高；微地震信号在无线传输过程中受山地环境及电磁场、传播介质等外界因素影响造成信号失真，导致监测结果精度较低等问题，提供一种存储式地面微地震监测系统。

本实用新型目的是这样实现的：

一种存储式地面微地震监测系统由若干个监测分站和拾震器组成，其中拾震器包括传感器和信号滤波器，监测分站包括程控放大器、模数转换器、数字滤波器、CPU模块、GPS模块、存储模块。拾震器的传感器、信号滤波器和监测分站的程控放大器、模数转换器、数字滤波器、CPU模块依次连接，监测分站的CPU模块分别和GPS模块、存储模块连接。

本实用新型的有益效果是：系统仅使用若干监测分站，降低投资成本；监测分站内置存储模块和GPS模块，具有现场独立记录并存储的功能，避免无线传输中受高压电场、磁场、山区高大障碍物等影响，监测结束后通过USB接口导入人机界面进行分析解释，从而实现较高信号采样精度和分辨率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种存储式地面微地震监测系统，由若干个监测分站和拾震器组成，其中拾震器由传感器1与信号滤波器2连接而成，监测分站包括程控放大器3、模数转换器4、数字滤波器5、CPU模块6、GPS模块7、存储模块8，拾震器的信号滤波器2与监测分站的程控放大器3、模数转换器4、数字滤波器5、CPU模块6依次连接，监测分站的CPU模块6分别与GPS模块7、存储模块8连接。

所述的传感器1选择型号为TS-5Y，直接与信号滤波器2连接，用于接收微地震信号，并将其转换成模拟电信号。

所述信号滤波器2选择型号为BP-L10H250，通过USB通信接口与监测分站的程控放大器3连接，用于滤去模拟电信号中的噪声，保留有效的模拟电信号。

所述程控放大器3选择型号为CA-101K，直接与模数转换器4连接，用于将模拟电信号的增益扩大，从而提高模拟电信号的辨识度。

所述模数转换器4选择型号为AD24，直接与数字滤波器5连接，用于将模拟电信号转换成数字信号。

所述数字滤波器5选择型号为CLF792CBA，直接与CPU模块6连接，用于对数字信号进行运算处理，形成串行数据。

所述CPU模块6选择型号为CC-A9，分别与GPS模块7和存储模块8连接，用于实现数字串行数据和GPS信息的拟合。

GPS模块7直接与CPU模块6连接，用于接收卫星同步时间和定位信息。

存储模块8直接与CPU模块6连接，用于存储拟合后的数字信号。

在监测压裂裂缝前，以压裂井为中心，在压裂井四周布设若干个监测分站和拾震器，并打开监测分站和拾震器；开始压裂时，拾震器的传感器1接收地下岩石微破裂前缘发出的微地震信号，并将其转换成模拟电信号，经滤波器2提取有效模拟电信号后，传输至监测分站的程控放大器3，经程控放大器3放大增益后，由模数转换器4转换成数字信号，并传输至数字滤波器5，经数字滤波器5处理，形成串行数据传送至CPU模块6，GPS模块7与CPU模块6相连接，接收卫星同步时间和定位信息，CPU模块6再将串行数据、卫星同步时间和定位信息拟合形成新的数字信息串行数据，压缩处理并实时传送至监测分站的存储模块8；压裂裂缝监测完成后，将各个监测分站的存储模块8内的压缩数据拷贝到计算机上进行解压缩，然后通过内置分析模块计算得出裂缝分布的缝长、缝高、方位等参数，并形成裂缝延展的三维模拟图形，避免通过无线传输数据导致信号缺失或者失真。