地震勘探中检波器组合特性研究

提高地震采集中复杂区域检波器耦合效果近年来随着地震勘探工作的不断深入，地震采集接收道数越来越大，放线质量受到的影响是最大的。

在地震勘探中，地震波的传播，实质上是能量的传播，而能量是通过振动系统来传递的，只有大地与检波器充分地耦合，由大地向检波器传递的能量才能达到最佳的接收效果。

如何克服复杂环境对检波器耦合效果的影响，进一步提高检波器耦合效果成为我们地震生产中一大难题。

1、存在问题及难点地震生产任务重，时间紧、精度高、地形复杂，不确定因素多，且工区质量要求严格。

复杂地表内无论是施工管理还是质量控制方面，难度系数大，工作量大，因此，质量控制面临新的挑战。

复杂地表位于工区东南部，东西4km，南北宽2.8km，影响面积约为10km2，是省级风景名胜区。

湖内沟渠纵横相连，将湖区内分割成20余块芦苇地，同时芦苇密布，高2米多，地表条件极为复杂，物理点布设困难，测量无法正常施工，湖内里水深在1-3m之间，复杂地表内放线极其困难。

湖区内水域面积大，湖心无水区土质松软，地表芦苇、杂草丛生，检波器与地面的耦合效果较差，排列接收质量差。

放线工人与排列监督技术水平低，放线经验不足，面对复杂地表内特殊地形处理能力不足，严重制约了检波器与大地的耦合效果的提高。

虽然排列质量出现的问题有所不同，但是从总体上来说，检波器松动是影响检波器耦合效果的主要因素，在所有的放线问题中所占的比例最大，如何降低由检波器松动所产生的放线问题，提高检波器耦合效果是我们QC小组的重点任务。

根据调查结果不难发现，影响排列质量的主要问题是检波器松动。

经过分析，我们QC小组将活动目值标定为：放炮前有效排列耦合达到100%，降低检波器松动带来的影响，提高检波器耦合效果。

通过统计分析，影响复杂地表地区耦合效果的原因有以下方面：（1）对季节工的培训不到位，仅仅停留在表面，适合于普通地形，针对复杂地表特殊地表没有对季节工的技能进行针对性培训，导致放线人员在复杂地表放线技术水平低，施工经验不足；（2）复杂地表内杂草、芦苇丛生，风噪大，严重的影响接收效果，且冬季地表上冻，清除杂草费时费力，季节工糊弄了事；（3）新研制的检波器埋置工具使用不规范；经讨论研究，针对复杂地表地形的复杂性和特殊性，墨守成规的施工方法势必不能通用，我们灵活机动调配人员并根据实际情况有针对性的实施。

地震勘探检波器原理和特性及问题分析2010-07-19
在地震勘探工作中,由于对检波器的原理和性能了解和认识得不够,致使在检波器的选择和使用上存在着一些不当之处,不清楚检波器的.参数与响应特性之间的关系,以及这些参数对地震信号的影响,在检波器使用和对比时往往针对性不强.为此,从检波器的振动力学原理入手,分析了位移、速度和加速度3种类型检波器的频率响应特性,并阐述了检波器不同的机电转换原理;在此基础上,深入分析了检波器的特性参数对地震信号的影响以及地震勘探对检波器性能和参数的要求.根据地震勘探中地震波冲击振动信号的特点,认为具有频率范围宽、动态范围大、失真度小、灵敏度高、检波器允差小等特点的检波器才能满足地震勘探的需要.同时,对目前检波器使用中的一些做法进行了探讨,尤其是检波器对比试验中存在的问题.综合分析认为,只有掌握了检波器的原理、性能和参数,才能正确地选择和使用检波器.
作者：吕公河 Lv Gonghe 作者单位：中国石油化工集团公司胜利石油管理局地球物理物探开发公司,山东东营,257100 刊名：石油物探 ISTIC PKU 英文刊名：GEOPHYSICAL PROSPECTING FOR PETROLEUM 年，卷(期)：
2009 48(6) 分类号：P631.4 关键词：地震检波器检波器性能特性参数振动系统机电转换原理频率响应特性seismic geophone geophone performance characteristic
parameters vibration system electro-mechanical transform principle frequency response characteristics。

地震数据采集中检波器串组合形式的研究The study of the geophone string combination form of the seismic data acquisition陈影（江汉物探公司仪器服务中心，湖北潜江433199）摘要地震采集中，检波器如何组合、采取什么样的组合形式才能压制干扰波、提高有效波的品质一直是我们努力的方向。

本文通过对空间电磁干扰进行分析入手，通过实验对几种检波器组合的模式进行比对，找到了最优的检波器组合形式。

关键词:检波器；组合；地震数据采集Abstract:Seismic acquisition, how geophone combination, adopt what kind of combinations to suppress interference wave, improve the quality of the effective wave has been our effort direction. In this article, through analysis of space electromagnetic interference, through the experiment of several kinds of geophone array mode to compare, to find the optimal form of geophone array。

.Keywords:geophone; combination; seismic data acquisition0 引言地震采集中，检波器如何组合、采取什么样的组合形式才能压制干扰波、提高有效波的品质一直是我们努力的方向。

如何在地震采集中确定检波器串的组合形式是本次研究的重点。

本文通过实验比较几种检波器的组合形式对地震资料的影响，找到了优选检波器组合形式的方法。

组合检波器的响应特性及效果试验罗福龙【摘要】石油地震勘探中,通常采用组合检波器提高地震信号的接收能力。

就电气技术特性而言,组合后的检波器具有不同于检波器芯体的响应特性。

实际采集作业中,一般只关注组合检波器在接收能力上的改善,却很少顾及组合后响应特性的变化。

本文以检波器的原理结构为基础,以现场试验数据为依据,系统地介绍和分析了组合检波器响应特性的变化规律和特点,及其对地震数据采集的影响。

【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2012(047)002【总页数】8页(P194-201)【关键词】组合检波器;响应特性;地震信号;失真度;容差【作者】罗福龙【作者单位】中国石油东方地球物理公司装备服务处,河北涿州072751【正文语种】中文【中图分类】P631检波器是地震勘探中接收地震波的传感装置［1］，也是决定地震资料保真效果的关键所在。

无论是从价值还是作用上看，检波器都占据野外地震数据采集的重要地位。

地震检波器的数量庞大，若以检波器芯体为单位计算，一个地震队的用量少则几万只，多则上百万只。

检波器的作用是将地震波引起的振动转换为相应电信号，其响应特性和工作状态直接关系到所采集地震数据的保真度。

因此，全面掌握检波器在各种条件下的响应特性，特别是掌握其响应特性与地震信号保真效果之间的关系，就显得十分重要和必要。

在实际工作中，考虑到单只检波器的地震波传感能力有限，为了增强检波效果，也为了施工上的便利，通常要按设计方式对检波器进行组合使用。

按组合结构是否固定，检波器组合可分为串组合（固定的组合结构）和道组合（可拆分的结构）两类。

串组合是按设计的串并联关系，将一定数量（一般为10只左右）的检波器用标准的三芯线等间隔连成带有输出适配器的链状，通常称其为检波器串；道组合是在施工现场按施工技术设计，将多个检波器串经适配器组合为一个地震道，由它们共同完成一个物理点的地震波接收。

无论是串组合还是道组合，一般只是追求组合后接收能力的提高或接收效果的改善，而对组合后响应特性是否明显变化却很少关注，更未考虑组合后的响应特性可能对地震信号带来的副作用。

地震勘探检波器原理和特性及有关问题解析摘要:地震勘探检波器的应用，能够接收地震信号，在地震勘探中起到了非常关键的作用。

本文在分析地震勘探检波器原理及特性的基础上，进一步对地震勘探检波器相关问题及排除方法进行分析，以期为地震勘探检波器的正确、科学使用提供有效建议。

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关键词:地震勘探检波器;原理;特性;问题在地震勘探工作中，检波器主要的作用为接收地震信号，属于对地震信号进行接收的前段环节，投入应用能够以直接的方式感知大地质点振动。

但是，从实际工作来看，倘若不能了解地震勘探检波器的原理和特性，那么在使用过程中将会出现一些问题，从而影响地震勘探效果[1]。

基于地震勘探工作的效率提升角度考虑，本文便有必要对地震勘探检波器原理和特性及有关问题进行分析。

1.地震勘探检波器原理及特性分析1.1地震勘探检波器原理对于地震勘探检波器来说，属于一种振动传感器，其工作原理和振动传感器相同，为一个单自由度的振动系统。

以感应振动信号的物理量差异，可细分为三类传感器，即:位移传感器、速度传感器以及加速度传感器。

但是，不论哪一类型的振动传感器，均对当中的一个物理量感应，切主要以输出的电信号和哪个物理量成正相关为准则[2]。

此外，从地震检波器的机电转换来看，其主要作用为把振动系统感应的振动信号等比例地转换成电信号。

根据转换原理角度来看，涵盖的检波器较多，如:电磁感应检波器、电容检波器以及压电检波器等。

1.2地震勘探检波器特性从地震勘探检波器的特性来看，主要有两类:其一为动态特性;其二为静态特性。

两方面的特性对检波器的品质有非常重要的影响。

对于动态特性参数来说，涵盖了固有频率、阻尼系数、频率响应范围以及频率特性等等。

对于静态特性参数来说，涵盖了有线性度、灵敏度、分辨率以及稳定性等。

振 动 与 冲 击第27卷第2期J OURNAL OF V IBRAT I ON AND SHOCKVo.l 27No .22008用于地震勘探的新型高精度地震检波器研究基金项目:石油天然气装备教育部重点实验室资助项目:2006STS04收稿日期:2007-04-13 修改稿收到日期:2007-06-04第一作者唐东林男,博士,副教授,1970年11月生唐东林, 梁 政, 陈 浩(西南石油大学机电工程学院,成都 610500)摘 要:论述了一种新型适合高分辨率地震勘探的高灵敏度、低失真度的高精度地震检波器。

为使检波器获得高灵敏度、低失真度,对检波器内的电磁场进行了系统的研究。

研究表明:要获得高灵敏度、低失真度的高精度检波器,检波器必须具有磁感应强度高而均匀的气隙磁场。

采用辐向磁场磁路设计和检波器结构优化设计。

设计中采用辐向冲磁的F eCo 基磁钢和专业的磁路设计软件。

所设计的检波器获得了理想的气隙磁场,气隙磁场中均匀场的宽为13mm,磁感应强度为560mT.所设计的检波器特性参数为:频率:f =10H z ?2.5%灵敏度:S =280mV /c m /s ?2.5%阻尼:b =0.7失真度:d <0.05%。

关键词:检波器;磁场;灵敏度;失真度中图分类号:T P212.12 文献标识码:A高精度,高分辨率的精细石油地震勘探,要求采集的数据必须能达到高分辨能力、高信噪比、高保真度、高清晰度、高精确度和高可信度(六高)。

只有采集到的数据达到/六高0的要求,才能实现真正的高分辨率数据处理,用地震勘探技术解决复杂地质目标的能力才能得到加强[1,2],而作为地震数据采集的地震检波器,就必须具有高灵敏度,高分辨率,低失真度的性能。

尽管利用ME M S 技术进行了微机电(ME M S )检波器[3,4]和微光机电(MO M ES)检波器[5,6]的实验研究,但由于电磁式检波器具有性能稳定、生产工艺成熟等很多优势,在今后相当长的时间范围内,电磁式检波器仍将是地震勘探中的主要采集仪器,仍将被广泛研究、使用,其研究目标是如何进一步提高检波器灵敏度、降低失真度以满足高分辨率的精细石油勘探。

第5节地震组合法一、引言二、简单线性组合的方向特性三、组合的统计效应四、组合的其它效应五、组合参数的确定六、其它组合方式主讲教师：刘洋一、引言二、简单线性组合的方向特性三、组合的统计效应四、组合的其它效应组合的频率特性图五、组合参数的确定（一）干扰波调查干扰波的速度、主周期、道间时差、随机干扰的相关半径。

（二）理论分析计算1、根据有效波和反射波的视速度、周期等，设计不同的组合参数方案（组内距、组合个数），计算组合的方向特性随的组合参数的变化规律2、选择能使有效波落入通放带、干扰波落入压制带的最佳方案。

六、其它组合方式（一）不等灵敏度组合同一组内各检波器接收到的信号幅度不一致。

1、组合方法同一点放两个和更多个检波器。

2、特性曲线特点（1）通放带较宽、陡度较 缓，有利于信号通过； （2）压制带极值较小，有 利于压制干扰波。

不等灵敏度组合特性 曲线示意图（二）面积组合检波器组合布置在一条线上，不能够压制垂直于 测线方向传播的规则干扰波。

1、组合方法检波器分布在一个面积上，可以压制来自不同方向的干扰。

矩形、放射状、圆形分布。

矩形面积组合示意图（二）面积组合2、等效变换原理（二）面积组合2、等效变换原理面积组合和等效变换原理示意图（三）震源组合提高有效波能量。

探究地震检波器的性能与精确地震勘探作者：吕宁来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第02期摘要：地震能够对人身财产安全产生严重的影响，所以对地震进行勘探具有重要的科研和现实意义，就目前为止，对地震进行勘探的主要工具就是地震检波器。

在进行实际的地震勘探过程中，地震检波器的应用情况能够对勘探结果产生重要的影响，所以我们有必要采用相应的方式保障地震检波器的性能良好，从而提高进行四诊勘探的精确度。

关键词：地震检波器;性能;精确地震勘探随着时代的发展和科技的进步，地震检波器的技术性以及物理性能都得到了大幅度的进步，但是进行勘探的对象也愈加复杂，这就要求地震检波器的性能以及实际应用效果得到良好的发展[1]。

目前我国的地震勘探工作已经发展至精确勘探阶段，要求地震资料的品质更高，并且开始格外重视对野外环节的激发和接收，但是地震检波器在性能方面还存在一定的缺陷。

1 地震检波器的性能与精确地震勘探1.1 检波器的自然频率、寄生频率及其传输函数1.1.1 自然频率与传输函数在地震检波器中，其心体内弹簧一惯性系统产生的等效质量以及等效刚度进行决定的频率为自由谐振频率，也就是检波器的自然频率，自然频率的数值能够对技术指标起决定性作用，并且通常会受到灵敏度、线性度、材料性能以及结构形式等多种因素的影响和制约。

通常情况下，对系统的传输曲线进行绘制并不是一个特别轻松的过程，首先需要系统通过垂直单位对正弦激励信号的频率进行连续改正，之后对其输出电压进行准确检测，并以此为依据进行绘制。

如图一。

从图一中，我们可以了解到几个问题：在函数中我们使用fn对自然频率进行表示，其属于函数中平静工作带宽的下限，但是在地表质点振动机械能转换为优质信噪比带宽的电信号情况下，其数值是否能够对现代系统宽带特点进行充分利用，能够对转换情况产生重要影响;处于自然频率以下的频率，在函数方面具有斜坡信号的特点，其转换灵敏度会在一定程度上受到抑制，其在斜率不同的情况下，受到抑制的程度也各不相同;自然频率附近传输函数曲线的非线性，对地震检波器进行应用的主要目的是保障输出信号，不会发生震荡或畸变。

302在地震勘探工作中，采集数据是最为重要的一步，具有十分重要的意义。

以前最常用到的是动圈式检波器，以此来进行采集数据的工作，但是动圈式检波器的动态范围比较小，并且矢量保真度不高，感应不到一些从细微构造发出来的信号。

因功能有限，采集质量不高，一度令精细化物探技术的发展陷入瓶颈。

幸好，科技的发展，带来了计算机和存储技术的飞速进步，全数字地震数据采集系统应运而生，数字检波器越来越多地被运用到地震勘探工作中，为提高勘探精度、实现地震勘探成果新突破提供硬件基础。

1 数字检波器构成与原理以某公司数字检波器为例，该检波器使用MEMS 电容加速传感器，其信号幅值反馈记录、闭环控制环路、信号转换全都依赖于ASIC。

这种检波器芯体使用3层半导体材料构成的[1]。

检波器芯体上下两层均有金属涂层，其目的是让金属表面构成导体。

其中的中间层是质量层，质量层上下方同样也有镀层。

质量体表面和盖层表面之间构成了可变电容。

过去车载阶段地震仪器的功能并不全面，检测装置被安装在车内，检测设备需要接插地面。

而到了野外布置阶段，数字检波器则改变了这一问题。

数据采集站是地震仪器最基本的单元[2]。

采集站能够将地震发出的波动变成数字信号，使用处理器将信号输入到交叉站或是电源站处理，最后送回中心站。

数字检波器内部嵌入了MEMS加速感应头，其采样频率为256kHz，通过抽取和滤波输出24位数据。

电路设计将MEMS两极电容量变成电压信号。

数字检波器力反馈电路的本质实际上是模拟放大器，在惯性力量轴朝下垂直并且静止不动，放大器输出为常量。

在受到来自地震波的刺激下，惯性质量提就会上下运动，此时两极电容量会一同变化。

2 数字检波器优点在数字检波器被广泛应用的今天，人们对数字检波器的理解变得越来越全面。

当前几乎整个行业都认为数字检波器的价值非常突出，相较于过去的检波器类型，数字检波器能够带来更全面的数据信息。

检测器的出现，源自于科技的发展、时代的进步，在地震检测工作中应用比较广泛，其能够感知到波的存在与变化，对于震荡、信号的存在和动向也能够识别。

适用于陆上石油勘探的地震检波器魏继东【摘要】陆上石油勘探中采用过多种基于不同工作原理的检波器(如动圈式模拟检波器、MEMS数字检波器、涡流检波器、电化学检波器及光纤检波器等),而实际地震数据采集中多年来一直是动圈式模拟检波器(如SM 4、20DX等)占据主导地位.通过分析地震采集阶段信号、噪声的特性以及地震检波器的性能指标及其与地球物理特征之间的关系,提出了检波器类型对比试验的设计原则、采集阶段初步评估地震资料的方法.认为在当前去噪能力下(即通过后续压噪手段、仍难以将机械属性的环境噪声、原生噪声及次生噪声衰减到与电噪声属性的本底噪声相当的水平),对于垂直分量而言,以20DX为代表的动圈式检波器仍是数据合格、费用合理、施工方便的高效率检波器;同时指出了某些新型检波器存在的不足及今后陆用检波器的发展方向.【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2017(052)006【总页数】10页(P1127-1136)【关键词】检波器;地震勘探;动圈式检波器;陆上【作者】魏继东【作者单位】中国石化石油工程地球物理公司胜利分公司,山东东营257100【正文语种】中文【中图分类】P631从地质期望角度而言，我们希望识别数千米以下数米尺度的、具有工业价值的构造或者岩性油气藏单元。

与达成这一目标所需要的反射信息相比，陆上反射波法地震勘探由人工震源激发的反射波具有主频低(吸收衰减)、信噪比低(环境噪声、原生噪声、次生噪声、电噪声影响)的特点。

同时，受技术手段的限制，对由震源激发的地面地震波机械振动的检测只能通过具有机电转换能力的检波器进行。

所以，以上因素决定了陆上石油地震检波存在三个基本现实，即主频低、信噪比低、由检波器间接测量。

前二者是地震勘探面临的“客观存在”，第三点则反映了人类当前的“主观能力”。

自从20世纪30年代推出现今普遍采用的动圈式模拟检波器以来[1]，基于不同的工作原理，涌现了大量不同类型的检波器，比如MEMS数字检波器、涡流加速度检波器、电化学检波器、光纤检波器等等。

地球物理勘探中新型地震检波器的研究針对常规地震检波器谐波失真度高、灵敏度低的问题，研究了地球物理勘探中一种新型磁环地震检波器。

从地震检波器的工作原理出发，探讨了新型磁环地震检波器的设计和实验，通过研究表明，新型磁环地震检波器能够很好满足地球物理勘探高精度、低谐波失真度的要求。

标签：地球物理勘探；地震检波器；精度；谐波失真前言：地震检波器是地球物理勘探中采集地震数据的重要仪器，其必须要有着较高的精度和较低的谐波失真度。

传统的地震检波器有着气隙磁场强度弱、均匀性差的缺点，其谐波失真度较高，使得在实际应用的过程中，检波器的灵敏度较差，容易导致检测结果失真，因此有必要研究一种高精度、低失真度的新型地震检波器。

本文以辐向磁场设计思路为基础，提出了一种新型磁环地震检波器，旨在为地球物理勘探中高精度检波器的研发提供参考。

1 地震检波器工作原理概述从本质上来讲，地震检波器属于传感器，其能够将地震勘探激发的地震波转换为电动势。

地震检波器在地球物理勘探中有着重要的应用，其主要采用磁电动圈式结构。

在地震勘探的过程中，不同地层会向地表反射地震波，地震波传递到地面会通过尾灯导致磁钢振动，磁钢和线架在振动作用下会产生相对运动，相对运动则会转换为电信号输出，从而完成地震波向电动势的转换[1]。

在理想的工作状态下，检波器工作频带内其输出和输入呈现线性关系，检波器的输入指的是地震波的速度和加速度输入，检波器的输出指的是电压输出。

但在检波器的实际应用过程中，其会受到弹簧片假频非线性以及气隙磁场不均匀的影响，从而导致谐波失真[2]。

因此，不仅要对弹簧结构进行改善，消除假频非线性影响，同时要对检波器电磁场内部气隙磁场进行研究，消除气隙磁场不均匀的影响。

2 新型磁环地震检波器的设计及实验2.1 新型磁环地震检波器的设计2.1.1 磁路设计分析要想提升地震检波器的灵敏度和准确度，避免谐波失真，保证检波器气隙磁场的均匀至关重要，磁场在轴向上不能出现分量，同时强度要大。