專利名稱：測量井下微震的專用數(shù)字地震儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字地震儀，特別是涉及一種測量井下微震的專用數(shù)字地震儀。
背景技術(shù)：
高精度數(shù)字地震儀是用來記錄人工或天然地震信號，然后根據(jù)這些地震信號的記 錄來尋找油、氣、煤和其他礦產(chǎn)資源的地質(zhì)勘探儀器，并可用于探測地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、進(jìn)行工程及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)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(chǎn)資源的重要勘探方法，并廣泛應(yīng)用于研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工程勘探和檢測、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測等等方面。其基本方法是在勘探靶區(qū)的地面上埋放數(shù)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(fā)人工地震。地震波向地下深處傳播，遇到不同性質(zhì)地層的分界面就會產(chǎn)生反射，地震檢波器拾取到反射波并將其轉(zhuǎn)換成模擬電信號，然后由高精度的數(shù)字地震儀把這些模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號記錄下來。野外勘探接收到的大量數(shù)據(jù)通過室內(nèi)用高速計算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的信號處理和反演計算，才能得到清晰可靠的地下結(jié)構(gòu)圖像，最終確定礦產(chǎn)資源的位置和深度。目前在石油和天然氣勘探行業(yè)使用的儀器極大部分是從由法國和美國等國家生產(chǎn)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(tǒng)發(fā)送指令和傳送采集數(shù)據(jù)。在目前的野外實際應(yīng)用中占有主導(dǎo)地位，占據(jù)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(tǒng)和美國WesternGeco公司的Uni Q系統(tǒng)等。地震采集系統(tǒng)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(nèi)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(shù)據(jù)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(dǎo)地位，占據(jù)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(yè)公司，具有五十多年的地震儀器制造經(jīng)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(wǎng)絡(luò)地震儀，采用采集鏈結(jié)構(gòu)形式使采集站和電纜成為一體。408UL系統(tǒng)率先引入了地震區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的概念，其核心思想是把計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點概念引入到遙測地震儀系統(tǒng)中，從而將遙測儀器系統(tǒng)作為一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)記錄系統(tǒng)、LAUL, LAUX作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，配合系統(tǒng)軟件完成控制和管理。408UL大線數(shù)傳速率為8. 192MHz，交叉線數(shù)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(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)有重大改進(jìn)，主機(jī)結(jié)構(gòu)采用服務(wù)器/客戶機(jī)模式，其大線數(shù)傳速率為16. 384MHz，單線道能力達(dá)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(fā)源同步系統(tǒng)等地球物理裝備制造商。上世紀(jì)八十年代開始涉足地震儀器制造，當(dāng)時推出的系統(tǒng)-I和系統(tǒng)-II儀器深受用戶歡迎。ION公司非常重視產(chǎn)品的超前研究，近年來率先推出24位A/D地震儀器，Vectorseis數(shù)字檢波器(MEMS)，使地震儀器兩次發(fā)生革命性的進(jìn)步。ION公司生產(chǎn)的陸上地震儀器主要包括Scorpion和Aries系統(tǒng)。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(tǒng)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(dāng)?shù)匕才藕瓦x擇激發(fā)點與接收點的相互位置，這種描述激發(fā)點和接收點之間以及排列和排列之間位置關(guān)系稱為觀測系統(tǒng)。井下微震檢測的地震波采集觀測系統(tǒng)是一種比較特殊的觀測系統(tǒng)，它的激發(fā)源為儲層壓裂時破裂產(chǎn)生的微震，分布于井的周圍，具有隨機(jī)性。而且能量較弱，信噪比非常低。目前采用的觀察系統(tǒng)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(yōu)勢是布設(shè)簡單，容易實現(xiàn)，缺點是離中心點越遠(yuǎn)，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(guī)地震儀進(jìn)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。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種測量井下微震的專用數(shù)字地震儀。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明用于井下微震檢測的新型數(shù)字地震儀用于檢測井中壓裂時產(chǎn)生的地震波，其觀測系統(tǒng)是以井口為圓心，由多個同心圓組成，形成圈狀結(jié)構(gòu)，每個圓周上設(shè)置的接收點數(shù)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(tǒng)CCOS (Central Control Operation System)、根節(jié)點RU(Root Unit)、交叉節(jié)點XU (Cross Unit)、電源節(jié)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(tǒng)CCOS是整個儀器的控制中心和數(shù)據(jù)回收中心，實現(xiàn)人機(jī)交互、排列控制、采集同步、數(shù)據(jù)回收、質(zhì)量控制等功能；所述根節(jié)點RU通過千兆網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接，并根據(jù)儀器容量的要求提供1-2個千兆光纜接口與交叉節(jié)點XU連接；所述交叉節(jié)點XU具有2個光纜接口，可以通過光纜FL串接，并與根節(jié)點RU相連接；同時交叉節(jié)點XU具有2個專用通信接口，連接由采集鏈AS和電源節(jié)點PU任意串接形成的采集線AL(Acquisition Line)。本發(fā)明數(shù)字地震儀的特點是充分考慮了圈狀結(jié)構(gòu)觀測系統(tǒng)的特點，為一種檢測井下微震的專用數(shù)字地震儀，并且具有超長的數(shù)據(jù)采集和記錄能力，也就是所有采集數(shù)據(jù)均實時傳送和記錄。作為優(yōu)化，所有采集數(shù)據(jù)均實時傳送和記錄，所以具有超長的數(shù)據(jù)采集和記錄能力，可以連續(xù)采集幾天、幾周甚至幾個月。作為優(yōu)化，所述觀測系統(tǒng)①由多個同心圓組成，形成圈狀結(jié)構(gòu)，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(shè)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(shè)的接收點為最內(nèi)圈的2倍數(shù)(最內(nèi)圈除外)。
作為優(yōu)化，所述中央控制操作系統(tǒng)CCOS置于儀器車上，是整個數(shù)字地震儀的主要控制單元，硬件部分由計算機(jī)服務(wù)器Server、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Switch、客戶計算機(jī)終端PC、存儲設(shè)備Storage device、繪圖設(shè)備Plotting equipment和GPS等組成；軟件由操作系統(tǒng)軟件和控制操作軟件等組成；GPS除提供位置坐標(biāo)信息外，還給儀器授時，確保長時間記錄的時間準(zhǔn)確性。所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Switch與存儲設(shè)備Storage device、繪圖設(shè)備Plottingequipment和多個并列的客戶計算機(jī)終端PC相連，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Switch再連接計算機(jī)服務(wù)器Server,計算機(jī)服務(wù)器Server向外連接根節(jié)點RU。作為優(yōu)化，所述根節(jié)點RU由高速交換模塊SM (Switch module)、控制模塊CM (ControI module)和電源模塊PM (Power Module)等組成；高速交換模塊SM (Switchmodule)提供數(shù)據(jù)交換功能；控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實現(xiàn)對高速交換模塊SM的控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。作為優(yōu)化，所述交叉節(jié)點XU由高速交換模塊SM、控制模塊CM、電源模塊PM和GPS 模塊等組成；數(shù)據(jù)交換模塊SM為千兆交換機(jī)模塊，千兆接口分別連接上一級交叉節(jié)點XU和下一級交叉節(jié)點XU ;控制模塊CM具有2個專用通信接口分別連接兩邊的采集鏈AS。高速交換模塊SM(Switch module)提供數(shù)據(jù)交換功能；控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實現(xiàn)對高速交換模塊SM的控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。GPS模塊除提供位置坐標(biāo)信息等。作為優(yōu)化，所述電源節(jié)點I3U由控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成；控制模塊CM具有2個專用通信接口分別連接上一級和下一級采集鏈AS。控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實現(xiàn)控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。GPS模塊提供
位置坐標(biāo)信息等。 作為優(yōu)化，所述采集線AL可以由電源節(jié)點I3U和采集鏈AS、采集鏈AS和采集鏈AS任意串接形成；采集線AL上的電源節(jié)點I3U給兩邊的采集站AU提供電源供給，電源節(jié)點I3U的供電能力確定了二個電源節(jié)點I3U之間的最多采集站個數(shù)。在本系統(tǒng)中，電源節(jié)點I3U把供電電瓶的12V電壓提升到72V對采集站進(jìn)行供電。由于線路損耗，采集站的供電電壓范圍在24 72V。作為優(yōu)化，所述的采集鏈AS由若干個(一般為4、6或8個)采集站AU (Acquisition Unit)通過電纜連接而成,采集站AU采集數(shù)字檢波器的信號，并通過專用通信接口進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳送。作為優(yōu)化，所述采集站AU由控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成；控制模塊CM具有2個專用通信接口分別連接上一級和下一級采集站AU，具有一個專用接口連接常規(guī)檢波器或MEMS等傳感器；電源由電源節(jié)點通過通信接口采用“鬼對”方式遠(yuǎn)供，電源模塊PM把所供的72V(由于線路損耗供電電壓會隨著供電的距離而降低，采集站的最低供電電壓設(shè)定為24V)轉(zhuǎn)換成采集站AU所需的各種電壓。控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實現(xiàn)控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。GPS模塊提供位置坐標(biāo)信息等。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明充分考慮了圈狀結(jié)構(gòu)觀測系統(tǒng)的特點，具有超長的數(shù)據(jù)采集和記錄能力，可以連續(xù)采集幾天、幾周甚至幾個月，也就是所有采集數(shù)據(jù)均實時傳送和記錄。
圖I是本發(fā)明井下微震檢測專用地震儀原理框圖；圖2是井下微震檢測的地震波采集觀測系統(tǒng)示意圖；圖3是本發(fā)明井下微震檢測專用地震儀的中央控制操作系統(tǒng)CCOS原理框圖；圖4是本發(fā)明井下微震檢測專用地震儀的根節(jié)點RU原理框圖；圖5是本發(fā)明井下微震檢測專用地震儀的交叉節(jié)點XU原理框圖；
圖6是本發(fā)明井下微震檢測專用地震儀的電源節(jié)點原理框圖；圖7是本發(fā)明井下微震檢測專用地震儀的采集站AU原理框圖；圖8是本發(fā)明井下微震檢測專用地震儀的一種布設(shè)方案示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明用于井下微震檢測的新型數(shù)字地震儀，用于檢測井中壓裂時產(chǎn)生的地震波，其觀測系統(tǒng)是以井口為圓心，由多個同心圓組成，形成圈狀結(jié)構(gòu)，每個圓周上設(shè)置的接收點數(shù)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。本發(fā)明裝置專用數(shù)字地震儀硬件部分(見圖I)由中央控制操作系統(tǒng)CCOS (Central Control Operation System)、根節(jié)點 RU (Root Unit)、交叉節(jié)點 XU (CrossUnit)、電源節(jié)點 F1U (Power Unit)、米集鏈AS (Acquisition String)和光纜FL (Fiber Line)等六大單元組成。本發(fā)明數(shù)字地震儀的特點是充分考慮了圈狀結(jié)構(gòu)觀測系統(tǒng)的特點，為一種專用數(shù)字地震儀，所有采集數(shù)據(jù)均實時傳送和記錄，具有超長的數(shù)據(jù)采集和記錄能力，可以連續(xù)采集幾天、幾周甚至幾個月。本發(fā)明裝置專用數(shù)字地震儀的中央控制操作系統(tǒng)CCOS(見圖3)是整個儀器的控制中心和數(shù)據(jù)回收中心，實現(xiàn)人機(jī)交互、排列控制、采集同步、數(shù)據(jù)回收、質(zhì)量控制等功能。中央控制操作系統(tǒng)CCOS —般置于儀器車上，是整個數(shù)字地震儀的主要控制單元，硬件部分由計算機(jī)服務(wù)器Server、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Switch、客戶計算機(jī)終端PC、存儲設(shè)備Storagedevice、繪圖設(shè)備Plotting equipment和GPS等組成。GPS除提供位置坐標(biāo)信息外,在本發(fā)明裝置中還有一個重要作用是給儀器授時，確保長時間記錄的時間準(zhǔn)確性。軟件由操作系統(tǒng)軟件和控制操作軟件等組成。中央控制操作系統(tǒng)CCOS通過千兆網(wǎng)線與根節(jié)點RU連接。本發(fā)明裝置專用數(shù)字地震儀的根節(jié)點RU(見圖4)通過千兆網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接，并根據(jù)儀器容量的要求提供1-2個千兆光纜接口與交叉節(jié)點XU連接。根節(jié)點RU由高速交換模塊SM (Switch module)、控制模塊CM (Control module)和電源模塊PM (Power Module)等組成。高速交換模塊SM (Switch module)提供數(shù)據(jù)交換功能；控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實現(xiàn)對高速交換模塊SM的控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。本發(fā)明裝置專用數(shù)字地震儀的交叉節(jié)點XU可以通過光纜FL串接，并與根節(jié)點RU相連接；同時交叉節(jié)點XU具有2個專用通信接口，連接由采集鏈AS和電源節(jié)點I3U任意串接形成的采集線AL ((Acquisition Line)。本發(fā)明裝置專用數(shù)字地震儀的交叉節(jié)點XU(見圖5)由高速交換模塊SM、控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成。數(shù)據(jù)交換模塊SM為千兆交換機(jī)模塊，千兆接口分別連接上一級交叉節(jié)點XU和下一級交叉節(jié)點XU?？刂颇KCM具有2個專用通信接口分別連接兩邊的采集鏈AS。本發(fā)明裝置專用數(shù)字地震儀的電源節(jié)點PU(見圖6)由控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成?？刂颇KCM具有2個專用通信接口分別連接上一級和下一級采集鏈AS。本發(fā)明裝置專用數(shù)字地震儀的采集線AL可 以由電源節(jié)點和采集鏈AS、采集鏈AS和采集鏈AS任意串接形成。采集線AL上的電源節(jié)點I3U給兩邊的采集站AU提供電源供給，電源節(jié)點I3U的供電能力確定了二個電源節(jié)點PU之間的最多采集站個數(shù)。在本系統(tǒng)中，電源節(jié)點I3U把供電電瓶的12V電壓提升到72V對采集站進(jìn)行供電。由于線路損耗，采集站的供電電壓范圍在24-72V。本發(fā)明裝置專用數(shù)字地震儀的采集鏈AS由若干個(一般為4、6或8個)采集站AU (Acquisition Unit)通過電纜連接而成,采集站AU采集數(shù)字檢波器的信號，并通過專用通信接口進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳送。本發(fā)明裝置專用數(shù)字地震儀的采集站AU (見圖7)由控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成?？刂颇KCM具有2個專用通信接口分別連接上一級和下一級采集站AU，具有一個專用接口連接常規(guī)檢波器或MEMS等傳感器。電源由電源節(jié)點PU通過通信接口采用“鬼對”方式遠(yuǎn)供，電源模塊PM把所供的72V(由于線路損耗供電電壓會隨著供電的距離而降低，采集站的最低供電電壓設(shè)定為24V)轉(zhuǎn)換成采集站AU所需的各種電壓。本發(fā)明裝置專用數(shù)字地震儀采用的地震波采集觀測系統(tǒng)(見圖2):①由多個同心圓組成，形成圈狀結(jié)構(gòu)，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接收點的半徑方向間距(簡稱徑距)為DRi ;③接收點圓周方向的弧長間距(簡稱弧距)為DLi，并有DLmin ( DLi ( DLmax0④第i個圓周上布設(shè)Mi個接收點并均勻分布，并且Mi = ΝΧ2Π(Ν = 3，4，5，6，7，8，…；m = 0，1，2，3，…)。按照這種觀測系統(tǒng)，我們給出如下觀測系統(tǒng)實例，并且給出2種布設(shè)方案，分別見圖I和圖8。圖8的布設(shè)方案考慮了近井口圓周周長教短的情況，采用迂回方式，使得布設(shè)相對簡潔、并使用較少的交叉節(jié)點XU。觀測系統(tǒng)實例設(shè)R1= 50m ；Rmax = 2000m ；DR = 25m ；DLmin = 20m ；DLmax = 40m。則有①觀測系統(tǒng)由79個同心圓組成,最小圓半徑Rl為50m,最大圓半徑Rmax為2000m,最小圓周長為314m,最大圓周長為12560m,②接收點的半徑方向間距(簡稱徑距)DR為25m ；③接收點圓周方向的間距(簡稱弧距)為DLi，并有20m ( DLi ( 40m④第I個圓周上均勻布設(shè)8個接收點，第2 3個圓周上均勻布設(shè)16個接收點；第4 7個圓周上均勻布設(shè)32個接收點；第8 15個圓周上均勻布設(shè)64個接收點；第16 31個圓周上均勻布設(shè)128個接收點；第32 64個圓周上均勻布設(shè)256個接收點；第65 79個圓周上均勻布設(shè)512個接收點。⑤整個觀測系統(tǒng)布設(shè)有18856個接收點。每個同心圓上的布設(shè)情況見表I。
權(quán)利要求
1.一種用于井下微震檢測的新型數(shù)字地震儀，其特征在于用于檢測井中壓裂時產(chǎn)生的地震波，其觀測系統(tǒng)是以井口為圓心，由多個同心圓組成，形成圈狀結(jié)構(gòu)，每個圓周上設(shè)置的接收點數(shù)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(tǒng)CCOS、根節(jié)點RU、交叉節(jié)點XU (Cro S S Unit)、電源節(jié)點PU、采集鏈AS和光纜FL等六大單元組成；所述中央控制操作系統(tǒng)CCOS是整個儀器的控制中心和數(shù)據(jù)回收中心，實現(xiàn)人機(jī)交互、排列控制、采集同步、數(shù)據(jù)回收、質(zhì)量控制等功能；所述根節(jié)點RU通過千兆網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接，井根據(jù)儀器容量的要求提供1-2個千兆光纜接ロ與交叉節(jié)點XU連接；所述交叉節(jié)點XU具有2個光纜接ロ，可以通過光纜FL串接，并與根節(jié)點RU相連接；同時交叉節(jié)點XU具有2個專用通信接ロ，連接由采集鏈AS和電源節(jié)點PU任意串接形成的采集線AL。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所有采集數(shù)據(jù)均實時傳送和記錄，具有超長的數(shù)據(jù)采集和記錄能力，可以連續(xù)采集幾天、幾周甚至幾個月。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述觀測系統(tǒng)①由多個同心圓組成，形成圈狀結(jié)構(gòu)，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彡DLi彡DLmax，其中最短弧長為DLmin，最長弧長為DLmax 第i個圓周上布設(shè)Mi個接收點并均勻分布，并且Mi = NX 2m, N = 3,4,5,6,7,8,丨；111 = 0，1，2，3，…，即每個圓周上布設(shè)的接收點為最內(nèi)圈的2倍數(shù)，最內(nèi)圈除外。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述中央控制操作系統(tǒng)CCOS置于儀器車上，是整個數(shù)字地震儀的主要控制單元，硬件部分由計算機(jī)服務(wù)器Server、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Switch、客戶計算機(jī)終端PC、存儲設(shè)備Storage device、繪圖設(shè)備Plotting equipment和GPS等組成；軟件由操作系統(tǒng)軟件和控制操作軟件等組成；GPS除提供位置坐標(biāo)信息外，還給儀器授時。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述根節(jié)點RU由高速交換模塊SM、控制模塊CM和電源模塊PM等組成；高速交換模塊SM提供數(shù)據(jù)交換功能；控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實現(xiàn)對高速交換模塊SM的控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述交叉節(jié)點XU由高速交換模塊SM、控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成；數(shù)據(jù)交換模塊SM為千兆交換機(jī)模塊，千兆接ロ分別連接上ー級交叉節(jié)點XU和下ー級交叉節(jié)點XU ;控制模塊CM具有2個專用通信接ロ分別連接兩邊的采集鏈AS。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述電源節(jié)點PU由控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成；控制模塊CM具有2個專用通信接ロ分別連接上一級和下一級采集鏈AS。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述采集線AL可以由電源節(jié)點和采集鏈AS、采集鏈AS和采集鏈AS任意串接形成；采集線AL上的電源節(jié)點I3U給兩邊的采集站AU提供電源供給，電源節(jié)點PU的供電能力確定了ニ個電源節(jié)點PU之間的最多采集站個數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或者2或者3或者4或者5或者7或者8所述地震儀,其特征在于所述的采集鏈AS由若干個采集站AU通過電纜連接而成，采集站AU采集數(shù)字檢波器的信號，并通過專用通信接ロ進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳送。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述地震儀，其特征在于所述采集站AU由控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成；控制模塊CM具有2個專用通信接ロ分別連接上一級和下一級采集站AU，具有一個專用接ロ連接常規(guī)檢波器或MEMS等傳感器；電源由電源節(jié)點通過通信接ロ采用“鬼對”方式遠(yuǎn)供，電源模塊PM把所供的72V轉(zhuǎn)換成采集站AU所需的各種電壓。全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于井下微震檢測的新型數(shù)字地震儀，為解決現(xiàn)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(chǎn)生的地震波，其觀測系統(tǒng)是以井口為圓心，由多個同心圓組成，形成圈狀結(jié)構(gòu)；其硬件部分由中央控制操作系統(tǒng)CCOS、根節(jié)點RU、交叉節(jié)點XU(Cross Unit)、電源節(jié)點PU、采集鏈AS和光纜FL等六大單元組成；所述根節(jié)點RU通過千兆網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接，并根據(jù)儀器容量的要求提供1-2個千兆光纜接口與交叉節(jié)點XU連接；所述交叉節(jié)點XU具有2個光纜接口，可以通過光纜FL串接，并與根節(jié)點RU相連接；同時交叉節(jié)點XU具有2個專用通信接口，連接由采集鏈AS和電源節(jié)點PU任意串接形成的采集線AL。所有采集數(shù)據(jù)均實時傳送和記錄。具有超長的數(shù)據(jù)采集和記錄能力，可以連續(xù)采集幾天、幾周甚至幾個月，也就是所有采集數(shù)據(jù)均實時傳送和記錄。
文檔編號G01V1/18GK102628961SQ20111044573
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者劉光鼎, 張正峰, 徐善輝, 郭建 申請人:中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所, 北京吉奧菲斯科技有限責(zé)任公司