專利名稱：地震傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器裝置。
背景技術(shù)：
通常在勘探期間使用檢測(cè)器陣列采集地震數(shù)據(jù)。在海上勘探的情況下，水中檢波 器測(cè)量在水中由于引入地震波而引起的壓力波動(dòng)。地震檢波器測(cè)量諸如位移、速度或加速 度的矢量。在海上勘探的情況下，通常被間隔開(kāi)大約100米的多根電纜或拖纜在船后面被 拖曳。每一個(gè)電纜具有沿電纜以一定距離間隔開(kāi)的檢測(cè)器。在陸上勘探的情況下，地震檢波 器陣列以近似網(wǎng)格結(jié)構(gòu)布置在具有地震檢波器的地面上。檢測(cè)器陣列檢測(cè)從來(lái)自震源(例 如，用于海上勘測(cè)的氣槍)的信號(hào)反射的地震信號(hào)。在洋底(0BC或0BS)采集中，檢測(cè)器陣 列固定在海底上。在這種情況下，震源可以是安裝在船上的氣槍。不同類型的勘探之間的差主要考慮不同物理環(huán)境的不同傳播特性。在不同的勘探 環(huán)境中存在不同的問(wèn)題，并且使不同的影響減輕。例如，海上勘測(cè)涉及在海底處非常顯著的 反射，其中在邊界的任一側(cè)的音速之間具有較大差異。陸上勘探遇到不期望的傳播，包括剪 切波(又被公知為S波)和洛夫波，所述剪切波和洛夫波在海上勘探中不存在。因此，在不 同的勘探環(huán)境中使用不同的硬件和不同的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。由陸地勘探傳感器檢測(cè)到的波類型主要有四種。這些波為S波、洛夫波、P波(又 名初至波，因?yàn)樗鯬波在地震之后首先被檢測(cè)到)和瑞利波。瑞利波和洛夫波是水平傳 播的面波，而S波和P波傳播通過(guò)主體，并因此對(duì)地震勘探者最感興趣。P波是壓縮波，瑞利 波具有涉及壓縮波波型的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，而S波和洛夫波沒(méi)有壓縮波分量。瑞利波和洛夫波一起被成為“地滾波”。這些波通常被認(rèn)為是有噪點(diǎn)的，并且在一 定程度上掩蓋從正在被勘探的地質(zhì)的邊界反射。因此，從陸上勘探數(shù)據(jù)除去地滾波的影響 是非常感興趣的。已經(jīng)發(fā)展了減小地滾波的振幅并因此提高反射的不同技術(shù)。通常使用的技術(shù)包括布置垂直分量地震檢波器的密集現(xiàn)場(chǎng)陣列或單個(gè)傳感器。在 進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理中，使用傾角或速度過(guò)濾器對(duì)地滾波進(jìn)行衰減。為了避免空間假頻，這種 技術(shù)要求在沿測(cè)線方向上(即，在震源接收器方向上)每個(gè)最小波長(zhǎng)至少兩個(gè)地震檢波器。 可以使用二維地震檢波器陣列減小地震能的雜亂散射。理想地，這種陣列具有與震源在一 直線上并橫向于所述震源的采樣間隔。當(dāng)可從三分量地震檢波器獲得數(shù)據(jù)時(shí)，可以應(yīng)用偏振過(guò)濾。偏振過(guò)濾通過(guò)在所述 瑞利波部分的水平分量與垂直分量之間的90度相移識(shí)別地滾波的瑞利波部分，從而允許 通過(guò)數(shù)據(jù)處理除去所述瑞利波部分。Ktagh和Peardon在1995年在First Break, 13，9第 369_378 頁(yè)，F(xiàn)irst Breakl3,9,369-378. ISSN(印刷)0263_5046 中在"Ground roll and polarization”中已經(jīng)論述了偏振過(guò)濾，并且最近已經(jīng)由Kappius和Crewe在2002年在 CSEG Geophysics 中在"Adaptive Vector Filters for Ground roll Reduction，，(可從 http://www. cseg. ca/conferences/2002/2002abstracts/Kappius_R_Adaptive_Vector_ filters_for_Ground_Roll_Reduction_.pdf.得到)中進(jìn)行了 改進(jìn)。如 Lawton，D. C.和
4M. B. Bertam 在 1991 年(可從 http //www. ctewes. org/Reports/1991/1991-01. pdf 獲得) 所述，全方面檢波器是一種具有水平和垂直地震檢波器以及信號(hào)處理單元的裝置，所述信 號(hào)處理單元在輸出之前將偏振過(guò)濾器應(yīng)用到數(shù)據(jù)。因?yàn)榫徛齻鞑サ牡貪L波局部衰減，因此所需的最小空間采樣取決于快速地震反 射。因此，依此方式實(shí)施的勘探通常需要相對(duì)較少的檢波站。然而，因?yàn)槠襁^(guò)濾技術(shù)不考 慮水平分量數(shù)據(jù)上存在的散射的洛夫波，因此所述偏振過(guò)濾技術(shù)在具有復(fù)雜的近地表的區(qū) 域內(nèi)不能很好地工作。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種適于安裝在陸地-空氣界面處的傳感器裝置，所述傳感 器裝置包括填充有流體的殼體；和傳感器排列單元，所述傳感器排列單元支撐在殼體內(nèi)，并且直接聯(lián)接到流體以檢 測(cè)所述流體的移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置可以在傳感器位置處的地滾波的影響，從而避免通過(guò)數(shù) 據(jù)處理來(lái)除去所述影響。傳感器裝置可以通過(guò)包括位于殼體的下部處的聯(lián)接裝置適于安裝在陸地_空氣 界面處?？蛇x地或者另外，傳感器裝置可以通過(guò)包括與傳感器排列單元的傳感器相同定向 的水平儀而適于安裝在陸地_空氣界面處。傳感器排列單元可以包括水中檢波器，但是不包括地震檢波器和加速儀。傳感器排列單元可以包括三個(gè)水中檢波器，所述三個(gè)水中檢波器大致水平布置并 且彼此在不同的方位上。傳感器排列單元可以包括水中檢波器和一個(gè)或多個(gè)地震檢波器或加速儀。可選 地，傳感器排列單元可以不包括水中檢波器，但是包括兩個(gè)或更多個(gè)地震檢波器或加速儀。 在任一情況下，傳感器排列單元可以包括兩個(gè)地震檢波器或加速儀，所述地震檢波器或加 速儀大致水平布置并且彼此在不同的方位上。在這種裝置中，傳感器排列單元可以包括垂 直對(duì)齊的地震檢波器或加速儀和水平對(duì)齊的地震檢波器或加速儀。傳感器排列單元可以包 括兩個(gè)水平對(duì)齊的地震檢波器或加速儀，所述兩個(gè)水平對(duì)齊的地震檢波器或加速儀彼此垂 直地排列。如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器裝置可以包括用于使傳感器排列單元中的 一個(gè)或多個(gè)傳感器與殼體機(jī)械分離的機(jī)械分離裝置。機(jī)械分離裝置包括彈簧和阻尼器裝 置。在加速度消除水中檢波器的情況下，不需要機(jī)械分離。與相對(duì)應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備相比，根據(jù)本發(fā)明的使用傳感器裝置的設(shè)備可以利用明 顯少量的傳感器裝置實(shí)現(xiàn)給定質(zhì)量的數(shù)據(jù)。具體地，在給定尺寸中，設(shè)備可以需要一半數(shù)量 的傳感器裝置，從而對(duì)于一維陣列來(lái)說(shuō)將傳感器裝置的數(shù)量減少50%，而對(duì)于二維陣列來(lái) 說(shuō)將傳感器裝置的數(shù)量減少75%。本發(fā)明的第二方面提供了一種包括安裝在陸地-空氣界面處的傳感器裝置的地 震傳感器設(shè)備，其中，傳感器裝置包括填充有流體的殼體；和
傳感器排列單元，所述傳感器排列單元支撐在殼體內(nèi)，并且直接聯(lián)接到流體以檢 測(cè)到達(dá)流體的移動(dòng)。傳感器裝置可以安裝在陸地_空氣界面處安裝在地表的頂部上?？蛇x地，傳感器 裝置可以在陸地_空氣界面處部分地埋在地面中或設(shè)置在井眼中。所述設(shè)備可以包括位于殼體的下部處的聯(lián)接裝置。所述設(shè)備可以包括水平儀，所 述水平儀與傳感器排列單元的傳感器相同定向。所述設(shè)備可以包括安裝在陸地_空氣界面處的傳感器裝置的一維陣列?？蛇x地， 所述設(shè)備可以包括安裝在陸地_空氣界面處的傳感器裝置的二維陣列。本發(fā)明的第三方面提供一種包括安裝在陸地-空氣界面處的多個(gè)傳感器裝置的 地震傳感器設(shè)備，其中，地震傳感器設(shè)備包括不具有水中檢波器并且與障礙物相鄰的多個(gè) 傳感器裝置，多個(gè)傳感器裝置包括填充有流體的殼體；和水中檢波器和一個(gè)或多個(gè)地震檢波器或加速儀，所述水中檢波器和一個(gè)或多個(gè)地 震檢波器或加速儀支撐在殼體內(nèi)、并且直接聯(lián)接到流體以檢測(cè)流體的移動(dòng)。與相對(duì)應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備相比，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備也可以利用明顯少量的傳感器 裝置實(shí)現(xiàn)給定質(zhì)量的數(shù)據(jù)。具體地，在給定尺寸中，設(shè)備可以需要一半數(shù)量的傳感器裝置， 從而對(duì)于一維陣列來(lái)說(shuō)將傳感器裝置的數(shù)量減少50%，而對(duì)于二維陣列來(lái)說(shuō)將傳感器裝置 的數(shù)量減少75%。


以下參照附圖僅以示例的方式說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1和3-12分別是第一至第十一實(shí)施的傳感器裝置的示意圖；圖2a_2d是當(dāng)圖1傳感器遇到不同類型的波時(shí)傳感器輸出的圖表；圖13-16是裝入圖1和3-12中的一個(gè)的傳感器裝置的實(shí)施的安裝的示意圖；圖17a和18a是傳感器裝置的現(xiàn)有技術(shù)布置的示意圖；和圖17b_17d和圖18b_18e是傳感器裝置的實(shí)施布置的示意圖。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
具體實(shí)施例方式圖1中示出了傳感器裝置的第一實(shí)施例。傳感器裝置100包括殼體101，所述殼體是小的閉合盒。殼體101填充有流體，例 如，填充有油。流體在附圖中被標(biāo)記為流體。殼體可以由例如金屬或塑料構(gòu)造而成。傳感器裝置100包括地震檢波器排列102和水中檢波器(hydrophone)排列103。地震檢波器排列102包括第一地震檢波器104、第二地震檢波器105和第三地震檢 波器106。第一地震檢波器104和第二地震檢波器105布置在水平平面中。第一地震檢波 器104沿χ方向定向，χ方向垂直于y方向，第二地震檢波器105沿y方向定向。第三地震 檢波器沿ζ方向定向，所述第三地震檢波器垂直于第一和第二地震檢波器。第一地震檢波 器104、第二地震檢波器105和第三地震檢波器106可以被分別稱作為χ地震檢波器、y地 震檢波器和ζ地震檢波器。
地震檢波器104、105、106通過(guò)分離裝置107與殼體101機(jī)械分離。分離裝置107 的精確形式可以是不重要的。所述分離裝置可以裝入彈簧和阻尼器系統(tǒng)。分離裝置107的 作用是對(duì)于在IHz與200Hz之間的地震帶寬中的頻率來(lái)說(shuō)抑制殼體101的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)力學(xué) 分離，只有流體的運(yùn)動(dòng)可通過(guò)地震檢波器104-106被感測(cè)到。分離裝置107還用于將地震 檢波器排列102支撐在殼體101內(nèi)的正確位置和方位處。地震檢波器排列102優(yōu)選地在流體中中立地浮動(dòng)。這具體地導(dǎo)致地震檢波器排列 102與殼體101的有效機(jī)械分離。水中檢波器排列103包括單個(gè)水中檢波器。水中檢波器103通過(guò)分離裝置108與 殼體101機(jī)械分離?？蛇x地，使用加速度消除水中檢波器103，在這種情況下，不提供機(jī)械分 離裝置。在任一情況下，水中檢波器排列103優(yōu)選地在流體中中立地浮動(dòng)。在加速計(jì)消除 水中檢波器的情況下，水中檢波器排列103通過(guò)分離裝置108或單獨(dú)裝置連接到傳感器殼 體，以保持所述水中檢波器排列位于殼體101內(nèi)的正確位置處。水中檢波器103的方位在此實(shí)施例中是不重要的。地震檢波器排列102和水中檢波器排列103可以通過(guò)由Wilcoxon研究股份有限 公司制造的TV-001微型矢量傳感器組件提供。這種傳感器組件較小并且是中立浮動(dòng)的?？?以替代地使用任意其它適當(dāng)?shù)难b置。水中檢波器排列103和地震檢波器排列102通過(guò)接線連接到電子模塊109。接線 被布置成最小化傳感器裝置102、103與殼體101之間的機(jī)械聯(lián)接。電子模塊109具有接口、 數(shù)據(jù)處理和通信功能。通信功能可以是有線或無(wú)線的，并且通過(guò)基站提供與數(shù)據(jù)采集設(shè)備 (未示出)的連接，這在以下進(jìn)行論述?？蛇x地或此外，電子模塊109可以包括用于存儲(chǔ)采 集到的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，所述采集到的數(shù)據(jù)最后可以通信給數(shù)據(jù)采集設(shè)備。傳感器裝置100包括電源(未示出)，所述電源例如可以是電池或太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)和 儲(chǔ)存裝置。傳感器裝置100包括安裝在殼體101的最上表面上的水平儀110。水平儀110與 第一地震檢波器104和第二地震檢波器105所位于的平面對(duì)齊。水平儀提供當(dāng)傳感器裝置 100為水平(S卩，水平設(shè)置)時(shí)的指示。這允許操作者確保傳感器裝置被安裝成使得地震檢 波器在完全水平的平面內(nèi)。將箭頭111標(biāo)記在殼體101的最上表面上。箭頭與地震檢波器 104、105、106中的一個(gè)對(duì)齊，在此情況下，箭頭與地震檢波器104對(duì)齊。在最小處，箭頭相對(duì) 于地震檢波器104-106具有已知方位。這允許操作者確保在期望的方位處傳感器裝置安裝 有地震檢波器104、105、106。此外，這有助于操作者確保安裝的多個(gè)傳感器裝置彼此對(duì)齊。水平儀110是傳感器裝置的適于基于陸上應(yīng)用的改進(jìn)。箭頭111也是傳感器裝置 的適于基于陸上應(yīng)用的改進(jìn)。傳感器裝置還包括聯(lián)接裝置112。在基本形式中，所述聯(lián)接裝置是牢牢地固定到殼 體101的下側(cè)的圓錐形堅(jiān)固部件。聯(lián)接裝置112允許傳感器裝置100安裝在陸地中。當(dāng)將 傳感器裝置100定位在地面上時(shí)，通過(guò)在傳感器裝置100上向下施加力而允許傳感器裝置 100部分地被掩埋來(lái)實(shí)現(xiàn)此。聯(lián)接裝置112是傳感器裝置的適于基于陸上應(yīng)用的改進(jìn)。當(dāng) 通常相對(duì)與三分量地震檢波器一起使用時(shí)，連接裝置112可選地可以包括三個(gè)向下突出的 插腳。如以下所述，傳感器裝置100安裝在陸地_空氣界面處。
由于分離裝置108 (或使用加速度消除水中檢波器103)和分離裝置107，地震檢波 器排列102和水中檢波器傳感器排列單元103沒(méi)有遇到到達(dá)殼體101的剪切波。相反，地 震檢波器104、105、106和水中檢波器103僅遇到傳播通過(guò)填充殼體101的流體的聲波。因 此，如以下參照?qǐng)D2a-2d所述，通過(guò)水中檢波器103沒(méi)有檢測(cè)到剪切波或洛夫波。電子模塊 從水中檢波器103接收僅從壓縮波(即，P-波)和瑞利波感測(cè)到的傳感器數(shù)據(jù)。與由傳統(tǒng) 的基于陸地的傳感器裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集相比，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集更加易于解釋。除剪切波和洛 夫波之外的可用數(shù)據(jù)產(chǎn)生更高質(zhì)量的P波反射數(shù)據(jù)。使用有限元數(shù)值模擬已經(jīng)證明了此。以下參照?qǐng)D2a_2d說(shuō)明用于引入垂直傳播的P波和S波以及水平傳播的洛夫波和 瑞利波的水中檢波器103處的壓力波場(chǎng)的說(shuō)明。對(duì)于每一種波型來(lái)說(shuō)，已經(jīng)模擬了水中檢 波器103處的壓力波場(chǎng)。對(duì)于不同波類型來(lái)說(shuō)，圖2a-2d中分別示出了模擬結(jié)果。在這些圖中，P表示來(lái)自水中檢波器103的信號(hào)。在結(jié)果中沒(méi)有使用地震檢波器 104-106。Ux, Uy和Uz分別表示在傳感器殼體101的基部處(即，流體外部)輸入的x、y 和ζ位移分量。垂直軸表示在在水中檢波器103的情況下的壓力(帕斯卡)和在輸入信號(hào) 的情況下的位移(納米)。水平軸表示時(shí)間(毫秒)。附圖允許不同波場(chǎng)的三維分量形象 化，并且顯示所產(chǎn)生的水中檢波器輸出和所述水中檢波器輸出與輸入波的關(guān)系。如圖2a中所示，垂直入射P波具有強(qiáng)ζ分量，但沒(méi)有χ分量和y分量。這些波提 供來(lái)自水中檢波器103的具有相同形狀并且與Uz分量相同的相當(dāng)大的信號(hào)。這清楚地顯示壓力精確地表征入射P波。如圖2b中所示，入射瑞利波具有相當(dāng)大的Uz分量，不是很大的Ux分量和可以忽 略的Uy分量。Uz分量和Ux分量相關(guān)，但是彼此具有相位差。這是因?yàn)樵诠腆w中傳播的瑞 利波具有橢圓形質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，所述橢圓形質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)具有相位錯(cuò)開(kāi)90度的沿測(cè)線方向的分量 和垂直分量。通過(guò)水中檢波器103可清楚地檢測(cè)到瑞利波。通過(guò)當(dāng)殼體101的頂部和底部由于 入射的地震能量而偏轉(zhuǎn)時(shí)引起的上行聲波下行聲波和當(dāng)殼體101的側(cè)部由于入射的地震 能量偏轉(zhuǎn)時(shí)引起的水平傳播聲波，控制在流體中由于入射瑞利波而產(chǎn)生的沿測(cè)線方向質(zhì)點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)和垂直質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。雖然由于信號(hào)通過(guò)流體從殼體的底部傳播到水中檢波器103花費(fèi)的 時(shí)間而具有微小相位差，但是水中檢波器103的輸出幾乎與Ux相同。如圖2c中所示，入射S波提供來(lái)自第一地震檢波器104的相當(dāng)大的信號(hào)或來(lái)自其 它傳感器的可以忽略或不存在的信號(hào)。如圖2d中所示，入射洛夫波提供來(lái)自y地震檢波器 105的相當(dāng)大的信號(hào)和來(lái)自其它傳感器的可以忽略的或不存在的信號(hào)。在兩種情況下，水中 檢波器103沒(méi)有探測(cè)到信號(hào)。如由圖2a_2d的分析可以認(rèn)識(shí)到，只有P波和瑞利波，即，具有壓縮波分量的波被 水中檢波器103測(cè)量到。如以下所述，與傳統(tǒng)的基于陸地傳感器裝置相比，這構(gòu)成了非常顯 著的優(yōu)點(diǎn)，并且可以使用顯著優(yōu)點(diǎn)。再次參照?qǐng)D1，將偏振過(guò)濾應(yīng)用到由地震檢波器排列102提供的數(shù)據(jù)，以分離P波 與地滾波。偏振過(guò)濾可以通過(guò)包括在電子模塊109中的偏振過(guò)濾器實(shí)施，或所述偏振過(guò)濾可 以實(shí)時(shí)或最后在遙控偏振過(guò)濾器(未示出)處實(shí)施。如將要認(rèn)識(shí)的，由地震檢波器測(cè)量到 的沿測(cè)線方向和垂直流體運(yùn)動(dòng)分量相位錯(cuò)開(kāi)90度(χ地震檢波器104和y地震檢波器105
8中的任一個(gè)或兩個(gè)都檢測(cè)基于地震能量在殼體101上的入射方向的沿測(cè)線方向信號(hào))。因 為殼體101的拐角產(chǎn)生聲波(所述聲波促進(jìn)噪點(diǎn)生成)，因此流體由于入射瑞利波的全波場(chǎng) 而變得相對(duì)復(fù)雜。雖然與地震信號(hào)所關(guān)心的最小波長(zhǎng)相比，傳感器裝置100較小，但是沿每 一個(gè)界面的瑞利振幅變化也會(huì)生成聲波。使用傳感器裝置100，通過(guò)偏振過(guò)濾器衰減地滾波。地滾波的衰減意味著壓力測(cè)量 值表示由壓力波產(chǎn)生的壓力，并且不包括由剪切波產(chǎn)生的任意有效分量。這具有兩個(gè)有益效果。首先，與傳統(tǒng)的基于地震檢波器的傳感器裝置相比，因?yàn)橥?過(guò)傳感器裝置100的物理布置，即，沒(méi)有信號(hào)或數(shù)據(jù)處理，除去S波和洛夫波，因此偏振過(guò)濾 更加有效。其次，因?yàn)閮H需要對(duì)P波場(chǎng)進(jìn)行采樣(不需要對(duì)地滾波進(jìn)行采樣)，因此相鄰傳 感器裝置100之間的間距可以大于傳統(tǒng)裝置中的間距。另一方面，在地震勘探中提供良好 水平的數(shù)據(jù)質(zhì)量所需的傳感器裝置100的空間采樣取決于來(lái)自傳感器裝置100下面的反射 波的視速度。傳感器裝置100的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)益處在于通過(guò)水中檢波器和垂直地震檢波器記 錄的組合，可以除去自由液面反射。自由液面反射作用的除去使得可分離上行波場(chǎng)和下行 波場(chǎng)。當(dāng)將裝置掩埋在1米以下的深度處時(shí)，這尤其有益，其中上行波場(chǎng)和下行波場(chǎng)的干擾 的情況可以在地震帶寬中產(chǎn)生虛反射陷頻消減(ghost notch)。相反，使用傳感器裝置100， 可以避免虛反射陷頻消減或者可以至少減輕所述虛反射陷頻消減的影響。圖3中示出了傳感器裝置200的第二實(shí)施例。參照?qǐng)D3，傳感器裝置的水中檢波器 排列103包括三個(gè)水中檢波器201、202、203，所述水中檢波器通過(guò)機(jī)械分離裝置204支撐在 殼體101內(nèi)，所述機(jī)械分離裝置可以包括彈簧和阻尼器。如果使用加速度消除水中檢波器 201-203，則可不提供機(jī)械分離裝置。水中檢波器201-203布置在水平平面中。水平儀110 允許用戶確定何時(shí)水中檢波器201-203正好水平。水中檢波器201-203緊密間隔開(kāi)，即，被 定位成彼此靠近。水中檢波器201-203彼此定向在60°處。雖然不同形狀也可以是適當(dāng) 的。但是在此示例中水中檢波器201-203被布置成等邊三角形形狀。箭頭111表示水中檢 波器101-103中的一個(gè)的方位，或者至少具有相對(duì)于水中檢波器201-203的已知方位。此實(shí)施例使用流體的速度與所述流體的壓力梯度成比例的事實(shí)。通過(guò)求導(dǎo)數(shù)，可 以通過(guò)以下公式計(jì)算在兩個(gè)正交方向上的壓力梯度
dP(±) _ J2Ui^)(細(xì))其中Ui(X)是沿第i個(gè)方向的位置處測(cè)量的位移；ρ是傳感器殼體內(nèi)的流體的密度；T是時(shí)間；以及ρ是測(cè)量的壓力?？梢詮膯蝹€(gè)水中檢波器201-203或從所有三個(gè)水中檢波器201-203的平均獲取壓
力測(cè)量值。由多通道采樣原理已知當(dāng)一個(gè)波長(zhǎng)至少一次進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以對(duì)函數(shù)和所述函 數(shù)的導(dǎo)數(shù)進(jìn)行精確內(nèi)插。壓力p(t)及其在 =時(shí)均勻采樣的空間導(dǎo)數(shù)P' (t)可
9以通過(guò)以下方程重構(gòu)
「。?！? P"、 V p(2kAJt. Ifar .,^f尸(/)=+ --—---— sine---2k
km^t, \ Ii J ν Ω y Ssc Iv Ω 2\. η J(方程2)此方程由 Butzer, PL, Schmeisser, G 禾口 R. L. Stens2001 年在 F. Marvastied.， F. Kluwer Academic/Plenum Publishers, NewYork 中的"An introduction to sampling analysis, in Nonuniform sampling theory and practice，，中。可以通過(guò)電子模塊109實(shí)施信號(hào)處理，或者可以實(shí)時(shí)或隨后遠(yuǎn)程實(shí)施所述信號(hào)處理。由于上述，可以清楚地看到圖3的傳感器排列單元允許對(duì)在一個(gè)波長(zhǎng)距離的兩個(gè) 儀器之間的任一點(diǎn)處所記錄的壓力場(chǎng)進(jìn)行內(nèi)插。與每個(gè)波長(zhǎng)需要兩個(gè)站點(diǎn)的傳統(tǒng)的地震檢 波器記錄相比，這是一個(gè)相當(dāng)大的進(jìn)步。在二維陣列的情況下，可以使用傳感器裝置200實(shí)現(xiàn)沿橫向測(cè)線方向的類似減 少。因此，使用傳感器裝置200的二維陣列可以需要比傳統(tǒng)的地震檢波器陣列少四倍的儀 器，同時(shí)保持相同的數(shù)據(jù)質(zhì)量。這又使得進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)布置所需的硬件量大大減少，并且相應(yīng)地 減少功率消耗。也可使用傳感器裝置200減小給定尺寸的現(xiàn)場(chǎng)布置所需的數(shù)據(jù)通道的數(shù) 量，并且需要被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量相應(yīng)地減少。簡(jiǎn)單的二維插值算法包括使用適當(dāng)?shù)囊痪S算法 內(nèi)插沿一個(gè)方向的數(shù)據(jù)，然后內(nèi)插沿另一個(gè)方向的數(shù)據(jù)?？蛇x地，可以使用其它算法。以上由方程2給出的一維多通道插值定理應(yīng)用到無(wú)限數(shù)量的規(guī)則間隔開(kāi)的接收 器。然而，在沒(méi)有顯著精度損失的情況下可以布置相對(duì)較小的傳感器裝置200。例如，在沒(méi)有 任意顯著精度損失的情況下，可以使用傳感器裝置200的一維陣列64。對(duì)于較小數(shù)量的接 收器和不規(guī)則間隔開(kāi)的數(shù)據(jù)的內(nèi)插來(lái)說(shuō)，可以代替地使用其它算法。適當(dāng)?shù)乃惴梢曰?由 While,Biegert 禾口 Jackson 在 EAGE 67th Conference Technical Exhibition-Madrid, Spain ^^"Gravity Sample Density Reduction Using Gradiometry”巾白勺 MIMAP 胃 法。以下參照?qǐng)D4說(shuō)明傳感器裝置300的第三實(shí)施例。參照?qǐng)D4，與傳感器裝置100 — 樣，傳感器裝置300包括通過(guò)機(jī)械分離裝置108連接到殼體101的單個(gè)水中檢波器103。不 包括水平儀或箭頭。由于其結(jié)構(gòu)，傳感器裝置300能夠執(zhí)行沒(méi)有被剪切波污染的壓縮波記錄。產(chǎn)生的 數(shù)據(jù)相對(duì)易于解釋。然而，每一個(gè)所關(guān)心的信號(hào)的波長(zhǎng)都需要布置傳感器裝置300，以保證 地滾波的正確采樣。以下參照?qǐng)D5說(shuō)明傳感器裝置400的第四實(shí)施例。除了在傳感器裝置400中不存 在水中檢波器之外，傳感器裝置400的物理布置與傳感器裝置100的物理布置完全相同。將偏振過(guò)濾應(yīng)用到由地震檢波器排列102提供的數(shù)據(jù)，以將P波與地滾波分離。偏 振過(guò)濾可以通過(guò)包括在電子模塊109中的偏振過(guò)濾器來(lái)實(shí)施，或者可以通過(guò)實(shí)時(shí)或隨后在 遠(yuǎn)程偏振過(guò)濾器(未示出)處實(shí)施。如將要認(rèn)識(shí)的，由地震檢波器測(cè)量的沿測(cè)線方向的和 垂直流體運(yùn)動(dòng)分量相位錯(cuò)開(kāi)90度(χ地震檢波器104和y地震檢波器105中的任一個(gè)或兩 個(gè)都根據(jù)地震能量在殼體101上的入射方向檢測(cè)沿測(cè)線方向的信號(hào))。因?yàn)闅んw101的拐
10角生成聲波(所述聲波有助于產(chǎn)生噪點(diǎn))，因此流體由于入射瑞利波的全波場(chǎng)而相對(duì)復(fù)雜。 雖然傳感器裝置400與地震信號(hào)的所關(guān)心的最小波場(chǎng)相比較小，但是沿每一個(gè)界面的瑞利 振幅變化也會(huì)產(chǎn)生聲波。因?yàn)閮H需要對(duì)P波場(chǎng)進(jìn)行采樣(不需要對(duì)地滾波進(jìn)行采樣)，因此相鄰傳感器裝 置400之間的間距可以大于傳統(tǒng)布置中的間距。另一方面，在地震勘探中提供良好數(shù)據(jù)質(zhì) 量水平所需的傳感器裝置400的空間采樣僅取決于來(lái)自傳感器裝置400下面的反射波的視 速度，而不是取決于地滾波的視速度。以下參照?qǐng)D6說(shuō)明傳感器裝置500的第五實(shí)施。除了傳感器裝置500不包括ζ地 震檢波器之外，傳感器裝置500的結(jié)構(gòu)與傳感器裝置100的結(jié)構(gòu)相同。除了沒(méi)有ζ地震檢 波器而使得傳感器裝置500不能如此直接地獲得上行波場(chǎng)與下行波場(chǎng)的分離之外，此傳感 器裝置500具有上述關(guān)于傳感器裝置100的所有效果和優(yōu)點(diǎn)。以下參照?qǐng)D7說(shuō)明第六實(shí)施傳感器裝置600。除了傳感器裝置600包括三個(gè)另外 的外部地震檢波器之外，傳感器裝置600與傳感器裝置100相同。第一 χ外部地震檢波器 601、第二 y外部地震檢波器602和第三ζ外部地震檢波器603在外部連接到殼體101。外 部地震檢波器601-603具有與其內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的地震檢波器104-106相同的方位，但是機(jī)械 聯(lián)接到殼體，而不是與所述殼體機(jī)械分離?？蛇x地，外部地震檢波器601-603可以靠近殼體 101被支撐，但是直接聯(lián)接到傳感器裝置600的除了殼體101之外的一些部件。外部地震檢 波器601-603被連接成為電子模塊109提供傳感器信號(hào)。與外部地震檢波器601-603具有與其內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的地震檢波器104-106相同的方 位不同，只要所述外部地震檢波器的相對(duì)方位是已知的，則所述外部地震檢波器可以被不 同定向。外部地震檢波器601-603感測(cè)全地震波場(chǎng)，并由此在其輸出中并入地滾波。這允 許P波和S波完全分離可以通過(guò)電子模塊109或在后處理中被實(shí)施。分離包括在對(duì)傳感器 敏感度和阻抗施加適當(dāng)?shù)男Ｕ髤^(qū)分內(nèi)部地震檢波器104-106的輸出與外部地震檢波 器601-603的輸出。以下參照?qǐng)D8說(shuō)明第七實(shí)施傳感器裝置700。除了傳感器裝置700省略了內(nèi)部地 震檢波器排列102之外，傳感器裝置700與傳感器裝置600相同。此傳感器裝置700允許P波和S波的有限分離。以下參照?qǐng)D9說(shuō)明第八實(shí)施傳感器裝置750。除了傳感器裝置750省略了 y地震 檢波器105之外，傳感器裝置750與傳感器裝置500相同。當(dāng)傳感器裝置750可以保證χ 地震檢波器104與在實(shí)施地震勘探中所使用的震源對(duì)齊時(shí)，此傳感器裝置750可以達(dá)到相 同的效果。如果傳感器裝置相對(duì)于在實(shí)施地震測(cè)量的定位不是已知的或可以變化，則傳感 器裝置500更加適當(dāng)。此外，如果被勘探的區(qū)域具有大量側(cè)向散射，傳感器裝置500是更加 適當(dāng)?shù)?，從而使得使用二維陣列尤其有益。以下參照?qǐng)D10說(shuō)明第九實(shí)施傳感器裝置760。除了省略了 χ分量檢波器104之 外，傳感器裝置760與以上參照?qǐng)D1所述的傳感器裝置100相同。當(dāng)傳感器裝置760可以 確保1地震檢波器105與在實(shí)施地震勘探中所使用的震源對(duì)齊時(shí)，此傳感器裝置760可以 達(dá)到相同的效果。如果傳感器裝置相對(duì)于在實(shí)施地震測(cè)量中所使用的震源的定位不是已知 的或者可以是變化的，傳感器裝置500更加合適。
以下參照?qǐng)D11說(shuō)明第十實(shí)施傳感器裝置770。除了省略了 y分量地震檢波器105 之外，傳感器裝置770與以上參照?qǐng)D1所述的傳感器裝置100相同。將要認(rèn)識(shí)的是除了箭 頭111分別相對(duì)于水平地震檢波器104或105在不同的方位上之外，傳感器裝置760和770 是相同的。以下參照?qǐng)D12說(shuō)明第十一實(shí)施傳感器裝置780。除了省略了 χ分量地震檢波器 104之外，傳感器裝置780與傳感器裝置500相同。將要認(rèn)識(shí)的是上述實(shí)施例不是窮舉的，而是地震檢波器和水中檢波器的其它組合 屬于本發(fā)明，在所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。以下說(shuō)明實(shí)施傳感器裝置的安裝。有多種用于將傳感器裝置安裝在陸地-空氣界 面處的可選方案。圖13中示出了第一傳感器裝置的安裝。這里，上述傳感器裝置中的任一個(gè)放置在 陸地800的地表的頂部上。聯(lián)接裝置112埋在陸地中。這提供陸地800與殼體101之間的 機(jī)械聯(lián)接，所述殼體流體聯(lián)接到包括在傳感器裝置中的傳感器排列單元(一個(gè)或多個(gè))。水 平儀110和箭頭(在圖中不可見(jiàn))允許用戶將傳感器裝置安裝在適當(dāng)?shù)姆轿惶帯鞲衅餮b 置可以臨時(shí)或永久安裝。圖14中示出了第二傳感器裝置的安裝。這里，上述傳感器裝置中的任一個(gè)部分地 掩埋在陸地800的地表上。不存在聯(lián)接裝置。陸地對(duì)殼體101的局部包圍提供陸地800與 殼體101之間充分的機(jī)械聯(lián)接，所述殼體流體聯(lián)接到包括在不需要聯(lián)接裝置的傳感器裝置 中的傳感器排列單元(一個(gè)或多個(gè))。水平儀110和箭頭(在圖中不可見(jiàn))允許用戶將傳 感器裝置安裝在適當(dāng)?shù)姆轿惶帯鞲衅餮b置可以臨時(shí)或永久安裝。圖15中示出了第三安裝。這里，上述傳感器裝置中的任一個(gè)的殼體101在陸地 800的地表下面位于井眼900的底部處。不存在聯(lián)接裝置。通過(guò)井眼900的壁對(duì)殼體101 的包圍提供陸地800與殼體101之間充分的機(jī)械聯(lián)接，所述殼體流體聯(lián)接到包括在不需要 聯(lián)接裝置的傳感器裝置中的傳感器排列單元(一個(gè)或多個(gè))。水平儀110和箭頭(在圖中 不可見(jiàn))允許用戶將傳感器裝置安裝在適當(dāng)?shù)姆轿惶帯？蛇x地，如果已知井眼900位于正 確的方位(通常垂直)，可以省略水平儀110。這里，這種安裝需要井眼900與殼體101之 間的良好配合。井眼可以相對(duì)較淺，具有幾米或更小深度(例如，大約1米深)。傳感器裝 置可以臨時(shí)或永久安裝。圖16中示出了第四安裝。這里，上述傳感器裝置中的任一個(gè)的殼體101在陸地 800的地表的下面位于深井眼1000的底部處。井眼可以是幾米或幾百米深。除了具體地用 于容納傳感器裝置之外，已經(jīng)對(duì)所述井眼進(jìn)行鉆進(jìn)用于一些目的。聯(lián)接裝置112在陸地800 中埋在井眼1000的底部處。水平儀110和箭頭(圖中不可見(jiàn))允許用戶將傳感器裝置安 裝到適當(dāng)?shù)姆轿惶?。如果通過(guò)用戶進(jìn)行安裝是不可實(shí)行的(這通常是深窄井眼的情況)，可 以省略水平儀110和箭頭。傳感器裝置可以臨時(shí)或永久安裝。這種安裝更適合于永久傳感 器裝置安裝。圖17a示出了傳感器裝置的傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)布置。布置1100包括由ζ示出的多 個(gè)垂直分量地震檢波器傳感器裝置。傳感器裝置ζ位于一維陣列中。每一個(gè)傳感器裝置ζ 與相鄰傳感器裝置分開(kāi)距離d。傳感器裝置通常連接到數(shù)據(jù)獲取中心。以下分別參照?qǐng)D17b_17d說(shuō)明傳感器裝置的第一至第三實(shí)施例布置。
除了傳感器裝置P是以上參照?qǐng)D4所述的傳感器裝置300之外，第一實(shí)施布置 1101與傳統(tǒng)的布置1100相同。這些傳感器裝置P僅測(cè)量壓力，即，所述傳感器裝置不測(cè)量 速度。如以上所述，與布置1100相比，使用這種布置執(zhí)行的勘探在進(jìn)行處理之后給出數(shù)據(jù) 質(zhì)量，但是沒(méi)有記錄剪切波。除了傳感器裝置PX是以上參照?qǐng)D9所述的傳感器裝置300之外，第二實(shí)施布置 1102與傳統(tǒng)的布置1100相同。傳感器間距d與布置1100和1101相同。來(lái)自使用第二實(shí) 施布置1102實(shí)施的勘探的在處理之后的數(shù)據(jù)質(zhì)量?jī)?yōu)于通過(guò)使用傳統(tǒng)的布置1100實(shí)施的勘 探得到的數(shù)據(jù)質(zhì)量。此外，所述數(shù)據(jù)質(zhì)量還優(yōu)于通過(guò)使用第一實(shí)施布置1101實(shí)施的勘探得 到的數(shù)據(jù)質(zhì)量。除了在第三布置1103中傳感器裝置PX被間隔開(kāi)的距離是第二實(shí)施布置1102的 傳感器PX的間隔距離d的兩倍2d之外，第三實(shí)施布置1103與第二實(shí)施布置1102相同。使 用第三實(shí)施布置1103實(shí)施的勘探提供具有類似于由傳統(tǒng)的布置1100提供的質(zhì)量的數(shù)據(jù)。圖18a顯示了包括二維陣列傳感器裝置的傳統(tǒng)的布置1200。這里，垂直分量地震 檢波器傳感器裝置ζ被示出為在兩個(gè)維度中在相鄰傳感器裝置ζ之間具有相等間距的網(wǎng)格 陣列中。圖18b中示出了包括二維陣列傳感器裝置的第一實(shí)施布置1201。這里，多個(gè)傳感 器裝置PXY以網(wǎng)格陣列被示出。傳感器裝置PXY是以上參照?qǐng)D6所述的傳感器裝置500。 傳感器裝置PXY在兩個(gè)維度中在相鄰傳感器裝置PXY之間具有相等間距2d。間距2d是布 置1200的傳感器裝置ζ之間的間距的兩倍。因此，雖然圖中所示的示意性布置的小尺寸產(chǎn) 生較少的減少，但是傳感器裝置的數(shù)量減少大約4倍，且相應(yīng)地減少基站、功率消耗等。圖18c中示出了包括二維陣列傳感器裝置的第二實(shí)施布置1202。這里，多個(gè)傳感 器裝置PXY以六角形陣列被示出。被稱作為六角形陣列是因?yàn)閭鞲衅餮b置的相鄰線的偏移 使每一個(gè)傳感器裝置PXY與六個(gè)相鄰的傳感器裝置PXY等間距。傳感器裝置PXY是以上參 照?qǐng)D6所述的傳感器裝置500。傳感器裝置PXY在六個(gè)相鄰的傳感器裝置PXY中的每一個(gè) 之間具有相等間距2d。因此，雖然圖中所示的示意性布置的小尺寸產(chǎn)生較少的減少，但是與 圖18a的布置相比，傳感器裝置的數(shù)量減少大約4倍，且相應(yīng)地減少基站、功率消耗等。布置1201和1202在其中障礙物可能防止接收器裝置的放置的區(qū)域內(nèi)尤其有用。 因?yàn)榻邮掌髦g的距離是傳統(tǒng)勘探的接收器之間的距離的兩倍，使得在不干擾傳感器裝置 放置的幾何結(jié)構(gòu)的情況下可以容納更大的障礙物，因此可產(chǎn)生益處。這可應(yīng)用于有規(guī)律的 幾何結(jié)構(gòu)和在存在障礙物的情況下可能需要不規(guī)則接收器幾何結(jié)構(gòu)。如以下參照?qǐng)D18d所述，如上所述的傳感器裝置可以與傳統(tǒng)的傳感器裝置結(jié)合使 用。參照?qǐng)D18d，第三實(shí)施布置1203緊密地基于傳統(tǒng)的布置1200，并且并入多個(gè)傳統(tǒng) 的(即，不涉及填充有流體的殼體)ζ分量地震檢波器傳感器裝置Z。布置1203的不同在于 在布置中心處的障礙物防止沿圖中的水平方向放置三個(gè)連續(xù)的傳感器裝置。與障礙物相鄰 的傳感器裝置不是ζ分量地震檢波器傳感器Z，但是代替地可以是以上所述的傳感器裝置。 具體地，與障礙物相鄰并且在所述障礙物正上方和正下方的三個(gè)傳感器裝置是以上參照?qǐng)D 11所述的在圖中由ZPY示出的壓力、ζ和y分量傳感器裝置780。此外，使障礙物與側(cè)部緊 鄰的傳感器裝置(如圖所示)是在圖中由ZPX表示的壓力、分量傳感器裝置。這些
13傳感器裝置ZPX與以上參照?qǐng)D10所述的傳感器裝置760相同。如以下參照?qǐng)D18e所述，不同類型的實(shí)施傳感器裝置可以在布置中一起使用。參照?qǐng)D18e，第四實(shí)施布置1203在一些方面類似于第三實(shí)施布置1203。然而，代 替ζ分量地震檢波器傳感器裝置Z，使用如以上參照?qǐng)D4所述的傳感器裝置300并且由P表 示所述傳感器裝置。傳感器裝置P的間距在布置1203中與傳感器裝置Z的間距相同。布 置的中心不允許沿圖中的水平方向放置三個(gè)連續(xù)傳感器裝置。相反，與障礙物相鄰并且在 所述障礙物正上方和正下方的三個(gè)傳感器裝置是以上參照?qǐng)D12所述的在圖中由PY所示的 壓力和y分量傳感器裝置780。此外，如圖中所示，使障礙物與側(cè)部緊鄰的傳感器裝置是在 圖中由PX表示的壓力和χ分量傳感器裝置。這些傳感器裝置PX是以上參照?qǐng)D9所述的傳 感器裝置750。在布置1203、1204中，使用與障礙物相鄰的具體傳感器裝置減小了由于將放置在 障礙物的位置處的傳感器裝置引起的數(shù)據(jù)損失。具體地，在數(shù)據(jù)處理中使用第三實(shí)施布置 1203中的傳感器裝置ZPY和ZPX中的水中檢波器和沿側(cè)向方向傳感器，以在障礙物附近對(duì) 波場(chǎng)進(jìn)行內(nèi)插。在數(shù)據(jù)處理中使用在第四實(shí)施布置1204中的傳感器裝置PY和PX中的沿 側(cè)向方向的傳感器，以對(duì)障礙物附近的波場(chǎng)進(jìn)行內(nèi)插。在兩種情況下，由勘探產(chǎn)生的數(shù)據(jù)質(zhì) 量比沒(méi)有使用不同傳感器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)質(zhì)量好。這里，術(shù)語(yǔ)沿側(cè)向方向表示傳感器裝置相 對(duì)于在勘探中使用的震源的方位-沿側(cè)向方向地震檢波器感測(cè)在朝向震源的方向而不是 與所述震源的方向交叉的方向上的速度。在上述傳感器裝置中，將要認(rèn)識(shí)的是加速儀可以代替地震檢波器使用。在使用加 速儀的情況下，在軟件中對(duì)傳感器輸出進(jìn)行積分通常是必需的，以便獲得由地震檢波器提 供的速度數(shù)據(jù)。MEMS加速儀適于與上述實(shí)施例一起使用。如果加速儀信息來(lái)自地震檢波 器，則這可以通過(guò)在軟件中對(duì)地震檢波器輸出進(jìn)行微分而得到。
1權(quán)利要求
一種適于安裝在陸地 空氣界面處的傳感器裝置，所述傳感器裝置包括填充有流體的殼體；和傳感器排列單元，所述傳感器排列單元支撐在所述殼體內(nèi)，并且直接聯(lián)接到所述流體以檢測(cè)所述流體的移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其中，所述傳感器裝置通過(guò)包括位于所述殼體 的下部處的聯(lián)接裝置而適于安裝在陸地_空氣界面處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器裝置，其中，所述傳感器裝置通過(guò)包括與所述傳感 器排列單元的傳感器相同定向的水平儀而適于安裝在陸地_空氣界面處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器裝置，其中，所述傳感器排列單元包括水中檢波 器，但是不包括地震檢波器和加速儀。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器裝置，其中，所述傳感器排列單元包括三個(gè) 水中檢波器，所述三個(gè)水中檢波器大致水平布置并且彼此在不同的方位上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其中，所述傳感器排列單元包括水 中檢波器和一個(gè)或多個(gè)地震檢波器或加速儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其中，所述傳感器排列單元不包括 水中檢波器，但是包括兩個(gè)或更多個(gè)地震檢波器或加速儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的傳感器裝置，其中，所述傳感器排列單元包括兩個(gè)地震檢 波器或加速儀，所述地震檢波器或加速儀大致水平布置并且彼此在不同的方位上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感器裝置，其中，所述傳感器排列單元包括垂直對(duì)齊的地 震檢波器或加速儀和水平對(duì)齊的地震檢波器或加速儀。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的傳感器裝置，其中，所述傳感器排列單元包括兩個(gè)水平 對(duì)齊的地震檢波器或加速儀，所述兩個(gè)水平對(duì)齊的地震檢波器或加速儀彼此垂直地排列。
11.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器裝置，包括用于使所述傳感器排列單元中 的一個(gè)或多個(gè)傳感器與所述殼體機(jī)械分離的機(jī)械分離裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器裝置，其中，所述機(jī)械分離裝置包括彈簧和阻尼器直ο
13.—種包括安裝在陸地-空氣界面處的傳感器裝置的地震傳感器設(shè)備，其中，所述傳 感器裝置包括填充有流體的殼體；和傳感器排列單元，所述傳感器排列單元支撐在所述殼體內(nèi)，并且直接聯(lián)接到所述流體 以檢測(cè)所述流體的移動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述傳感器裝置在所述陸地_空氣界面處安裝 在地表的頂部上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述傳感器裝置在所述陸地_空氣界面處部分 地埋在地面中。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述傳感器裝置設(shè)置在井眼中。
17.根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括位于所述殼體的下部處的聯(lián)接裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求13-17中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括水平儀，所述水平儀與所述傳感器排列單元的傳感器相同定向。
19.根據(jù)權(quán)利要求13-17中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述傳感器排列單元包括水中檢 波器，但是不包括地震檢波器和加速儀。
20.根據(jù)權(quán)利要求13-19中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述傳感器排列單元包括三個(gè)水 中檢波器，所述三個(gè)水中檢波器大致水平布置并且彼此在不同的方位上。
21.根據(jù)權(quán)利要求13-18中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述傳感器排列單元包括水中檢 波器和一個(gè)或多個(gè)地震檢波器或加速儀。
22.根據(jù)權(quán)利要求13-20中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述傳感器排列單元不包括水中 檢波器，但是包括兩個(gè)或更多個(gè)地震檢波器或加速儀。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的設(shè)備，其中，所述傳感器排列單元包括兩個(gè)地震檢波 器或加速儀，所述兩個(gè)地震檢波器或加速儀大致水平布置并且彼此在不同的方位上。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中，所述傳感器排列單元包括垂直對(duì)齊的地震檢 波器或加速儀、和水平對(duì)齊的地震檢波器或加速儀。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的設(shè)備，其中，所述傳感器排列單元包括兩個(gè)水平對(duì)齊 的地震檢波器或加速儀，所述兩個(gè)水平對(duì)齊的地震檢波器或加速儀彼此垂直地排列。
26.根據(jù)權(quán)利要求13-25中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括用于將所述傳感器排列單元的一 個(gè)或多個(gè)傳感器與所述殼體機(jī)械分離的機(jī)械分離裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求27所述的安裝，其中，所述機(jī)械分離裝置包括彈簧和阻尼器裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求13-27中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括安裝在所述陸地-空氣界面處的一 維陣列的傳感器裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求13-27中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括安裝在所述陸地-空氣界面處的二 維陣列的傳感器裝置。
30.一種包括安裝在陸地-空氣界面處的多個(gè)傳感器裝置的地震傳感器設(shè)備，其中，所 述地震傳感器設(shè)備包括不具有水中檢波器并且與障礙物相鄰的多個(gè)傳感器裝置，所述多個(gè) 傳感器裝置包括填充有流體的殼體；和水中檢波器和一個(gè)或多個(gè)地震檢波器或加速儀，所述水中檢波器和一個(gè)或多個(gè)地震檢 波器或加速儀支撐在所述殼體內(nèi)、并且直接聯(lián)接到所述流體以檢測(cè)所述流體的移動(dòng)。
31.一種用于感測(cè)陸地_空氣界面處的壓縮波的方法，包括以下步驟將靠近所述陸地_空氣界面定位基于流體的傳感器系統(tǒng)，其中，所述基于流體的傳感 器系統(tǒng)包括殼體、設(shè)置在所述殼體內(nèi)的流體、和直接聯(lián)接到所述流體的一個(gè)或多個(gè)傳感器； 以及使用所述一個(gè)或多個(gè)傳感器檢測(cè)所述流體的移動(dòng)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器與所述殼體機(jī)械分離。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述壓縮波是瑞利波和P波中的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適于安裝在陸地-空氣界面處的傳感器裝置(100)。傳感器裝置(100)包括填充有流體的殼體(101)和傳感器排列單元(102，103)，所述傳感器排列單元支撐在殼體(101)內(nèi)，并且直接聯(lián)接到流體以檢測(cè)所述流體的移動(dòng)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種地震傳感器設(shè)備，所述地震傳感器設(shè)備包括安裝在陸地-空氣界面處的傳感器裝置(100)，其中傳感器裝置包括填充有流體的殼體(101)和傳感器排列單元(102，103)，所述傳感器排列單元支撐在殼體(101)內(nèi)，并且直接聯(lián)接到流體以檢測(cè)所述流體的移動(dòng)。
文檔編號(hào)G01V1/18GK101910870SQ200980101969
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月10日
發(fā)明者埃弗哈德·約翰·姆澤爾特, 詹姆斯·愛(ài)德華·馬丁 申請(qǐng)人:格庫(kù)技術(shù)有限公司