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地震检波器的发展
地震检波器的发展

地震检波器是一种将机械振动转换为电信号的机电转换装置, 是应用于地质勘探及工程测量领域的专用传感器。它主要分为速度型、加速度型和压电型三种。压电型检波器主要用于水域及海洋的地震勘探; 速度型和加速度型检波器主要用于陆地上的地震勘探。近年来人们通过不断的实践, 已逐步认识到地震检波器的性能已成为制约高分辨率地震数据采集发展的瓶颈。

 我国地震检波器的进展
1 . 地震检波器的类型国内生产的地震检波器, 从勘探方法上可以分为: 纵波检波器和横波检波器。就品种而言, 不仅有用于接收纵波、横波的检波器, 还有沼泽检波器、涡流检波器、三分量检波器和压电晶体检波器。以自然频率分类, 有低频、中频和高频检波器, 频率范围有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 等各种不同自然频率的检波器, 并已实现系列化, 基本上满足了国内地震勘探的需要。

2. 速度型检波器的进展80年代后期, 石油勘探仪器总厂和石油天然气总公司物探局仪器总厂先后引进荷兰SEN SOR公司的SM 一4 系列和美国G E OSPA CE 的G S 一20 D X系列数字地震检波器的技术和设备, 经过消化吸收及改进, 推进了我国地震检波器的发展, 把国内地震检波器的生产提高到一个新的台阶。到目前为止,两家分别生产的SN4 和JF 一20 D X 系列检波器在国内占据了大部分的市场, 并出口到国外。以ro HZ为例其主要技术指标见表1 所示川。表1 SN4 和JF 一20 Dx 主要技术指标(20 ℃ )。

90年代为适应高分辨率勘探的要求, 石油勘探仪器总厂研制成功了达到同类产品国际先进水平的“ SN7 C 系列超级检波器” , 它具有以下特点:

l) 各项常规技术指标允差均为土2.5 % ;

2) 具有l (X ) Hz 的宽频带;

3) 超过30 Hz 的典型假频, 适用于l ms 采样;

4 ) 失真系数小于0.1% 。

3.加速度型检波器的进展

由于加速度检波器的输出信号与振动激励信号的加速度成正比, 因而具有随着振动频率的升高检波器的输出也随着增高的特点。速度型与加速度型检波器的输出特性如图l 所示。

  由上图可以看出, 在。> 。。的频段, 速度型检波器的幅频特性是水平的, 而加速度型检波器的开路电压幅频特性按6 dB / oc t 增加, 故可以对大地和对高频信号的吸收起到一定的补偿作用; 在ω> ω。的频段, 速度型检波器按12 d B / oc t 衰减, 而加速度型检波器按18 d B/ oc t 衰减, 故低切滤波效果好。

 国外地震检波器的进展

   从80 年代以来, 国外生产地震检波器的专业厂家主要有: 荷兰的SE NS OR 公司, 美国的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。根据掌握的资料, 目前国外地震检波器生产的专业厂家经过多年的市场兼并、改组, 现仅为三个公司所垄断,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 公司生产的SM 一4 检波器和GE OS PE ACE 公司生产的GS 一20 D X 检波器从80 年代中后期到现在仍占据了一定的市场。19 93 年, 荷兰SE Nso R 公司******推出了与24 位遥测地震仪相配套的超级检波器SM 一4 HS ( su pe 甲ho ne ) , 参数允差从土5 % 缩小为士2.5 % , 失真系数由0.2 % 降低为0. 1% 以下, 但其假频只有18 0 Hz。
1994 年,SEN SOR 公司又推出了低失真、高假频SM 一2 4 超级地震检波器, 假频指标已由SM 一4HS的1 80 H z 提高到2 4 0 Hz, 参数允差士2.5 % , 失真< 0.1% , 是国际物探市场最早推向市场的真正的满足24 位数字地震仪的超级检波器。1993 年后, 美国西方地球物理公司(W E STE RNG E O PHY SICA L) 推出的10 18 型检波器, 虽然假频已提高30 Hz, 失真已降低为0.12% , 但参数允差仍为士5 %。
   日本的OYO 公司推出了GS 一30 CT 超级检波器, 各项允差均为土2 % , 失真< 0.12 % , 但假频指标仅为160Hz。随后, 又推出了GS 一32 Cr 超级检波器。

   美国MA R K 公司为满足国际物探市场需要, 也积极开发超级检波器,1995 年在SE G 杂志上宣布推出了一种低失真的MA R KZ 超级检波器, 各项指标允差士2.5 % , 开路涡流阻尼为68 % 士2.5% 。为减少失真, 采用了一种独特线架结构, 磁钢选用航天航空工业常用的高矫顽力、高剩磁、低温度系数的杉钻磁钢, 失真系数达到典型值< 0.02 % ,0 一20 ℃ ******失真< 0.05 % , 假频达到25 0 HZ, 是代表目前国际先进水平的最新一代超级检波器。该检波器现已在美国欧洲专利局, 澳大利亚的国际知识产权(PCT )组织申报了专利并得到了批准, 在代:T 组织中申报的专利(专利号W0 9 60 2 8 53 即印2 0 1 W O AK ) 中涉及5个国家(其中包括中国)和35 个地区。国外超级检波器的技术指标见表3 。

 

1999 年6 月在第四届国际地质技术机械仪器展览会上,MAR K 公司推出了一种新型的微型检波器, 其具有体积小、重量轻、失真系数小等特点, 目前还未见到其技术指标。

 

结束语
  

当前, 我国各油田都在进行高分辨率地震勘探。高分辨率地震勘探是一个系统工程, 对地震检波器的性能也提出了更高的要求。
1、应该研制新型检波器, 使它具有更高的高频提升能力, 并要求检波器的高截频和假频远高于所要求通频带的******频率。

2. 为满足三维地震勘探的需要, 应研制与地表藕合性能良好的三分量检波器。
3.研制具有较低失真系数和更高假频(Spuri ou s阮q u enc y)的高精度超级检波器。
4. 提高检波器的抗干扰能力。
5.检波器的体积应向小型化方向发展。
    目前我国的地震检波器技术水平基本上达到国际先进水平, 但在产品的稳定性等方面仍有一定的差距。我们应积极努力, 力争使我国的地震检波器处于************水平, 为石油工业的发展做出贡献
  

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