專利名稱：高分辨率地震勘探數(shù)據(jù)采集站及其采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地震勘探石油地質(zhì)構(gòu)造方面的數(shù)據(jù)采集站及其采集方法，特別適用于油田薄地層的地震勘探，同時(shí)也適用于煤田地質(zhì)和水紋地質(zhì)勘探。
現(xiàn)有技術(shù)中，采集站的核心部件之一是地震記錄道板SC板，主要用于接受地震檢波器傳來(lái)的信號(hào)，同時(shí)也包含許多干擾信號(hào)〔如噪音、地面面波等〕，其中SC板上的低截濾波器就是用于濾除各種低頻干擾信號(hào)。由于國(guó)內(nèi)當(dāng)前生產(chǎn)的DSC和DSE采集站的低截濾波器低截止頻率太低，其頻率只有8Hz～36Hz，因此在野外現(xiàn)場(chǎng)采集地下反射波過(guò)程中，產(chǎn)生的低頻干擾波尤其是面波仍以大于高頻信息40～60db能量被無(wú)限制地記錄下來(lái)，如果將這些干擾信號(hào)進(jìn)行放大，就會(huì)使有效的地震信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的失真，因此，也就無(wú)法保證地震反射波的高頻信息能夠準(zhǔn)確地被記錄到采集站內(nèi)，從而影響了地層分辨能力，得不到薄地層的反射信息。
另外，上述傳統(tǒng)采集站在現(xiàn)場(chǎng)的采集過(guò)程中，其采集方法是利用大面積、大數(shù)量檢波器組合的方式。即需要在20m×90m的地面上，挖27個(gè)坑，排列布設(shè)27個(gè)檢波器，并組合為一道，用于接受地震信號(hào)，并將其產(chǎn)生的地震反射波通過(guò)電線輸入到采集站的記錄儀中，同時(shí)還需打一口至少20米以上的深井以及用10～33Kg的炸藥來(lái)人工激發(fā)地震波，為的是相對(duì)減小面波的影響，采用這種方法，一是對(duì)產(chǎn)生的高頻信息具有截止作用，造成70～80Hz以上的反射波高頻信息無(wú)法被記錄下來(lái)，二是布設(shè)檢波器時(shí)，需用的電線多，工作效率低，在人力物力上都造成了浪費(fèi)。
本發(fā)明的目的是提供一種高分辨率地震勘探數(shù)據(jù)采集站及其采集方法，該采集站由于改變了低截濾波器的低截止頻率，從而在接受地震反射信息時(shí)，有效地壓制了低頻干擾信號(hào)能量，保證了薄地層反射波的高頻信息，準(zhǔn)確地記錄到采集站內(nèi)。同時(shí)根據(jù)提供的新型采集站，簡(jiǎn)化了原有的采集方法，每道僅需利用單個(gè)檢波器接受地震信號(hào)，提高了工作效率，而且節(jié)約了大量的人力物力，降低了成本。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是采集站由電源控制板〔PWT板〕、地震記錄道板〔SC板〕和編碼放大器板〔ADC板〕三塊電路板組成，均裝在一個(gè)鋁合金制的殼體中，其內(nèi)的PWT板用于供給電源傳輸信號(hào)、并控制另外兩塊板進(jìn)行工作，SC板是地震記錄道板，是采集站的核心，它直接接受地震檢波器送來(lái)的各種信號(hào)，并進(jìn)行線性放大，同時(shí)濾掉一些干擾信號(hào)，保留有效信號(hào)； ADC板是將SC板送來(lái)的信號(hào)首先進(jìn)行離散采樣，使模擬信號(hào)數(shù)據(jù)化，然后再放大。在本發(fā)明中，PWT板及ADC板仍采用原DSE板采集站中的公知技術(shù)。在新的采集站中，其主要特征在于通過(guò)改變SC板上的低截濾波器的電阻值，使原來(lái)的低截止頻率從8～36Hz提高到84～108Hz，提高了低截止頻率，以壓制低頻〔面波〕干擾波的能量，使之下降40～50db，這樣在野外采集反射波信息過(guò)程中，強(qiáng)面波、低頻干擾波得到了根本性的壓制，使比面波低頻干擾小50～60db的微弱高頻反射信號(hào)，能夠進(jìn)入到采集站的記憶單元中來(lái)，達(dá)到有效地壓制低頻干擾波〔尤其是面波〕信號(hào)，記錄高頻信號(hào)的目的。
在本發(fā)明中，結(jié)合新的采集站，其采集方法也大大簡(jiǎn)化了，由常規(guī)的大面積、大數(shù)量檢波器的組合方式，以及必備的深井和大量炸藥的工作方法，簡(jiǎn)化為每道只需一個(gè)檢波器埋設(shè)在300～500mm的淺坑中，用于消除地表層對(duì)高頻信息的吸收作用，同時(shí)又防止了地面隨機(jī)的高頻干擾，而且只需要1～3Kg炸藥和5～9米的淺井激發(fā)地震波，就能獲得很好的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)采集效果。
本發(fā)明的采集站，由于改變了原有電路板SC板中低截濾波器中的電阻值參數(shù)，反射波主頻由20～40Hz提高到80～120Hz，頻率譜寬度由10～60Hz拓寬到10～180Hz，在3000米以上的深度，分辨薄地層的能力，由常規(guī)的20～60米厚層提高到5～10米的薄層。同時(shí)，在采集地震信號(hào)的方法中，檢波器由原來(lái)的27個(gè)減至1個(gè)，提高了工效，節(jié)省了采集成本。
下面利用附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1是本發(fā)明采集站的框圖示意圖；圖2是本發(fā)明中SC板的電路原理示意圖；圖3是本發(fā)明SC板中低截濾波器電路圖。
從圖1的框圖中可以看出，該采集站由三塊電路板組成，PWT提供電源，傳輸信號(hào)并起控制作用，SC板是地震記錄道板，是由前置放大器和低截濾波器組成，用于將檢波器送來(lái)的各種信號(hào)進(jìn)行放大并濾除干擾信號(hào)，通過(guò)ADC板進(jìn)行離散采樣，使模擬信號(hào)數(shù)據(jù)化，然后放大。其中PWT板和ADC板仍采用公知的技術(shù)，沿用原板不再詳述。
圖2反映了地震信息通路。地震信號(hào)的輸入來(lái)自檢波器〔圖中未示〕，首先由檢波器在地震點(diǎn)拾取的地震信號(hào)通過(guò)輸入電路1進(jìn)入到SC板的前置放大器2，經(jīng)低截濾波器3濾波后傳至陷波器4〔濾除50Hz工業(yè)電干擾〕再進(jìn)入到高截濾波器5〔濾除地面上的高頻干擾〕，最后通過(guò)ADC板經(jīng)采樣控制放大，模擬轉(zhuǎn)換后進(jìn)入到采集站的存儲(chǔ)器〔MEM〕中。前置放大器2、低截濾波器3、陷波器4分別與控制電路6相接。
參見(jiàn)圖3，SC板中低截濾波器由電容器C1、C2、兩個(gè)電阻組RI、RII，運(yùn)算放大器及模擬開(kāi)關(guān)和譯碼器〔圖中未示〕組成。為了提高截止頻率，將線路中的兩個(gè)電阻RI〔包括R1、R2、R3、R4〕、RII〔包括R5、R6、R7、R8〕電阻值降低，R1～R8＝3.62～11.4KΩ，低截濾波器靠改變電阻值改變截止頻率〔達(dá)到84～108Hz〕，電阻組R1～R4與R5～R8一一相對(duì)應(yīng)地設(shè)置若干檔位，分別接到電子開(kāi)關(guān)上，開(kāi)關(guān)由譯碼器的輸出控制。
權(quán)利要求
1.一種高分辨率地震勘探數(shù)據(jù)采集站，包括電源控制板〔PWT板〕、地震記錄道板〔SC板〕和編碼放大器板〔ADC板〕，三塊電路板均裝在一個(gè)鋁合金制的殼體中，其中SC板中的低截濾波器〔3〕是由電容器器C1、C2、兩個(gè)電阻組RI〔包括R1、R2、R3、R4〕、RII〔包括R5、R6、R7、R8〕、運(yùn)算放大器、模擬開(kāi)關(guān)和譯碼器組成，其特征在于降低了低截濾波器中兩個(gè)電阻組RI、RII的電阻值參數(shù)，R1～R8＝3.62～11.4KΩ，使低截止頻率值為84Hz～108Hz。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的高分辨率地震勘探數(shù)據(jù)采集站的采集方法，其特征在于簡(jiǎn)化了采集方法，在現(xiàn)場(chǎng)采集過(guò)程中地面接收點(diǎn)每道僅埋設(shè)一個(gè)檢波器，用于傳輸?shù)卣鹦盘?hào)，只打一口5～9米淺并、用1～3Kg的炸藥即可滿足接受地震信號(hào)的功能，并通過(guò)輸入電路將接受的信號(hào)傳至采集站的SC板中。
全文摘要
本發(fā)明涉及地震勘探石油地質(zhì)構(gòu)造方面的數(shù)據(jù)采集站及其采集方法，特別適用于薄地層的勘探。該采集站的主要特點(diǎn)是，通過(guò)改變低截濾波器的截止頻率，提高反射濾波頻率，有效地壓制了低頻干擾信號(hào)能量，保證了薄地層反射波的高頻信息準(zhǔn)確記錄到采集站內(nèi)。利用本發(fā)明的采集站，其采集方法也得以簡(jiǎn)化，從過(guò)去的大面積、大數(shù)量檢波器組，改為只需單個(gè)檢波器即可滿足接受地震信號(hào)的功能，提高了工作效率，節(jié)約了大量的原材料，降低了采集成本。
文檔編號(hào)G01V1/24GK1109174SQ9410281
公開(kāi)日1995年9月27日 申請(qǐng)日期1994年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月22日
發(fā)明者李忠 申請(qǐng)人:河南石油勘探局科技開(kāi)發(fā)公司