[发明专利]基于GPS的地表地下微地震监控时钟同步系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及地震监控领域，具体为基于GPS的地表地下微地震监控时钟同步系统及方法。

背景技术

传统的微震监测系统依据布设位置的不同可分为地表的微震监测系统和地下的微震监测系统，例如，现有技术一种微地震压裂监测系统（CN201520035657.1），包括地震传感器、地震记录仪和数据反演处理器，地震传感器包括多个以阵列形式安装于井中或土地地表中的检波器，以探测和测量微地震活动信号，并传送，地震记录仪接收微地震活动信号，并将其转换为数字信号后传到数据反演处理器，数据反演处理器根据微地震活动数字信号进行反演，以对微地震事件自动扫描及定位，从而实时描述压裂微地震活动规模及压裂裂缝的高度、长度和方位角；本技术能够在低渗透油气藏压裂改造过程中现场实时有效地监测压裂微地震活动规模，细致而有效地刻画压裂裂缝几何参数，评压裂改造效果，指导压裂施工，适用于页岩气、致密油气压裂微地震监测。

另现有技术微地震监测系统（CN201120006477.2），包括三分量地震传感器和加速度检波器、中央处理电脑和地震记录器，其中三分量地震传感器和加速度检波器为多数个以阵列的形式安装与地下或土地表面，用于探测和测量微震活动信号，并将检测到的微地震信号传至地震记录器，地震记录器，接收三分量地震传感器和加速度检波器传送的微地震信号，并转换为数字信号后传到中央处理电脑，中央处理电脑，根据数字信号对微地震活动自动定位和作图，提供一个交互的三维可视化地震规模和地点。

现有技术的微地震监测系统布设有两种方案，一种是监测系统布设在地表，另一种是监测系统布设在地下，两种方案有各自的时钟同步方案，地表的微震监测系统使用GPS授时方式保证各监测设备间的时钟同步，地下的微震监测系统使用自带的时钟设备实现各设备间的时钟同步，由于地表和地下的监测设备使用不同的时钟源，故当同时布设地表和地下的微震系统长期实现立体化监测时，两种时钟会存在误差，无法实现监测。

发明内容

有鉴于此，本发明提供基于GPS的地表地下微地震监控时钟同步系统及方法，用于解决同时在地表和地下布设微震测试系统时，地面设备和地下设备时钟无法同步的问题，从而为全方位立体的微震监测提供时基保证。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于GPS的地表地下微地震监控时钟同步系统，包括地表数据采集仪，地下数据采集仪，GPS时钟接收设备，GPS信号接收天线，时钟源设备，光纤传输模块和光信号解调设备；所述地表数据采集仪、GPS时钟接收设备、GPS信号接收天线和时钟源设置设置在地表上，所述地下数据采集仪、光纤传输模块和光信号解调设备设置在地下。

所述地表数据采集仪和地下数据采集仪设置有多个。

基于GPS的地表地下微地震监控时钟同步方法，包括：

设置在地表上的地表数据采集仪使用GPS时钟接收设备接收时钟信号，并使用设备时基；

在地表架设GPS信号接收天线，GPS信号接收天线将接收的信号送入时钟源设备，时钟源设备将接收的GPS时钟信号转换为时间报文，以光信号形式输出；

光信号通过光纤传输模块传输到底下的光信号解调设备，设备输出电信号的时间报文到地下数据采集仪，从而实现布设在地表和地下的微震监测设备使用同一时钟源（即GPS时间），达到个设备间的时钟同步。

本发明的有益效果是：

本发明解决地表和地下同时布设的微震监测设备间的时钟同步问题，保证数据采集的质量；提高微震监测的数据质量，从而提升微震监测的定位精度；本发明实现了地表和地下的微震监测设备使用同一时钟源，将原先的两种时间基准整合为一个，实现了各监测设备间时钟的微秒级同步。

附图说明

图1为本发明的基于GPS的地表地下微地震监控时钟同步系统结构示意图；

图2为本发明的基于GPS的地表地下微地震监控时钟同步方法的流程示意图。

具体实施方式

根据本发明的第一方面，提供基于GPS的地表地下微地震监控时钟同步系统，包括地表数据采集仪，地下数据采集仪，GPS时钟接收设备，GPS信号接收天线，时钟源设备，光纤传输模块和光信号解调设备；所述地表数据采集仪、GPS时钟接收设备、GPS信号接收天线和时钟源设置设置在地表上，所述地下数据采集仪、光纤传输模块和光信号解调设备设置在地下。

所述地表数据采集仪和地下数据采集仪设置有多个。

根据本发明的第二方面，提供基于GPS的地表地下微地震监控时钟同步方法，包括：