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地震檢波器的發展
地震檢波器的發展

地震檢波器是一種將機械振動轉換為電信號的機電轉換裝置, 是應用于地質勘探及工程測量領域的專用傳感器。它主要分為速度型、加速度型和壓電型三種。壓電型檢波器主要用于水域及海洋的地震勘探; 速度型和加速度型檢波器主要用于陸地上的地震勘探。近年來人們通過不斷的實踐, 已逐步認識到地震檢波器的性能已成為制約高分辨率地震數據采集發展的瓶頸。

 我國地震檢波器的進展
1 . 地震檢波器的類型國內生產的地震檢波器, 從勘探方法上可以分為: 縱波檢波器和橫波檢波器。就品種而言, 不僅有用于接收縱波、橫波的檢波器, 還有沼澤檢波器、渦流檢波器、三分量檢波器和壓電晶體檢波器。以自然頻率分類, 有低頻、中頻和高頻檢波器, 頻率范圍有4S Hz、S HZ、10 HZ、14 HZ、2 8 Hz、3 5 Hz、3 8 凡、4()Hz、印Iz、SO Hz、lo HZ 等各種不同自然頻率的檢波器, 并已實現系列化, 基本上滿足了國內地震勘探的需要。

2. 速度型檢波器的進展80年代后期, 石油勘探儀器總廠和石油天然氣總公司物探局儀器總廠先后引進荷蘭SEN SOR公司的SM 一4 系列和美國G E OSPA CE 的G S 一20 D X系列數字地震檢波器的技術和設備, 經過消化吸收及改進, 推進了我國地震檢波器的發展, 把國內地震檢波器的生產提高到一個新的臺階。到目前為止,兩家分別生產的SN4 和JF 一20 D X 系列檢波器在國內占據了大部分的市場, 并出口到國外。以ro HZ為例其主要技術指標見表1 所示川。表1 SN4 和JF 一20 Dx 主要技術指標(20 ℃ )。

90年代為適應高分辨率勘探的要求, 石油勘探儀器總廠研制成功了達到同類產品國際先進水平的“ SN7 C 系列超級檢波器” , 它具有以下特點:

l) 各項常規技術指標允差均為土2.5 % ;

2) 具有l (X ) Hz 的寬頻帶;

3) 超過30 Hz 的典型假頻, 適用于l ms 采樣;

4 ) 失真系數小于0.1% 。

3.加速度型檢波器的進展

由于加速度檢波器的輸出信號與振動激勵信號的加速度成正比, 因而具有隨著振動頻率的升高檢波器的輸出也隨著增高的特點。速度型與加速度型檢波器的輸出特性如圖l 所示。

  由上圖可以看出, 在。> 。。的頻段, 速度型檢波器的幅頻特性是水平的, 而加速度型檢波器的開路電壓幅頻特性按6 dB / oc t 增加, 故可以對大地和對高頻信號的吸收起到一定的補償作用; 在ω> ω。的頻段, 速度型檢波器按12 d B / oc t 衰減, 而加速度型檢波器按18 d B/ oc t 衰減, 故低切濾波效果好。

 國外地震檢波器的進展

   從80 年代以來, 國外生產地震檢波器的專業廠家主要有: 荷蘭的SE NS OR 公司, 美國的G EO SPACE 、G E O SOUR CE 、M AR K 、Ln 兀D N 、W E Sr E RNC EO PHYSI以L 公司, 日本的0 Y0 公司等。根據掌握的資料, 目前國外地震檢波器生產的專業廠家經過多年的市場兼并、改組, 現僅為三個公司所壟斷,即F O 公司下的原SE Nso R 公司、MA R K 公司、日本OYO 公司下的原GE O SPE ACE 公司。SEN so R 公司生產的SM 一4 檢波器和GE OS PE ACE 公司生產的GS 一20 D X 檢波器從80 年代中后期到現在仍占據了一定的市場。19 93 年, 荷蘭SE Nso R 公司******推出了與24 位遙測地震儀相配套的超級檢波器SM 一4 HS ( su pe 甲ho ne ) , 參數允差從土5 % 縮小為士2.5 % , 失真系數由0.2 % 降低為0. 1% 以下, 但其假頻只有18 0 Hz。
1994 年,SEN SOR 公司又推出了低失真、高假頻SM 一2 4 超級地震檢波器, 假頻指標已由SM 一4HS的1 80 H z 提高到2 4 0 Hz, 參數允差士2.5 % , 失真< 0.1% , 是國際物探市場最早推向市場的真正的滿足24 位數字地震儀的超級檢波器。1993 年后, 美國西方地球物理公司(W E STE RNG E O PHY SICA L) 推出的10 18 型檢波器, 雖然假頻已提高30 Hz, 失真已降低為0.12% , 但參數允差仍為士5 %。
   日本的OYO 公司推出了GS 一30 CT 超級檢波器, 各項允差均為土2 % , 失真< 0.12 % , 但假頻指標僅為160Hz。隨后, 又推出了GS 一32 Cr 超級檢波器。

   美國MA R K 公司為滿足國際物探市場需要, 也積極開發超級檢波器,1995 年在SE G 雜志上宣布推出了一種低失真的MA R KZ 超級檢波器, 各項指標允差士2.5 % , 開路渦流阻尼為68 % 士2.5% 。為減少失真, 采用了一種獨特線架結構, 磁鋼選用航天航空工業常用的高矯頑力、高剩磁、低溫度系數的杉鉆磁鋼, 失真系數達到典型值< 0.02 % ,0 一20 ℃ ******失真< 0.05 % , 假頻達到25 0 HZ, 是代表目前國際先進水平的最新一代超級檢波器。該檢波器現已在美國歐洲專利局, 澳大利亞的國際知識產權(PCT )組織申報了專利并得到了批準, 在代:T 組織中申報的專利(專利號W0 9 60 2 8 53 即印2 0 1 W O AK ) 中涉及5個國家(其中包括中國)和35 個地區。國外超級檢波器的技術指標見表3 。

 

1999 年6 月在第四屆國際地質技術機械儀器展覽會上,MAR K 公司推出了一種新型的微型檢波器, 其具有體積小、重量輕、失真系數小等特點, 目前還未見到其技術指標。

 

結束語
  

當前, 我國各油田都在進行高分辨率地震勘探。高分辨率地震勘探是一個系統工程, 對地震檢波器的性能也提出了更高的要求。
1、應該研制新型檢波器, 使它具有更高的高頻提升能力, 并要求檢波器的高截頻和假頻遠高于所要求通頻帶的******頻率。

2. 為滿足三維地震勘探的需要, 應研制與地表藕合性能良好的三分量檢波器。
3.研制具有較低失真系數和更高假頻(Spuri ou s阮q u enc y)的高精度超級檢波器。
4. 提高檢波器的抗干擾能力。
5.檢波器的體積應向小型化方向發展。
    目前我國的地震檢波器技術水平基本上達到國際先進水平, 但在產品的穩定性等方面仍有一定的差距。我們應積極努力, 力爭使我國的地震檢波器處于************水平, 為石油工業的發展做出貢獻
  

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