王江峰 (中石化地球物理公司勝利分公司物探儀器管理中心 山東 東營(yíng) 257000)

物探技術(shù)是尋找油氣資源需要用到的重要手段，物探技術(shù)可以根據(jù)地下地層流體和巖石的性質(zhì)差異，利用特定的技術(shù)手段來(lái)獲得地下地層巖石和流體的情況。地震勘探技術(shù)是油氣資源物探的重要方法之一，該方法利用地震波在地層中傳播過(guò)程中的變化，來(lái)確定地層的地質(zhì)構(gòu)造，從而確定地下的油氣資源。經(jīng)過(guò)大量的油氣勘探實(shí)踐表明，地質(zhì)勘探技術(shù)是尋找油氣資源的有效途徑之一。隨著現(xiàn)代地震勘探理論和技術(shù)的不斷發(fā)展，地震勘探新技術(shù)新方法不斷發(fā)展應(yīng)用，地震勘探技術(shù)已經(jīng)取得了許多重要的成果。地震勘探技術(shù)的發(fā)展也得益于世界對(duì)石油資源需求量的不斷增加。許多國(guó)家和石油企業(yè)在石油勘探領(lǐng)域投入大量的人力和物力來(lái)提高物探技術(shù)的準(zhǔn)確性和勘探效率。

1 物探地震檢波器分析研究

地震勘探技術(shù)主要包含三個(gè)方面的工作，野外地震波的發(fā)射、信號(hào)的收集和處理、地震勘探技術(shù)的資料解釋。地震勘探儀的作用是采集和計(jì)量地震波信號(hào)，地震檢波器則是將接收到的地面和地層的地震波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后將轉(zhuǎn)化成的電信號(hào)傳輸?shù)胶罄m(xù)信號(hào)處理裝置。物探地震檢波器信號(hào)轉(zhuǎn)化的質(zhì)量直接影響到物探地震測(cè)量的精度，而且信號(hào)處理的好壞對(duì)于后續(xù)物探地震資料解釋的影響較大。物探地震檢波器是油氣資源勘探重要的勘探工具，物探地震檢波器按照工作過(guò)程的不同可以分成磁電式地震檢波器、渦流式地震檢波器、壓電地震檢波器。在實(shí)際的使用過(guò)程中，磁電式和渦流式地震檢波器主要應(yīng)用在陸地油氣資源的勘探，而壓電式地震檢波器主要應(yīng)用在海上油氣資源的勘探。磁電式地震檢波器是一種常用的地震檢波器類型，磁電式地震檢波器主要由磁鐵、線圈和彈簧片等部分組成，線圈的材質(zhì)為銅。當(dāng)?shù)卣鸩ǖ竭_(dá)檢波器的外殼時(shí)，外殼在地震波的作用下產(chǎn)生振動(dòng)，在地震檢波器的外殼和線圈之間就產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生線圈在磁鐵磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，由于線圈切割磁力線運(yùn)動(dòng)，在線圈會(huì)形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線圈輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就是檢波器輸出的電信號(hào)，這樣就實(shí)現(xiàn)了地震波信號(hào)和電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。渦流式地震檢波器主要由外殼、磁鐵、銅套、磁靴等部分組成，在磁鐵形成的磁場(chǎng)中，彈簧懸掛的銅套在外界地震波的作用下，發(fā)生相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)，銅套在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)在銅套中形成電渦流，產(chǎn)生的電渦流會(huì)傳遞到線圈中，從而輸出轉(zhuǎn)化后的地震波電信號(hào)。磁電式和渦流式地震檢波器都是利用切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法，將接收到的地震波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，所以磁鐵是地震檢波器的重要部件，磁鐵性能的穩(wěn)定性制約著地震檢波器信號(hào)轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確度。由于環(huán)境、受力、其他磁場(chǎng)等因素的影響，磁鐵的性能很難保證長(zhǎng)久的穩(wěn)定。這就會(huì)影響到磁電式和渦流式地震檢波器的壽命和精度。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地震檢波器的理論和儀器都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，例如新型的渦流地震檢波器，隨著地震波頻率的增加，地震檢波器的精度會(huì)隨之增加。地震波頻率增加，可以更好的保證物探儀器接收到準(zhǔn)確的地震波，這樣也會(huì)提高物探地震的測(cè)量精度，但是隨著信號(hào)頻率的增加，接收到的信號(hào)強(qiáng)度要變低，因此該類型地震檢波器的使用也受到了限制。壓電式地震檢波器是利用特殊壓電原件的電效應(yīng)，在壓電式地震檢波器中會(huì)有配套的測(cè)量電路。壓阻式的地震檢波器是利用特定半導(dǎo)體的導(dǎo)電性質(zhì)來(lái)工作的，該類型的地震檢波器靈敏度高，可以測(cè)量微小的地震波變化，其測(cè)量靈敏度受到測(cè)量元件的收縮性能的影響較大，壓阻式地震檢波器體積下，攜帶操作方便，但是該類型的地震檢波器性能受溫度的影響較大。地震檢波器是地震勘探的重要設(shè)備，因此需要不斷的提高地震檢波器信號(hào)處理的品質(zhì)，提升地震勘探的準(zhǔn)確性。

2.光柵地震檢波器技術(shù)研究

利用光柵測(cè)量距離技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，通過(guò)敏感的光柵元件進(jìn)行物探地震波的監(jiān)測(cè)工作，可以實(shí)現(xiàn)地震波高精度檢測(cè)，通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的光柵可以實(shí)現(xiàn)高精度的地震勘探。光柵傳感技術(shù)具有分辨率高，受外界因素影響小，工作穩(wěn)定可靠，測(cè)量精度高等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用到各種波動(dòng)的測(cè)量過(guò)程中。光柵地震檢波器的光學(xué)系統(tǒng)主要由發(fā)光體、光柵、聚光鏡、電源等組成，在測(cè)量的過(guò)程中將發(fā)光體放置到聚光鏡的焦點(diǎn)上，發(fā)光體發(fā)出的光線在聚光鏡的作用下，變成一組組的平行光，產(chǎn)生的平行光照射到光柵上，平行光經(jīng)過(guò)光柵后會(huì)產(chǎn)生莫爾條紋，該過(guò)程是光柵地震檢波器的關(guān)鍵，也是影響光柵檢波器測(cè)量精度的重要過(guò)程。光柵產(chǎn)生的莫爾條紋照射到電池上，電池根據(jù)莫爾條紋信號(hào)的不同而產(chǎn)生不同的電信號(hào)。光柵地震檢波器直接接收的方式指的是，經(jīng)過(guò)光柵形成的莫爾條紋不經(jīng)過(guò)其他裝置，而直接由光電元件轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號(hào)。這種直接接收的方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于調(diào)整，工作穩(wěn)定。在光柵地震檢波器中，裝置的運(yùn)動(dòng)部分安裝到儀器的彈簧上，當(dāng)光柵地震檢波器接受到地震波信號(hào)后，檢波器的外殼會(huì)發(fā)生振動(dòng)，外殼的振動(dòng)會(huì)引起內(nèi)部彈簧的振動(dòng)，當(dāng)彈簧振動(dòng)后，檢波器中的光柵會(huì)發(fā)生相應(yīng)的位置移動(dòng)，因此會(huì)產(chǎn)生不同的莫爾條紋，產(chǎn)生的莫爾條紋在光電元件的作用下，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了物探地震波信號(hào)的檢測(cè)和轉(zhuǎn)換。

3 結(jié)束語(yǔ)

地震檢波器是地震物探技術(shù)的重要設(shè)備，地震檢波器的性能是影響的物探地震準(zhǔn)確性的重要因素，因此需要加強(qiáng)高效地震檢波器的研究。常規(guī)的物探地震檢波器可以分為磁電式地震檢波器、渦流式地震檢波器、壓電地震檢波器等。磁鐵性能的穩(wěn)定性制約著地震檢波器信號(hào)轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確度。光柵地震檢波器具有分辨率高，受外界因素影響小，工作穩(wěn)定可靠，測(cè)量精度高等特點(diǎn)，光柵地震檢波器的光學(xué)系統(tǒng)主要由發(fā)光體、光柵、聚光鏡、電源等組成。

[1]付清鋒，周明，地震檢波器的進(jìn)展，石油儀器[J].2000，14（2），25-27

[2]張小芳，賀順忠，蔣誠(chéng)志等，激光多普勒縱向位移測(cè)量系統(tǒng)的研究[J].計(jì)量技術(shù)，2000（10），3-4