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地震檢波器是一種將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置, 是應(yīng)用于地質(zhì)勘探及工程測(cè)量領(lǐng)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(shí)踐, 已逐步認(rèn)識(shí)到地震檢波器的性能已成為制約高分辨率地震數(shù)據(jù)采集發(fā)展的瓶頸。

 我國地震檢波器的進(jìn)展
1 . 地震檢波器的類型國內(nèi)生產(chǎn)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(shí)現(xiàn)系列化, 基本上滿足了國內(nèi)地震勘探的需要。

2. 速度型檢波器的進(jìn)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(jìn)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(shù)字地震檢波器的技術(shù)和設(shè)備, 經(jīng)過消化吸收及改進(jìn), 推進(jìn)了我國地震檢波器的發(fā)展, 把國內(nèi)地震檢波器的生產(chǎn)提高到一個(gè)新的臺(tái)階。到目前為止,兩家分別生產(chǎn)的SN4 和JF 一20 D X 系列檢波器在國內(nèi)占據(jù)了大部分的市場(chǎng), 并出口到國外。以ro HZ為例其主要技術(shù)指標(biāo)見表1 所示川。表1 SN4 和JF 一20 Dx 主要技術(shù)指標(biāo)(20 ℃ )。

90年代為適應(yīng)高分辨率勘探的要求, 石油勘探儀器總廠研制成功了達(dá)到同類產(chǎn)品國際先進(jìn)水平的“ SN7 C 系列超級(jí)檢波器” , 它具有以下特點(diǎn):

l) 各項(xiàng)常規(guī)技術(shù)指標(biāo)允差均為土2.5 % ;

2) 具有l(wèi) (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(shù)小于0.1% 。

3.加速度型檢波器的進(jìn)展

由于加速度檢波器的輸出信號(hào)與振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)的加速度成正比, 因而具有隨著振動(dòng)頻率的升高檢波器的輸出也隨著增高的特點(diǎn)。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(duì)大地和對(duì)高頻信號(hào)的吸收起到一定的補(bǔ)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(jìn)展

   從80 年代以來, 國外生產(chǎn)地震檢波器的專業(yè)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(jù)掌握的資料, 目前國外地震檢波器生產(chǎn)的專業(yè)廠家經(jīng)過多年的市場(chǎng)兼并、改組, 現(xiàn)僅為三個(gè)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(chǎn)的SM 一4 檢波器和GE OS PE ACE 公司生產(chǎn)的GS 一20 D X 檢波器從80 年代中后期到現(xiàn)在仍占據(jù)了一定的市場(chǎng)。19 93 年, 荷蘭SE Nso R 公司率先推出了與24 位遙測(cè)地震儀相配套的超級(jí)檢波器SM 一4 HS ( su pe 甲ho ne ) , 參數(shù)允差從土5 % 縮小為士2.5 % , 失真系數(shù)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(jí)地震檢波器, 假頻指標(biāo)已由SM 一4HS的1 80 H z 提高到2 4 0 Hz, 參數(shù)允差士2.5 % , 失真< 0.1% , 是國際物探市場(chǎng)最早推向市場(chǎng)的真正的滿足24 位數(shù)字地震儀的超級(jí)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(shù)允差仍為士5 %。
   日本的OYO 公司推出了GS 一30 CT 超級(jí)檢波器, 各項(xiàng)允差均為土2 % , 失真< 0.12 % , 但假頻指標(biāo)僅為160Hz。隨后, 又推出了GS 一32 Cr 超級(jí)檢波器。

   美國MA R K 公司為滿足國際物探市場(chǎng)需要, 也積極開發(fā)超級(jí)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(jí)檢波器, 各項(xiàng)指標(biāo)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(dú)特線架結(jié)構(gòu), 磁鋼選用航天航空工業(yè)常用的高矯頑力、高剩磁、低溫度系數(shù)的杉鉆磁鋼, 失真系數(shù)達(dá)到典型值< 0.02 % ,0 一20 ℃ 最大失真< 0.05 % , 假頻達(dá)到25 0 HZ, 是代表目前國際先進(jìn)水平的最新一代超級(jí)檢波器。該檢波器現(xiàn)已在美國歐洲專利局, 澳大利亞的國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)(PCT )組織申報(bào)了專利并得到了批準(zhǔn), 在代:T 組織中申報(bào)的專利(專利號(hào)W0 9 60 2 8 53 即印2 0 1 W O AK ) 中涉及5個(gè)國家(其中包括中國)和35 個(gè)地區(qū)。國外超級(jí)檢波器的技術(shù)指標(biāo)見表3 。

1999 年6 月在第四屆國際地質(zhì)技術(shù)機(jī)械儀器展覽會(huì)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(shù)小等特點(diǎn), 目前還未見到其技術(shù)指標(biāo)。

結(jié)束語
  

當(dāng)前, 我國各油田都在進(jìn)行高分辨率地震勘探。高分辨率地震勘探是一個(gè)系統(tǒng)工程, 對(duì)地震檢波器的性能也提出了更高的要求。
1、應(yīng)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(yuǎn)高于所要求通頻帶的最高頻率。

2. 為滿足三維地震勘探的需要, 應(yīng)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(shù)和更高假頻(Spuri ou s阮q u enc y)的高精度超級(jí)檢波器。
4. 提高檢波器的抗干擾能力。
5.檢波器的體積應(yīng)向小型化方向發(fā)展。
    目前我國的地震檢波器技術(shù)水平基本上達(dá)到國際先進(jìn)水平, 但在產(chǎn)品的穩(wěn)定性等方面仍有一定的差距。我們應(yīng)積極努力, 力爭使我國的地震檢波器處于世界領(lǐng)先水平, 為石油工業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)