本發明專利技術涉及一種用于井下微震檢測的新型數字地震儀，為解決現有地震儀記錄時間不夠長的問題，其是用于檢測井中壓裂時產生的地震波，其觀測系統是以井口為圓心，由多個同心圓組成，形成圈狀結構；其硬件部分由中央控制操作系統CCOS、根節點RU、交叉節點XU(Cross?Unit)、電源節點PU、采集鏈AS和光纜FL等六大單元組成；所述根節點RU通過千兆網線與中央控制操作系統CCOS連接，并根據儀器容量的要求提供1-2個千兆光纜接口與交叉節點XU連接；所述交叉節點XU具有2個光纜接口，可以通過光纜FL串接，并與根節點RU相連接；同時交叉節點XU具有2個專用通信接口，連接由采集鏈AS和電源節點PU任意串接形成的采集線AL。所有采集數據均實時傳送和記錄。具有超長的數據采集和記錄能力，可以連續采集幾天、幾周甚至幾個月，也就是所有采集數據均實時傳送和記錄。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種數字地震儀，特別是涉及一種測量井下微震的專用數字地震儀。
技術介紹
高精度數字地震儀是用來記錄人工或天然地震信號，然后根據這些地震信號的記 錄來尋找油、氣、煤和其他礦產資源的地質勘探儀器，并可用于探測地球內部結構、進行工程及地質災害預測等。地震勘探法目前仍然是在陸地和海洋勘探石油和天然氣的主要手段，同時也是其他礦產資源的重要勘探方法，并廣泛應用于研究地球內部結構、工程勘探和檢測、地質災害預測等等方面。其基本方法是在勘探靶區的地面上埋放數千乃至上萬只地震波傳感器(即地震檢波器)，然后用炸藥或可控震源激發人工地震。地震波向地下深處傳播，遇到不同性質地層的分界面就會產生反射，地震檢波器拾取到反射波并將其轉換成模擬電信號，然后由高精度的數字地震儀把這些模擬電信號轉換成數字信號記錄下來。野外勘探接收到的大量數據通過室內用高速計算機進行復雜的信號處理和反演計算，才能得到清晰可靠的地下結構圖像，最終確定礦產資源的位置和深度。目前在石油和天然氣勘探行業使用的儀器極大部分是從由法國和美國等國家生產的有線遙測地震儀。有線遙測地震儀的特征是完全由有線系統發送指令和傳送采集數據。在目前的野外實際應用中占有主導地位，占據世界地震儀市場的絕大部分份額，常用的有Sercel公司的408/428系列、ION公司的Scorpion和Aries系統和美國WesternGeco公司的Uni Q系統等。地震采集系統可分為地震信號的拾取(地震檢波器)、地震信號的傳輸、地震信號的記錄與存儲三部分。國內外主要24位遙測地震儀可分為三類有線遙測地震儀、無線遙測地震儀、存儲式數據回收遙控地震儀。這三類遙測地震儀中，有線遙測地震儀仍占主導地位，占據世界市場的絕大部分份額。法國Sercel公司是CGG控股從事地震儀器研制的專業公司，具有五十多年的地震儀器制造經驗。典型的陸上地震儀器有SN338、SN368、SN388和目前廣泛使用的400系列。408U是Sercel公司九十年代末期推向勘探市場的網絡地震儀，采用采集鏈結構形式使采集站和電纜成為一體。408UL系統率先引入了地震區域網絡的概念，其核心思想是把計算機網絡節點概念引入到遙測地震儀系統中，從而將遙測儀器系統作為一個計算機網絡。主機記錄系統、LAUL, LAUX作為網絡節點，配合系統軟件完成控制和管理。408UL大線數傳速率為8. 192MHz，交叉線數傳速率為16. 384MHz，2ms采樣率下大線實時傳輸1000道，交叉線實時傳輸2000道。與408UL相比，428XL的主機系統和數據傳輸結構有重大改進，主機結構采用服務器/客戶機模式，其大線數傳速率為16. 384MHz，單線道能力達到了 2000道/2ms，三維實時道能力為10000道/2ms。美國ION公司也是國際知名的地震儀器、可控震源、地震檢波器、激發源同步系統等地球物理裝備制造商。上世紀八十年代開始涉足地震儀器制造，當時推出的系統-I和系統-II儀器深受用戶歡迎。ION公司非常重視產品的超前研究，近年來率先推出24位A/D地震儀器，Vectorseis數字檢波器(MEMS)，使地震儀器兩次發生革命性的進步。ION公司生產的陸上地震儀器主要包括Scorpion和Aries系統。在2010年，ION公司的陸上儀器部分與中國石油東方地球物理公司(BGP)合并成立了一家新公司IN0VA。 在地震勘探時，為了得到能夠系統地追蹤目的層有效波的地震記錄，在野外資料采集時必須適當地安排和選擇激發點與接收點的相互位置，這種描述激發點和接收點之間以及排列和排列之間位置關系稱為觀測系統。井下微震檢測的地震波采集觀測系統是一種比較特殊的觀測系統，它的激發源為儲層壓裂時破裂產生的微震，分布于井的周圍，具有隨機性。而且能量較弱，信噪比非常低。目前采用的觀察系統均為放射狀，以井口為中心，由若干條測線呈放射狀向外延伸。它的優勢是布設簡單，容易實現，缺點是離中心點越遠，圓弧方向間距越大，不能形成三維圖像。到目前為止，國際上還沒有專用的井下微震檢測的地震儀，均采用常規地震儀進行井下微震檢測，但存在記錄時長不夠，時間精度不夠等問題。
技術實現思路
本專利技術目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種測量井下微震的專用數字地震儀。為實現上述目的，本專利技術用于井下微震檢測的新型數字地震儀用于檢測井中壓裂時產生的地震波，其觀測系統是以井口為圓心，由多個同心圓組成，形成圈狀結構，每個圓周上設置的接收點數可以不同，一般隨著圓周長的增加而增加，以保持接收點分布均勻；其硬件部分由中央控制操作系統CCOS (Central Control Operation System)、根節點RU(Root Unit)、交叉節點XU (Cross Unit)、電源節點PU (Power Unit)、采集鏈AS (Acquisition String)和光纜FL (Fiber Line)等六大單元組成；所述中央控制操作系統CCOS是整個儀器的控制中心和數據回收中心，實現人機交互、排列控制、采集同步、數據回收、質量控制等功能；所述根節點RU通過千兆網線與中央控制操作系統CCOS連接，并根據儀器容量的要求提供1-2個千兆光纜接口與交叉節點XU連接；所述交叉節點XU具有2個光纜接口，可以通過光纜FL串接，并與根節點RU相連接；同時交叉節點XU具有2個專用通信接口，連接由采集鏈AS和電源節點PU任意串接形成的采集線AL(Acquisition Line)。本專利技術數字地震儀的特點是充分考慮了圈狀結構觀測系統的特點，為一種檢測井下微震的專用數字地震儀，并且具有超長的數據采集和記錄能力，也就是所有采集數據均實時傳送和記錄。作為優化，所有采集數據均實時傳送和記錄，所以具有超長的數據采集和記錄能力，可以連續采集幾天、幾周甚至幾個月。作為優化，所述觀測系統①由多個同心圓組成，形成圈狀結構，第i個同心圓的半徑為Ri (i = 1,2, "^max),最小圓的半徑為Rl,最大圓的半徑為Rmax !②相鄰接收點的半徑方向間距(簡稱徑距)DRi = R(i+1)-Ri ;③相鄰接收點圓周方向的弧長間距(簡稱弧距)為DLi，并有DLmin ( DLi ( DLmax，其中最短弧長為DLmin，最長弧長為DLmax。④第i個圓周上布設Mi個接收點并均勻分布，并且Mi = NX2m(N = 3,4,5,6,7,8,…；m = 0，1,2,3,…)，即每個圓周上布設的接收點為最內圈的2倍數(最內圈除外)。作為優化，所述中央控制操作系統CCOS置于儀器車上，是整個數字地震儀的主要控制單元，硬件部分由計算機服務器Server、網絡交換機Switch、客戶計算機終端PC、存儲設備Storage device、繪圖設備Plotting equipment和GPS等組成；軟件由操作系統軟件和控制操作軟件等組成；GPS除提供位置坐標信息外，還給儀器授時，確保長時間記錄的時間準確性。所述網絡交換機Switch與存儲設備Storage device、繪圖設備Plottingequipment和多個并列的客戶計算機終端PC相連，網絡交換機Switch再連接計算機服務器Server,計算機服務器Server向外連接根節點RU。作為優化，所本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭建，劉光鼎，徐善輝，張正峰，
申請(專利權)人：中國科學院地質與地球物理研究所，北京吉奧菲斯科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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