專利名稱:三軸傳感器的制作方法
本發(fā)明涉及地震傳感器，尤其是一種沿相互正交的軸檢測地震信號的裝置。
在地震法勘探中，一個地震源，例如一個振動器或者炸藥產(chǎn)生一個傳到地球中的地震信號。該地震信號從導入點以一擴大著的球形波陣面在地球中傳播。當該波陣面碰到地下巖層中構(gòu)造或結(jié)構(gòu)的變化處時，波陣面的一部分就可能被反射回到地面。反射到達地面的地震信號可由地震傳感器檢測，例如由置于地面的地震檢波器或置于水下環(huán)境中的水下地震檢波器所檢測。
產(chǎn)生于震源並反射到地面的地震信號主要包括幾種地震波型，每種型式具有與其它型式相區(qū)別的特征。地震波的波形包括壓縮波和剪切波，總稱為體波;還有兩種被稱為瑞利(Raleigh)波和樂甫(Love)波的表面波。壓縮波和剪切波通常分別被稱為主波(P)和次波(S)，由于它們以不同的速度傳播，並且它們與表面波不同，能傳播到更深的深度，因此是地球勘探中所特別感興趣的。
壓縮波與剪切波的粒子運動各不相同。在壓縮波中，在波傳播期間，傳播中的波中的粒子作聚集和疏散交替的運動，其間傳播媒介中鄰近的粒子靠近，然后再分開。因此，壓縮波中的粒子總是在波的傳播方向上運動。在剪切波中，粒子運動平行于波陣面呈波浪形，粒子的運動總是垂直于波的傳播方向。如果在剪切波傳播期間，所有粒子都呈平行線波動，則說明波在波動的方向偏振。所有粒子運動都是豎直地在水平傳播的偏振剪切波稱為SV波或豎直剪切波;當它的粒子都呈水平運動時，稱為SH波或水平剪切波。剪切波可在水平和豎直以外的平面偏振，但為了研究的目的，可將它們分解成水平和垂直平面的分量。
因為兩種波型的粒子運動和傳播速度不同，在確定地下巖層的特性方面壓縮波和剪切波是重要的。此兩種波型常用來“標記”巖層構(gòu)造的傳播特征。巖層的這些特征可以用沿地面放置的傳感器或置于洞穴不同深度中的傳感器來測量。
已往，對這兩種體波的檢測采用傳統(tǒng)的地震檢波器來完成。該地震檢波器置于地面上，它們單一的靈敏軸或成水平定向以測量剪切波，或成豎直定向以測量壓縮波。每一個傳感器必須適當?shù)刂糜诘孛嫔?，以確保相對于待測信號傳播方向有合適的取向。這對于用來檢測14赫茲(Hz)或更低頻率的傳感器來說是極為嚴格的。傾斜角為5度或大于5度時，低頻傳感器就不起作用了。
在后來的檢測器中，將三個傳感器安裝到單一的底座上，它們的靈敏軸安裝成相互成90度。這樣由三個傳感器組成的一個裝置就可以用來既檢測壓縮波又檢測剪切波了。但是，在這種傳感器中，與已往的單一傳感器一樣存在定向問題。該傳感器必須被合適地定向以使得其軸既有垂直的又有水平的，以便每種波型都能被檢測到。
在垂直的地震測量布置中亦存在類似的問題，其中傳感器置于鉆探穴中。鉆探穴不是理想的圓筒，鉆探穴的直徑既存在不規(guī)則性又存在傾斜。通常當安裝在鉆探穴中的傳感器沿著鉆探穴側(cè)壁緊緊插進時，其定向不是處于垂直或水平的方向。為了解決鉆探穴中的傳感器傾斜問題，傳感器被懸掛在套筒中的一個樞軸上。一個傳感器被垂直安裝，而兩個傳感器被水平安裝，且相互成90度。當鉆探穴壁受力而使傳感器外殼傾斜時，支撐在樞軸的傳感器以合適的朝向成豎直懸掛，以便同時檢測到壓縮波和剪切波。該裝置的一個主要缺點是當傾斜時，水平的傳感器並不保持相互垂直。水平傳感器應和豎直朝向的相座互相垂直，但當機座傾斜時，兩個水平傳感器就呈現(xiàn)在它們的軸相互不成90度的方向上。如果機座水平定位，而使傳感器可自由地繞軸轉(zhuǎn)動，它們就能基本上互相平行，因此而檢測到相同的信號。
解決維持傳感器相互垂直問題的其它嘗試是采用平衡環(huán)。裝在單一底座上的三個地震檢波器安裝在一多軸平衡環(huán)上。這使得為鉆探機使用的平衡環(huán)傳感器組件有很大的直徑。另外，當沿外平衡環(huán)的轉(zhuǎn)軸傾斜得太厲害時，機座的朝向也變得不定了。使用單平衡環(huán)的地震檢波器組件的主要缺點是尺寸問題。
圖7、圖8和圖9表示一種最近的改進形式，它包括分別安裝在一平衡環(huán)上的各個傳感器。單個安裝傳感器使得機具的直徑減小，但同樣存在維持傳感器軸互相垂直的問題。當機具傾斜時，平衡環(huán)就轉(zhuǎn)動，使得起初在第一位置是相互垂直的兩個水平傳感器的軸在第二個傾斜位置上基本上變成互相平行了。這是由于相對于其它平衡環(huán)的外轉(zhuǎn)軸成90度的平衡環(huán)的外轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動失調(diào)所引起的。當平衡環(huán)轉(zhuǎn)動時，內(nèi)轉(zhuǎn)軸變成平行，因此，傳感器的靈敏軸也成平行了。單個平衡環(huán)式地震檢波器的另一個主要缺點是，當在包含外轉(zhuǎn)軸的平面中傾斜超過某臨界角度時，地震檢波器的位置是不確定的。當一外轉(zhuǎn)軸被傾斜到盡頭時，為穩(wěn)定平衡環(huán)所需的恢復力或重力，不能使其繞軸轉(zhuǎn)動，因此，使地震檢波器繞傾斜的軸漂移。
本發(fā)明的目的在于沿一組互相垂直的軸向檢測地震信號。
本發(fā)明的另一個目的在于使用一安裝在外殼中的常規(guī)的平衡傳感器來檢測地震信號。
本發(fā)明的又一個目的在于，當外殼或機座朝向任何角度時，保持所說傳感器的靈敏軸互相垂直和與重力有關(guān)的朝向。
在本發(fā)明的一個實施例中，一組地震傳感器，例如地震檢波器或加速計被平衡式地安裝在一外殼中。每個傳感器的靈敏軸被定向，使其互相垂直。由于將各個平衡環(huán)的外轉(zhuǎn)軸安裝成與其它平衡環(huán)的外轉(zhuǎn)軸互相平行，而使得不管外殼處在任何方向都能保持傳感器的軸互相垂直。平衡環(huán)裝置也使得靈敏軸被保持在與重力垂直的平面中。
在本發(fā)明的另一個實施例中，至少一個傳感器水平地安裝在一單軸平衡環(huán)或樞軸上，其靈敏軸與轉(zhuǎn)軸垂直。在該傳感器組件中，樞軸的轉(zhuǎn)軸應與其它平衡環(huán)的外轉(zhuǎn)軸平行或共面。外轉(zhuǎn)軸的共面定向保證了傳感器能維持它們之間的相互垂直。當外殼傾斜時，樞軸的安裝維持了靈敏軸的水平方位。
在本發(fā)明的另一個實施例中，與傳感器的電連接是通過和平衡環(huán)軸成一整體的匯電環(huán)來代替分離的金屬導線。
在本發(fā)明的又一個實施例中，在平衡環(huán)上附加有機械限位裝置，以防止各個轉(zhuǎn)臺繞各轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動360度，保證傳感器超過一給定的臨界角時不致變得不確定。
從以下的詳細說明和附圖可得到對本發(fā)明的好處和優(yōu)點的更好理解。其中圖1是對地震法測量的一般性說明;
圖2是對一種垂直的地震法測量的一般性說明;
圖3是一個垂直地震法測量用的探棒的示意圖;
圖4A-C是本發(fā)明一個傳感器組件實施例的斷面圖;
圖5是可用于瞬時傳感器組件的平衡環(huán)裝置的另一個實施例;而圖6是用于本發(fā)明的另一個平衡環(huán)的實施例。
參照附圖，相同的標號代表相同的部件。其中，圖1概要地說明采用地震檢測器系統(tǒng)(用14表示)沿地面12所進行的地震測量10。地震檢測器系統(tǒng)可以包括一組按預定間隔沿地面布置的傳感器組件16，用一給定長度的電纜20將每個傳感器連接起來並接到一遙測記錄裝置18上。為了行動方便，可將遙測記錄裝置18安裝到一汽車22上。處于或接近于地面12的地震源產(chǎn)生一地震信號，該信號以一擴大著的波陣面從引發(fā)點迅速地傳播出去。在巖石結(jié)構(gòu)或成分不規(guī)則的巖層處，地震信號部分被反射，然后在地面12由那組傳感器組件16所接收。傳感器組件16可將接收到的地震信號的動能轉(zhuǎn)化成電或光信號，通過電纜20傳送到遙測記錄裝置18。
圖2是在一個鉆井或鉆探穴28中實施垂直地震測量26的概要說明。鉆探穴28可包括一預定的部分28′，在那里偏離垂直成一角度(α)，例如70度或更大。探棒30可由一段纜索32從一支架34，例如置于上方的井架或吊車懸吊著放到鉆探穴28(28′)中預定的深度上。探棒30可由一從探棒內(nèi)部作用的可調(diào)錨栓或卡鉗35使之沿著鉆探穴的內(nèi)壁推進?？拷@探穴28頂部部分的纜索可繞過滑輪36並繞在一絞盤38上。纜索32可通過絞盤38與遙測記錄裝置18相連接，記錄裝置可置于一簡單的窩棚40中。
圖3是探棒30的示意圖。探棒可包括一個或多個傳感器組件16。傳感器組件16可以通過一導線20與地面上的遙測記錄裝置相連接，電線20可以是纜索32的一部分。在圖3中，將傳感器組件表示成一安裝在探棒30直徑之內(nèi)的細長盒42。雖然外殼最好是細長形狀的，但不是非要這樣不可。探棒30中的其它元件可包括輻射源和檢測器，電的或阻抗性的傳感裝置，以及其它測井機相應的部件。
圖4A-C是圖3中所描述的傳感器組件16的斷面圖。其中圖4A說明傳感器組件16由一外殼42封住。外殼42可用黃銅或其它非磁性、高強度材料制造。外殼42可容納一框架或底座44，它有一組例如4個支架46，它們可通過端部構(gòu)件48互相連接起來。另外，支架46也可以是一個整體，由一外徑大體上等于外殼42內(nèi)徑的圓筒構(gòu)成。端部構(gòu)件48封住外殼42的兩端。圓環(huán)50可以埋進位于端部構(gòu)件48周圍的溝槽52內(nèi)，以與外殼42的內(nèi)表面形成密封連接。
在框架44中至少安裝兩個，最好是三個地震傳感器，例如地震檢波器或加速計54、56和58。眾所周知，典型的地震檢波器有一個與其內(nèi)部的動圈或磁鐵的縱軸有關(guān)的單一靈敏軸。每個傳感器54-58可安裝在雙軸平衡環(huán)60、62、64上，平衡環(huán)垂直地安在支架之間。每個平衡環(huán)60-64上可包含一個外轉(zhuǎn)臺66，它有一由接合到支架46上的銷釘69限定的外轉(zhuǎn)軸68。各個外轉(zhuǎn)臺66可以沿直徑在其下方安裝一平衡砝碼67，並在每個銷釘69的接合處與外轉(zhuǎn)臺聯(lián)結(jié)在一起。平衡砝碼67使外轉(zhuǎn)臺重心(CG)基本上處于外轉(zhuǎn)軸48下方。這對外轉(zhuǎn)臺提供了一較大的恢復力以維持外轉(zhuǎn)臺相對于重力的水平位置。每一平衡環(huán)還可有一由轉(zhuǎn)臺70，內(nèi)轉(zhuǎn)臺有與轉(zhuǎn)軸68成90度的內(nèi)轉(zhuǎn)軸72，內(nèi)轉(zhuǎn)軸由一伸到外轉(zhuǎn)臺66內(nèi)的銷釘73所限定。內(nèi)轉(zhuǎn)臺70設計成使得其質(zhì)量的大部分基本處于內(nèi)轉(zhuǎn)軸72的下方。每一傳感器54-58可以容納在位于內(nèi)轉(zhuǎn)臺70頂部的支座74之內(nèi)。支座最好有足夠深度，以便各傳感器54-58的一半或更多的部份位于內(nèi)轉(zhuǎn)軸72和外轉(zhuǎn)軸68的下方。其目的在于保持內(nèi)轉(zhuǎn)臺的重心(CG)低于內(nèi)轉(zhuǎn)軸，以便提供更大的恢復力(在支點上較長的力臂)從而維持其相對于重力的水平取向。在任何情況下，每個平衡環(huán)可以繞轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動?？梢圆捎脟@各個銷釘?shù)妮S承來增加繞軸轉(zhuǎn)動的容易程度。
可以將傳感器54-58安裝在各平衡環(huán)60-64的內(nèi)轉(zhuǎn)臺70上，使三個傳感器的靈敏軸互相垂直，如圖4B和4C所示。因此，最好使傳感器54的靈敏軸垂直定向，而使傳感器56和58的靈敏軸成水平，傳感器56垂直于外轉(zhuǎn)軸68，而傳感器58平行于外轉(zhuǎn)軸68。這樣定向使靈敏軸有最佳的正交狀態(tài)。將平衡環(huán)60-64安裝到外殼(底座)44上時，應當注意使外轉(zhuǎn)軸68排列在相同的垂直平面中並互相平行。
再回來看圖4A，一對導線78使各傳感器54、56和58可動地連接到接線器80，接線器可固定到端部構(gòu)件48之一中，導線對78最好從接線器80沿著縱向支架46通到各平衡環(huán)的轉(zhuǎn)軸68附近。導線對78的回路可以從支架46伸展到傳感器54-58，以便提供一定長度的導體使平衡環(huán)可繞其軸自由轉(zhuǎn)動?？梢詫N釘79一類機械止動裝置加到平衡環(huán)上，以防止平衡環(huán)繞它們的轉(zhuǎn)軸擺動360度而毀壞電線回路。止動裝置也保證在外轉(zhuǎn)軸68平面中超過某個預定的臨界傾斜角時傳感器不會變得擺動不定。
在圖5所示的本發(fā)明的另一個實施例中，兩個平衡環(huán)62和64可安裝在一個其轉(zhuǎn)軸與外殼42的縱軸共心的樞軸84中。樞軸84也可以有一個與上述單個平衡環(huán)上平衡砝碼67作用相同的平衡砝碼85。樞軸84可以有360度的轉(zhuǎn)動自由度，但最好是將其轉(zhuǎn)動限為180度。這對于外殼提供了較大的傾斜能力，尤其是當其在包含外轉(zhuǎn)軸68的平面中傾斜時更是這樣。當傾斜時，縱的平衡環(huán)84可能轉(zhuǎn)動，使外轉(zhuǎn)軸68垂直于傾角方向。機械止動裝置，例如銷釘或擋塊可以防止過分地轉(zhuǎn)動，從而不破壞通向傳感器54-58的電線回路78。
在本發(fā)明的另一實施例中，平衡環(huán)62可以是一個樞軸88。很明顯，單一的轉(zhuǎn)軸與上述的轉(zhuǎn)軸68是一樣的。可以水平地安裝傳感器56，並使其靈敏軸與轉(zhuǎn)軸垂直。可借助上述的機械止動裝置來將樞軸的轉(zhuǎn)動限制在180度或小于180度。
在本發(fā)明的又一個實施例中，可以如圖6所示的那樣，將導電線路換成匯電環(huán)。為說明這一點，匯電環(huán)導體86在安裝在兩個支架46之間的樞軸88上被表示出來。轉(zhuǎn)動臺90有一水平安裝的傳感器92，還包含有安裝在一絕緣體96中伸出去的銷釘94。兩個由絕緣體96包圍著的導線插頭98伸進轉(zhuǎn)動臺90並穿過銷釘94。導線插頭98與傳感器92上相應的電極連接。銷釘94的自由端可裝在軸承100中，軸承100支承在支架46包含的蓋102中。匯電式接觸器104可使每個銷釘94的自由端穿過軸承100，並緊緊頂著非導電蓋板106與之接合。匯電接觸器104可以有一焊座或?qū)п?08從其上面伸出並通過蓋板106，使之能在那里連接導線110。雖然圖6中表示的是一個樞軸88平衡環(huán)，但是很清楚，實際上同樣的主要構(gòu)件也可應用在本發(fā)明所用的雙軸平衡環(huán)上。
可以用油81來填充外殼42並封住傳感器54-58。油81最好是不導電的，在22攝氏度時，其粘度近似等于12000厘泊(CP)，工作溫度范圍近似為一40℃至260℃。油81緩沖了平衡環(huán)的擺動而減少了由傳感器所產(chǎn)生的噪聲或“擾動”。油也起著傳感器對外殼的高頻偶合作用。沒有油，傳感器只是通過平衡環(huán)與外殼連系，這將會減弱高頻信號。
運轉(zhuǎn)中，單獨的傳感器組件16可以如圖1所示的那樣，沿地面12放置?？捎眠B接于外殼表面並插入地中的釘子來加強每個傳感器與地面間的聯(lián)結(jié)。傳感器組件16也可裝入一探棒30而置于一預定深度的鉆探穴中。探棒可以借助已知的裝置例如卡鉗或鎖定臂緊靠穴壁推進。
上面提到的每種結(jié)構(gòu)中，當外殼42沿任何平面傾斜時，重力就作用在各平衡環(huán)上，使得每個平衡環(huán)的各轉(zhuǎn)動臺的重心(CG)呈現(xiàn)在能量最低點。各個平衡環(huán)實際上是同樣地安裝在底座上，它們的轉(zhuǎn)軸是在共同的平面中，對外殼的傾斜有相同的響應。由于各個傳感器是使其靈敏軸相互垂直地安裝在平衡環(huán)上，因為各個平衡環(huán)對重力的響應相同，所以它們將保持其靈敏軸互相垂直。
為說明問題起見，這里僅用一些特征來描述本發(fā)明。對于本技術(shù)領(lǐng)域：
的專業(yè)人員來說，將會提出某些改變，但是對于那些只由從屬權(quán)利要求
所限定的改變，都應包括進本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種接收地震信號的裝置(16)，其特征在于該裝置包括有一個外殼(44)；至少兩個地震傳感器(56、58)；和將所述傳感器安裝在所述外殼中以沿互相垂直的水平軸檢測地震信號的裝置(62、64)，所述安裝裝置(62、64)適合于保持所述傳感器相對于重力的水平取向且相互垂直，而與外殼朝向如何無關(guān)。
2.一種沿一組相互垂直的軸檢測通過地層傳播的地震信號的裝置(16)，其特征在于該裝置包括將所述裝置與大地接合的裝置(44);安裝在所述接合裝置內(nèi)以沿預定的相互垂直的軸檢測地震信號、並相對重力有適當取向的裝置(54-58);將所述檢測裝置和所說的與大地接合的裝置連接起來的裝置(60-64)，當所述接合裝置朝向任何角度時，所述檢測裝置保持相互垂直並維持其相對于重力的方向;以及將所述檢測裝置與記錄地震信號的裝置(18)連接起來的裝置(78)。
3.一種沿多個互相垂直的軸檢測地震信號的傳感器組件(16)，其特征在于該組件包括一個具有一縱軸的外殼(44);一組傳感器(54-58)，每一傳感器有一個對所述地震信號的靈敏軸，並安裝在外殼內(nèi)，以使得所述多個傳感器中的每一個的靈敏軸包含在一個給定的平面中，且方向互相垂直，每個給定平面有一與重力有關(guān)的特定方向;使所述多個傳感器與所述外殼連接的裝置(60-64)，在所述外殼實際上朝向任何方向時，所述多個傳感器中的每一個所具有的靈敏軸方向互相垂直並包含在與重力有關(guān)的給定平面中;以及使所述多個傳感器中的每一個與一遙測記錄裝置(18)相連接的裝置(78)。
4.一個沿多個相互垂直的軸檢測地層中瞬時地震信號的裝置(16)，其特征在于該裝置包括一個外殼(44);一組傳感器(54-58)，每個傳感器有一縱軸，安裝在所述外殼內(nèi)的給定平面中並使所述多個傳感器的縱軸互相垂直，而所述給定平面有相對于重力的特定朝向;將所述多個傳感器與外殼接合的裝置(60-64)，在所述外殼朝向任何方向時包含所述縱軸的給定平面保持其相對重力的特定朝向，且所述多個傳感器的縱軸保持互相垂直;以及使多個傳感器與遙測記錄裝置(18)連接的裝置(78)。
5.一個沿互相垂直的軸檢測地震信號的裝置(16)，其特征在于該裝置包括一個外殼(44);裝在所述外殼內(nèi)的一組傳感器(54-58)，每個傳感器有對地震信號的靈敏軸;將所述多個傳感器中的至少兩個(56、58)與所述外殼沿一共同平面接合的裝置(62、64)，上述至少兩個傳感器的靈敏軸包含在一水平的平面中且彼此互相垂直，當外殼朝向任何方向時，所述多個傳感器的各靈敏軸保持互相垂直並相對于重力保持在一特定方向上。
6.一個沿互相垂直的軸接收地震信號的裝置(16)，其特征在于該裝置包括一個外殼(44);一組傳感器(54-58)，各傳感器均有一個對地震信號的靈敏軸;將所述多個傳感器按一與重力有關(guān)的特定方向懸掛在所述外殼之內(nèi)的裝置(60-64)，它處在所述外殼之內(nèi)並沿一共同平面與之接合，至少兩個傳感器(56、58)的靈敏軸在一水平面中並互相垂直，當所述外殼朝向任何方向時，所述至少兩個傳感器中的每一個的靈敏軸保持互相垂直並在所述的水平面中保持其特定朝向。
7.一種至少沿兩個互相垂直的軸檢測瞬時地震信號的傳感器(16)，其特征在于該傳感器包括一個外殼(44);至少兩個安裝在所述外殼中的檢測器(56、58)，它們各有一個對地震信號的靈敏軸;用于所述的至少兩個檢測器中的每一個的雙軸平衡環(huán)(62、64)，各平衡環(huán)有一與外殼沿一公共平面接合的外轉(zhuǎn)軸(68)，在平衡環(huán)上安裝上述檢測器，使其靈敏軸包含在一水平面中並相對于其它檢測器垂直定向，當所述外殼朝向任何方向傾斜時，上述至少兩個檢測器保持互相垂直並保持相對于重力的一個特定朝向。
8.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于該裝置包括使所說傳感器與遙測記錄裝置(18)連接的裝置(78)。
9.按照權(quán)利要求
8所述的裝置，其特征在于所述的連接裝置(78)有一組將所述傳感器與遙測記錄裝置互相連接起來的導體。
10.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于其中至少一個安裝裝置(62)是一個單轉(zhuǎn)動軸的樞軸(90)。
11.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于所述的安裝裝置(60-64)是一個平衡環(huán)。
12.按照權(quán)利要求
10所述的裝置，其特征在于裝在所述樞軸上的傳感器(92)有一方向與所述轉(zhuǎn)軸垂直的靈敏軸。
13.按照權(quán)利要求
8所述的裝置，其特征在于所述的將傳感器與遙測記錄裝置連接的裝置是至少兩個與所述安裝裝置成一整體的匯電環(huán)導體(86);一組導體(98)使傳感器與匯電環(huán)導體連接;一組導體(110)使上述匯電環(huán)導體與上述遙測記錄裝置連接。
14.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于所述的地震傳感器(54-58)是地震檢波器。
15.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于所述的地震傳感器(54-58)是加速計。
16.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于有一粘性的、非導電性的油(81)填充在所述外殼中，以使每一個傳感器與所述外殼耦合。
17.按照權(quán)利要求
11所述的裝置，其特征在于所述平衡環(huán)有第一和第二轉(zhuǎn)動臺(66、70)，第一轉(zhuǎn)動臺沿第一轉(zhuǎn)軸(68)與所述外殼可轉(zhuǎn)動地接合，並有一個低于第一轉(zhuǎn)軸的重心;第二轉(zhuǎn)動臺安裝在第一轉(zhuǎn)動臺之內(nèi)並沿一個與上述第一轉(zhuǎn)軸垂直的第二轉(zhuǎn)軸(72)與第一轉(zhuǎn)動臺形成可轉(zhuǎn)動的接合，上述第二轉(zhuǎn)動臺有低于第一和第二轉(zhuǎn)軸的重心。
18.按照權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于將所述檢測裝置與所述和大地接合的裝置連接起來的裝置是一組平衡環(huán)(60-64)，各平衡環(huán)有安裝在一公共平面內(nèi)並連接到所述外殼的第一轉(zhuǎn)軸。
19.按照權(quán)利要求
18所述的裝置，其特征在于所述的將檢測裝置與地震信號的記錄裝置連接起來的裝置是一組導體(78)，其中每個導體有一個從檢測裝置伸向地震信號記錄裝置的導電回路。
20.按照權(quán)利要求
19所述的裝置，其特征在于將檢測裝置與地震信號記錄裝置連接起來的裝置包括至少兩個匯電環(huán)導體(86)，它與所述多個平衡環(huán)(60-64)的每個外轉(zhuǎn)軸(68)成一整體;一組使檢測裝置與所述匯電環(huán)導體連接起來的導體(98);和一組使匯電環(huán)導體與地震信號記錄裝置連接起來的導體(110)。
21.按照權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于所述的檢測裝置是地震檢波器。
22.按照權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于所述的檢測裝置是加速計。
23.按照權(quán)利要求
20所述的裝置，其特征在于使所述檢測裝置與所述接合地殼的裝置耦合的方法是使用了不導電的粘性油(81)。
24.按照權(quán)利要求
3所述的傳感器組件，其特征在于所述的將多個傳感器與外殼連接的裝置包括支撐所述外殼(44)的底架(46、48);一組平衡環(huán)(60-64)，每個平衡環(huán)有第一和第二轉(zhuǎn)臺(66、70)，它們可分別繞互相垂直的第一和第二轉(zhuǎn)軸(68、72)轉(zhuǎn)動，每個平衡環(huán)的第一轉(zhuǎn)軸在一包含所述縱軸的公共平面內(nèi)平行排列並連到所述外殼上。
25.按照權(quán)利要求
24所述的傳感器組件，其特征在于所述多個平衡環(huán)中至少一個是一樞軸(88)，它有一個和所述多個平衡環(huán)的第一轉(zhuǎn)軸共面的轉(zhuǎn)軸，所述樞軸有一裝在其上的傳感器，傳感器有一水平朝向並與樞軸轉(zhuǎn)軸垂直的靈敏軸。
26.按照權(quán)利要求
24所述的傳感器組件，其特征在于所述的將許多傳感器與外殼偶合的方法是利用了一種不導電的粘性油(81)。
27.按照權(quán)利要求
4所述的檢測瞬時地震信號的裝置，其特征在于所述的將多個傳感器與外殼連接起來的裝置包括一框架(46-48);一組平衡環(huán)(60-64)，每個平衡環(huán)有第一和第二轉(zhuǎn)臺(66-70)，第一轉(zhuǎn)臺沿第一轉(zhuǎn)軸(68)與所述框架可轉(zhuǎn)動地連接，並有一實際上低于第一轉(zhuǎn)軸的重心;所述第二轉(zhuǎn)臺安裝在所述第一轉(zhuǎn)臺之內(nèi)並沿一垂直于第一轉(zhuǎn)軸的第二轉(zhuǎn)軸(72)可轉(zhuǎn)動地連接在第一轉(zhuǎn)臺上，所述第二轉(zhuǎn)臺上有按預定方向安裝在其上的傳感器組中的一個，第二轉(zhuǎn)臺有一個實際上低于第一和第二轉(zhuǎn)軸的重心。
28.按照權(quán)利要求
27所述的檢測瞬時地震信號的裝置，其特征在于其中將多個傳感器與外殼偶合的方法是利用了填充在外殼中並包圍著所述傳感器的非導電性粘性油(81)。
29.按照權(quán)利要求
28所述的檢測瞬時地震信號的裝置，其特征在于所述多個傳感器(56)中至少一個是由樞軸(88)與所述框架連接，樞軸有一與所述多個平衡環(huán)的第一轉(zhuǎn)軸共面的轉(zhuǎn)軸，至少一個傳感器有水平朝向的、並與所述樞軸的共面轉(zhuǎn)軸垂直的縱軸。
30.按照權(quán)利要求
29所述的檢測瞬時地震信號的裝置，其特征在于所述的多個傳感器是地震檢波器。
31.按照權(quán)利要求
30所述的檢測瞬時地震信號的裝置，其特征在于所述的傳感器是加速計。
32.按照權(quán)利要求
23所述的裝置，其特征在于所述的多個平衡環(huán)的每一個各有一處在所述第一轉(zhuǎn)軸下面的平衡砝碼(67)。
33.按照權(quán)利要求
24所述的傳感器組件，其特征在于所述的多個平衡環(huán)的每個各有一裝在所述第一轉(zhuǎn)臺下面並與第一轉(zhuǎn)臺連起來的平衡砝碼(67)。
34.按照權(quán)利要求
29所述的檢測瞬時地震信號的裝置，其特征在于所述的多個平衡環(huán)各有一重物(67)處于所述第一轉(zhuǎn)臺之下並與其連接起來。
專利摘要
一個用于沿地面或在一鉆探孔中沿互相垂直的軸檢測地震信號的傳感器組件。該傳感器組件包括至少兩個平衡地安裝在一個外殼之內(nèi)的地震檢波器或加速計，使得當外殼朝向任何方向時，封裝在其中的地震檢波器維持在它們各自與重力有關(guān)的平面中，且它們對地震信號的靈敏軸保持互相垂直。
文檔編號G01V1/16GK87107053SQ87107053
公開日1988年7月27日 申請日期1987年10月21日
發(fā)明者威廉姆·D·麥克尼爾, 詹姆斯·A·薩克特, 約·N·伍德, 朱利安·索利茨 申請人:西方國際阿特拉斯公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan