新型物探地震檢波器技術研究

王江峰 (中石化地球物理公司勝利分公司物探儀器管理中心 山東 東營 257000)

物探技術是尋找油氣資源需要用到的重要手段，物探技術可以根據地下地層流體和巖石的性質差異，利用特定的技術手段來獲得地下地層巖石和流體的情況。地震勘探技術是油氣資源物探的重要方法之一，該方法利用地震波在地層中傳播過程中的變化，來確定地層的地質構造，從而確定地下的油氣資源。經過大量的油氣勘探實踐表明，地質勘探技術是尋找油氣資源的有效途徑之一。隨著現代地震勘探理論和技術的不斷發展，地震勘探新技術新方法不斷發展應用，地震勘探技術已經取得了許多重要的成果。地震勘探技術的發展也得益于世界對石油資源需求量的不斷增加。許多國家和石油企業在石油勘探領域投入大量的人力和物力來提高物探技術的準確性和勘探效率。

1 物探地震檢波器分析研究

地震勘探技術主要包含三個方面的工作，野外地震波的發射、信號的收集和處理、地震勘探技術的資料解釋。地震勘探儀的作用是采集和計量地震波信號，地震檢波器則是將接收到的地面和地層的地震波信號轉化為電信號，然后將轉化成的電信號傳輸到后續信號處理裝置。物探地震檢波器信號轉化的質量直接影響到物探地震測量的精度，而且信號處理的好壞對于后續物探地震資料解釋的影響較大。物探地震檢波器是油氣資源勘探重要的勘探工具，物探地震檢波器按照工作過程的不同可以分成磁電式地震檢波器、渦流式地震檢波器、壓電地震檢波器。在實際的使用過程中，磁電式和渦流式地震檢波器主要應用在陸地油氣資源的勘探，而壓電式地震檢波器主要應用在海上油氣資源的勘探。磁電式地震檢波器是一種常用的地震檢波器類型，磁電式地震檢波器主要由磁鐵、線圈和彈簧片等部分組成，線圈的材質為銅。當地震波到達檢波器的外殼時，外殼在地震波的作用下產生振動，在地震檢波器的外殼和線圈之間就產生了相對運動，從而產生線圈在磁鐵磁場中運動的過程，由于線圈切割磁力線運動，在線圈會形成感應電動勢，線圈輸出的感應電動勢就是檢波器輸出的電信號，這樣就實現了地震波信號和電信號之間的轉換。渦流式地震檢波器主要由外殼、磁鐵、銅套、磁靴等部分組成，在磁鐵形成的磁場中，彈簧懸掛的銅套在外界地震波的作用下，發生相對磁場的運動，銅套在磁場運動的過程中，會在銅套中形成電渦流，產生的電渦流會傳遞到線圈中，從而輸出轉化后的地震波電信號。磁電式和渦流式地震檢波器都是利用切割磁力線產生感應電動勢的方法，將接收到的地震波信號轉化為電信號，所以磁鐵是地震檢波器的重要部件，磁鐵性能的穩定性制約著地震檢波器信號轉換的準確度。由于環境、受力、其他磁場等因素的影響，磁鐵的性能很難保證長久的穩定。這就會影響到磁電式和渦流式地震檢波器的壽命和精度。隨著科學技術的不斷發展，地震檢波器的理論和儀器都得到了長足的發展，例如新型的渦流地震檢波器，隨著地震波頻率的增加，地震檢波器的精度會隨之增加。地震波頻率增加，可以更好的保證物探儀器接收到準確的地震波，這樣也會提高物探地震的測量精度，但是隨著信號頻率的增加，接收到的信號強度要變低，因此該類型地震檢波器的使用也受到了限制。壓電式地震檢波器是利用特殊壓電原件的電效應，在壓電式地震檢波器中會有配套的測量電路。壓阻式的地震檢波器是利用特定半導體的導電性質來工作的，該類型的地震檢波器靈敏度高，可以測量微小的地震波變化，其測量靈敏度受到測量元件的收縮性能的影響較大，壓阻式地震檢波器體積下，攜帶操作方便，但是該類型的地震檢波器性能受溫度的影響較大。地震檢波器是地震勘探的重要設備，因此需要不斷的提高地震檢波器信號處理的品質，提升地震勘探的準確性。

2.光柵地震檢波器技術研究

利用光柵測量距離技術已經日趨成熟，通過敏感的光柵元件進行物探地震波的監測工作，可以實現地震波高精度檢測，通過特殊設計的光柵可以實現高精度的地震勘探。光柵傳感技術具有分辨率高，受外界因素影響小，工作穩定可靠，測量精度高等特點，被廣泛的應用到各種波動的測量過程中。光柵地震檢波器的光學系統主要由發光體、光柵、聚光鏡、電源等組成，在測量的過程中將發光體放置到聚光鏡的焦點上，發光體發出的光線在聚光鏡的作用下，變成一組組的平行光，產生的平行光照射到光柵上，平行光經過光柵后會產生莫爾條紋，該過程是光柵地震檢波器的關鍵，也是影響光柵檢波器測量精度的重要過程。光柵產生的莫爾條紋照射到電池上，電池根據莫爾條紋信號的不同而產生不同的電信號。光柵地震檢波器直接接收的方式指的是，經過光柵形成的莫爾條紋不經過其他裝置，而直接由光電元件轉化成相應的電信號。這種直接接收的方式結構簡單，操作方便，易于調整，工作穩定。在光柵地震檢波器中，裝置的運動部分安裝到儀器的彈簧上，當光柵地震檢波器接受到地震波信號后，檢波器的外殼會發生振動，外殼的振動會引起內部彈簧的振動，當彈簧振動后，檢波器中的光柵會發生相應的位置移動，因此會產生不同的莫爾條紋，產生的莫爾條紋在光電元件的作用下，將光信號轉換成相應的電信號，從而實現了物探地震波信號的檢測和轉換。

3 結束語

地震檢波器是地震物探技術的重要設備，地震檢波器的性能是影響的物探地震準確性的重要因素，因此需要加強高效地震檢波器的研究。常規的物探地震檢波器可以分為磁電式地震檢波器、渦流式地震檢波器、壓電地震檢波器等。磁鐵性能的穩定性制約著地震檢波器信號轉換的準確度。光柵地震檢波器具有分辨率高，受外界因素影響小，工作穩定可靠，測量精度高等特點，光柵地震檢波器的光學系統主要由發光體、光柵、聚光鏡、電源等組成。

[1]付清鋒，周明，地震檢波器的進展，石油儀器[J].2000，14（2），25-27

[2]張小芳，賀順忠，蔣誠志等，激光多普勒縱向位移測量系統的研究[J].計量技術，2000（10），3-4