地震勘探儀器發(fā)展中的幾項(xiàng)重要技術(shù)分析

劉曉亮 段小軍

摘要：地震勘探儀器作為當(dāng)前地球物理勘探設(shè)備中核心的、關(guān)鍵的、最為精密的技術(shù)，具備地震波激發(fā)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)技術(shù)以及繪圖等工作，且該項(xiàng)儀器的應(yīng)用效用、性能指標(biāo)以及技術(shù)水平等都會影響地震采集數(shù)據(jù)真實(shí)地質(zhì)效果，因此實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)儀器的可持續(xù)發(fā)展必不可少。而該儀器的快速發(fā)展決定于幾項(xiàng)重要技術(shù)，以下就地震勘探儀器發(fā)展規(guī)律、地震勘探探儀器發(fā)展中的幾項(xiàng)重要技術(shù)進(jìn)行分析與論述。

關(guān)鍵詞：地震勘探探儀器;發(fā)展;重要技術(shù)

引言：分析地震勘探探儀器發(fā)展中的幾項(xiàng)重要技術(shù)，需應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等綜合分析地震勘探儀器的整體發(fā)展規(guī)律與流程，并就各個階段具備代表性的地震勘探儀器進(jìn)行分析，比如模擬光點(diǎn)地震儀、模擬磁帶地震儀、數(shù)字地震儀、遙測地震儀以及24位A/D型遙測數(shù)字地震儀、全數(shù)字地震儀等，通過對各個階段地震儀的分析與把握，來分析其所應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

一、地震勘探儀器發(fā)展規(guī)律

地震勘探儀器的總體發(fā)展規(guī)律與相應(yīng)的物探技術(shù)有著大致近似的發(fā)展規(guī)律，具有一定的特殊性。地震探測儀器在綜合各階段的發(fā)展和更新，都離不開以下五個主要發(fā)展模式和相應(yīng)的推動力因素：

其一，石油資源在國家發(fā)展過程中占據(jù)著重要位置，這在一定程度上保障了尤其資源尋找工作所用的地震勘探儀器有著較大的發(fā)展空間，決定了其注定不會被市場所淘汰，并會隨著石油資源的進(jìn)一步挖掘而得到高效發(fā)展;其二，物探技術(shù)與方法的發(fā)展與優(yōu)化對地震探測儀器綜合性能提出了更高標(biāo)準(zhǔn)，例如物探技術(shù)開始朝著高保真度、高信噪比、高分辨率、多波多維多道等方向發(fā)展，這也使得地震勘探儀器會朝著超大道容量、高速度、寬頻響應(yīng)、低失真、低噪音等發(fā)展方向拓展;其三，用戶追求與各項(xiàng)需要使得地震勘探儀器在各個階段都會有比較明確的發(fā)展方向以及物理特性內(nèi)容，比如在一段歷史時(shí)期內(nèi)，用戶要求儀器低廉、穩(wěn)定、牢固、輕便，地震勘探儀器廠家就會研究其低成本、寬工作溫度范圍、低功耗、免維護(hù)、牢固、輕便的發(fā)展途徑;其四，新技術(shù)、新材料、新工藝是地震勘測儀器迅速發(fā)展的基礎(chǔ)與依托，各個發(fā)展階段的地震勘探儀器，都不同程度借助了當(dāng)時(shí)最為先進(jìn)的傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、電子工程技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等信息化技術(shù)等，并且也選擇了當(dāng)時(shí)最優(yōu)質(zhì)、最先進(jìn)的材料、工藝等;其五，全球范圍內(nèi)電子工業(yè)制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)劃化、統(tǒng)一化發(fā)展，軟件技術(shù)的突飛猛進(jìn)與各項(xiàng)華發(fā)展，促使地震勘探儀器硬件裝配愈加簡單與通用，且其系統(tǒng)特征以及核心技術(shù)亦開始更多的決定于應(yīng)用軟件的性能與功能。換句話說，地震勘探儀器關(guān)鍵技術(shù)即為計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、電子工程技術(shù)等各項(xiàng)技術(shù)的整合與再現(xiàn)，具體其多樣化特點(diǎn)。

二、地震勘探探儀器發(fā)展中的幾項(xiàng)重要技術(shù)

地震勘探探儀器發(fā)展中的幾項(xiàng)重要技術(shù)可從以下數(shù)項(xiàng)進(jìn)行舉例分析：

1.△∑技術(shù)

△∑技術(shù)屬于一種比較特殊的數(shù)學(xué)運(yùn)算方式，在上世紀(jì)九十年代引入并逐步應(yīng)用在地震勘測儀器上，發(fā)展到今天，已經(jīng)成為諸多地震勘測儀器重要的核心技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)依據(jù)過采樣技術(shù)，依托其高速度來提升樣點(diǎn)采取精度，其廣泛應(yīng)用，將傳統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器的15位提升到了24位，這使得該項(xiàng)儀器在應(yīng)用時(shí)由80dB以下瞬間提升到了110dB以上，該種技術(shù)下的轉(zhuǎn)換器擁有較大的分辨率，使其在應(yīng)用時(shí)可不再借助模擬瞬時(shí)放大器，提升了整體系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，尤其是控制系統(tǒng)的整體諧波失真度在0.001%之內(nèi)。該項(xiàng)技術(shù)的有效應(yīng)用，使得其可有效記錄以及保護(hù)大信號條件下的各個高頻弱小信號，亦能保證地勘勘測實(shí)現(xiàn)更精細(xì)、準(zhǔn)確的成像。

2.數(shù)字傳感技術(shù)

在△∑技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用之后，開始出現(xiàn)以微電子機(jī)械技術(shù)為核心技術(shù)的數(shù)字傳感技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用形成了數(shù)字傳感器，以該儀器為核心的地震勘測儀屬于第六代產(chǎn)物，其在技術(shù)特性上表現(xiàn)出如下特征：

其一，通過電信號平衡重力變化原理進(jìn)行地震波信號的感應(yīng);其二，傳感器會在作用下輸出24位一個樣點(diǎn)信號;其三，相位頻率曲線以及幅度曲線處于500HZ時(shí)皆表現(xiàn)為一條平坦的曲線;其四，信號失真度不高于0.003%，瞬時(shí)動態(tài)超過90dB;其五，能夠自行識別并且主動校正垂直方向出現(xiàn)的傾斜角度。數(shù)字從觀感器屬于加速度型，可直接感受重力出現(xiàn)的變化，因其可不再裝備模擬檢波器的電磁感應(yīng)機(jī)理以及機(jī)電結(jié)構(gòu)，所以其突出貢獻(xiàn)又表現(xiàn)為不懼怕相應(yīng)的雷電與工業(yè)頻率干擾。同時(shí)，數(shù)字傳感器擁有高度集成又自成一系的獨(dú)立單元，處于野外時(shí)不會當(dāng)做組合來進(jìn)行采集，故而擁有構(gòu)建排列簡易、排查故障方便、不漏電、排列布放方便、質(zhì)量輕、體積小、故障率低等優(yōu)點(diǎn)，其在縮減成本投入的同時(shí)，增加了施工質(zhì)量與效率。當(dāng)前階段，數(shù)字檢波器多用于精細(xì)目標(biāo)勘探與多波三維勘探，為解決各項(xiàng)疑難地質(zhì)問題以及提升勘探效果與質(zhì)量提供了必要的系統(tǒng)保證。

3.網(wǎng)絡(luò)遙測技術(shù)

基于網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)備與各項(xiàng)信息化技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)遙測技術(shù)異軍突起，開始在地震勘探探儀器領(lǐng)域得到快速的發(fā)展與應(yīng)用，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用原理實(shí)際上是以計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)儀器的推廣應(yīng)用，不同的是，所用的網(wǎng)絡(luò)遙測通訊將主機(jī)當(dāng)做控制端與請求端，數(shù)據(jù)信息自節(jié)點(diǎn)傳輸至中央單元。儀器系統(tǒng)將全部的地面排列視為完整通暢的局域通訊網(wǎng)，所有的站點(diǎn)屬于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，服務(wù)器會按照既定的目標(biāo)在網(wǎng)絡(luò)中的任一單元通過數(shù)據(jù)包的形式實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)信息的交換。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢在于可為野外各種排列形式提供可自由選擇的傳輸路徑以及自動分配的通訊資源，并可隨意設(shè)計(jì)適宜進(jìn)行障礙跨越的排列聯(lián)接關(guān)系，以此來為跨越河流、建筑、道路等障礙物提供了可能性，提升施工靈活性的同時(shí)，可借助緩沖儲存器進(jìn)行數(shù)據(jù)包重發(fā)以及非實(shí)時(shí)傳輸。

綜述，以上就地震勘探探儀器發(fā)展中的幾項(xiàng)重要技術(shù)進(jìn)行了論述與分析，首先分析了該項(xiàng)儀器的發(fā)展軌跡，其后就三個階段的重要代表技術(shù)進(jìn)行了闡述，概括其基本技術(shù)特點(diǎn)以及其相關(guān)的使用條件與對該項(xiàng)儀器發(fā)展的促進(jìn)作用，并強(qiáng)調(diào)了要實(shí)現(xiàn)地震勘探儀器的長久發(fā)展，必須重視相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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