[发明专利]井中光纤时频电磁和四分量地震数据采集装置及方法

权利要求书

1.一种阵列式井中三分量光纤时频电磁和四分量光纤地震数据采集装置，包括：地面大功率电磁脉冲发射源(1)、地面人工震源(4)和井中光纤电磁和光纤地震信号接收采集装置(6)，所述井中光纤电磁和光纤地震信号接收采集装置(6)通过铠装光纤缆(12)与地面上的仪器车(5)连接，所述连接仪器车(5)的铠装光纤缆(12)控制井中光纤电磁和光纤地震信号接收采集装置(6)在井中的深度位置，其特征在于，

所述地面人工震源(4)向地面以下激发地震波，地面大功率电磁脉冲发射源包括大功率电磁脉冲发射控制装置(1)和发射天线(2)，所述大功率脉冲发射控制装置(1)向发射天线(2)提供大功率脉冲激励电流(3)；

所述井中阵列式光纤电磁和光纤地震信号接收采集装置(6)包括若干数据采集短节(11)、以及安装于数据采集短节(11)中的三分量光纤磁场传感器(7)、三分量光纤电场传感器(8)、四分量光纤地震信号传感单元(9)、三分量光纤姿态传感器(10)；阵列式布设的数据采集短节之间通过铠装光纤缆(12)相连接；

数据采集短节(11)中，三分量光纤电场传感器(8)安置于数据采集短节(11)的上端，三分量光纤磁场传感器(7)安置于数据采集短节(11)的下端，所述四分量光纤地震信号传感单元(9)安装在数据采集短接(11)的中部，紧挨着四分量光纤地震信号传感单元(9)安装一个三分量光纤姿态传感器(10)。

2.根据权利要求1所述的一种阵列式井中三分量光纤时频电磁和四分量光纤地震数据采集装置，其特征在于，所述阵列中相邻两个三分量光纤磁场传感器(7)之间的距离为10m，阵列中相邻两个三分量光纤电场传感器(8)之间的距离为10m。

3.根据权利要求2所述的一种阵列式井中三分量光纤时频电磁和四分量光纤地震数据采集装置，其特征在于，所述三分量光纤磁场传感器为三个相互正交的采用法拉第效应的光纤磁场传感器或采用磁致伸缩效应的光纤磁场传感器组成。

4.根据权利要求2所述的一种阵列式井中三分量光纤时频电磁和四分量光纤地震数据采集装置，其特征在于，所述三分量光纤电场传感器为三个相互正交的采用电致光吸收效应的光纤电场传感器或采用压电弹光效应的光纤电场传感器组成。

5.根据权利要求2所述的一种阵列式井中三分量光纤时频电磁和四分量光纤地震数据采集装置，其特征在于，所述四分量光纤地震信号传感单元由包括三分量光纤检波器和光纤水听器组成的四分量光纤矢量水听器基元，单矢量探测基元采用了三轴分立式结构。

6.根据权利要求1所述的一种阵列式井中三分量光纤时频电磁和四分量光纤地震数据采集装置，其特征在于，所述发射天线(2)为：以井眼为中心的两条相互正交接地长导线、沿井眼径向方向布设的接地长导线、以井眼为中心的方形大回线线圈、以井眼为中心的圆形大回线线圈中的一种；

若发射天线(2)为以井眼为中心的两条相互正交接地长导线，或为沿井眼径向方向布设的接地长导线，则通过接地长导线两端的接地电极将大功率脉冲激励电流(3)直接馈入地中；

若发射天线(2)为以井眼为中心的方形大回线线圈或以井眼为中心的圆形大回线线圈；则通过将大功率脉冲激励电流(3)接入方形大回线线圈或圆形大回线线圈激励电磁场。