淺井微地震信號採集裝置的製作方法

2023-04-30 09:40:17 1

本實用新型涉及地震信號採集設備領域，更具體地，涉及一種淺井微地震信號採集裝置。

背景技術：

微地震監測技術是進行水力壓裂裂縫發育過程及走向監測的重要技術手段，對頁巖油氣、緻密砂巖油氣等非常規油氣資源的高效開發具有重要意義。目前非常規油氣資源開發受制於成本問題，在油價下跌後面臨的挑戰更加突出，微地震檢測技術作為有效指導油氣開發的技術手段也受制於高成本問題，如何降低單口井的監測成本，從而有效的提高整個勘探區塊監測面積，最終指導油氣開發，成為目前技術發展的一個方向。淺井觀測方式起源於天然地震觀測，埋設於50-200m地下，可以有效避開地面噪聲幹擾，對於獲取微地震有效信號具有一定優勢。但微地震信號存在信號幅度小的特點，對於50-200m的模擬信號傳輸存在小信號衰減快、受近地表電磁幹擾後信號失真的劣勢，因此只將模擬檢波器埋設於地下存在一定的技術風險。

因此有必要研發一種更為高效，抗幹擾能力更強的淺井微地震信號採集裝置。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本實用新型提供一種淺井微地震信號採集裝置，基於地面微控制器、井下微控制器，實現對井下採集單元的模擬/數字傳輸模式的切換，數字傳輸模式傳輸信號時，抗衰減及抗電磁幹擾能力強，從而有效解決模擬信號失真的問題。

根據本實用新型的一方面，提供了一種淺井微地震信號採集裝置，所述裝置包括：地面控制單元，所述地面控制單元包括：第一模數轉換器，地面微控制器，所述第一模數轉換器連接到所述地面微控制器；井下採集單元，所述井下採集單元包括：微地震信號採集器、多路選擇器、第二模數轉換器及井下微控制器，所述微地震信號採集器、所述第二模數轉換器及所述井下微控制器分別連接於所述多路選擇器，所述多路選擇器通過電纜連接於所述第一模數轉換器，所述第二模數轉換器及所述井下微控制器分別通過電纜連接於所述地面微控制器。

優選地，所述地面控制單元還包括：第一電源，所述第一電源通過電纜連接於所述第一模數轉換器及所述地面微控制器，為所述地面控制單元供電。

優選地，所述地面控制單元還包括：第二電源，所述第二電源通過電纜分別連接於所述地面微控制器、所述井下微控制器及所述第二模數轉換器，為所述井下採集單元供電。

優選地，所述地面微控制器包括：通訊接口電路。

優選地，所述通訊接口電路包括：4G無線接口電路、wifi接口電路、乙太網接口電路。

優選地，所述微地震信號採集器包括：地震信號放大元件。

優選地，所述地面微控制器包括：數據存儲元件。

本實用新型的各方面可以通過地面微控制器實現對井下採集單元的模擬/數字傳輸模式的切換，從而有效解決模擬信號失真的問題。

本實用新型的系統具有其它的特性和優點，這些特性和優點從併入本文中的附圖和隨後的具體實施方式中將是顯而易見的，或者將在併入本文中的附圖和隨後的具體實施方式中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方式共同用於解釋本實用新型的特定原理。

附圖說明

通過結合附圖對本實用新型示例性實施方式進行更詳細的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特徵和優勢將變得更加明顯，其中，在本實用新型示例性實施方式中，相同的參考標號通常代表相同部件。

圖1示出了根據本實用新型的一個實施方式的淺井微地震信號採集裝置結構示意圖。

附圖標記說明：

1、地面控制單元；101、第一模數轉換器；102、地面微控制器；2、井下採集單元；201、多路選擇器；202、井下微控制器；203、第二模數轉換器；204、微地震信號採集器。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本實用新型。雖然附圖中顯示了本實用新型的優選實施方式，然而應該理解，可以以各種形式實現本實用新型而不應被這裡闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本實用新型更加透徹和完整，並且能夠將本實用新型的範圍完整地傳達給本領域的技術人員。

圖1示出了根據本實用新型的一個實施方式的淺井微地震信號採集裝置結構示意圖。

如圖1所示，該淺井微地震信號採集裝置包括：地面控制單元1，所述地面控制單元1包括：第一模數轉換器101，地面微控制器102，所述述第一模數轉換器101通過電路連接於所地面微控制器102；井下採集單元2，所述井下採集單位2包括：微地震信號採集器204、多路選擇器201、第二模數轉換器203及井下微控制器202，所述微地震信號採集器204連接於所述多路選擇器201，所述第二模數轉換器203及所述井下微控制器202分別連接於所述多路選擇器201，所述多路選擇器201通過電纜連接於所述第一模數轉換器101，所述第二模數轉換器203及所述井下微控制器202分別通過電纜連接於所述地面微控制器102。

該實施方式通過地面微控制器啟動井下微控制器，實現對井下採集單元傳輸模式的切換，從而有效解決模擬信號失真的問題。

具體地，整套採集裝置分為地面控制單元1和井下採集單元2兩部分。其中地面控制單元1負責對採集數據進行自動識別後，判斷是採用模擬還是數字傳輸模式。微地震信號採集器204的X、Y、Z三個分量採集的模擬信號在通過多路選擇器201後，進入200m電纜，而後傳入地面控制單元1，經過第一模數轉換器101模數轉化後，由地面微控制器102進行數據存儲，所存儲的數據在簡單處理成像後如果存在問題且該問題可能由於長纜傳輸中模擬信號失真造成的，則切換傳輸模式。由地面微控制器102激活第二電源，對井下採集單元2中的井下微控制器202供電，該微控制器上電後對多路選擇器201進行高電平使能控制，切換模擬信號通道，將模擬信號傳輸至第二模數轉換器203中，第二模數轉換器203將數位訊號傳入200m電纜，而後由地面微控制器102對數位訊號進行接收和存儲，由於數位訊號相較於模擬信號來說長線傳輸抗幹擾能力更強，因此數位訊號傳輸能夠確保採集數據傳輸質量，有效解決模擬信號失真的問題。

優選地，所述地面控制單元1還包括：第一電源(未示出)，所述第一電源通過電纜連接於所述第一模數轉換器101及所述地面微控制器102，所述第一電源為第一模數轉換器101及所述地面微控制器102供電。

優選地，所述地面控制單元1還包括：第二電源，所述第二電源通過電纜分別連接於所述地面微控制器102、所述井下微控制器202及所述第二模數轉換器203，所述地面微控制器102控制所述第二電源，所述第二電源為所述井下微控制器202及所述第二模數轉換器203供電。

具體地，設備工作正常情況下，傳輸模式的切換由地面微控制器102與井下微控制器202之間的命令來控制實現。但由於設備長期埋設於地下，數字部分又極可能出現故障。因此，數字傳輸模式中井下微控制器對多路選擇器201控制設計為高電平使能，模擬傳輸模式為低電平使能。這種設計可以避免當井下微控制器202損壞時，儀器由於深埋地下無法拔出，數字電路無法進行更換導致整個設備報廢的問題。地面微控制器102將對井下微控制器202進行重啟和錯誤識別，如果無法修復，則切斷第二電源停止對井下微控制器202供電，井下採集單元2中的多路選擇器201同時低電平使能自動切換至模擬信號傳輸模式，相應地，地面微控制器102也將工作模式切換至模擬信號傳輸模式。

優選地，所述地面微控制器101包括：通訊接口電路(未示出)，用以數據的輸出與接收。

優選地，所述通訊接口電路包括：4G無線接口電路(未示出)、wifi接口電路(未示出)、乙太網接口電路(未示出)。

優選地，所述微地震信號採集器204包括：地震信號放大元件(未示出)，將所述微地震信號採集器204採集的微地震信號進行放大。

優選地，所述地面微控制器102包括：數據存儲元件(未示出)，用來存儲經所述第一模數轉換器101及所述第二模數轉換器203轉換後的數位訊號。

本實用新型的各方面可以通過地面微控制器啟動井下微控制器202供電，進而通過第二模數轉換器203來實現對井下採集單元傳輸模式的切換從而有效解決模擬信號失真的問題。

本領域技術人員應理解，上面對本實用新型的實施方式的描述的目的僅為了示例性地說明本實用新型的實施方式的有益效果，並不意在將本實用新型的實施方式限制於所給出的任何示例。

以上已經描述了本實用新型的各實施方式，上述說明是示例性的，並非窮盡性的，並且也不限於所披露的各實施方式。在不偏離所說明的各實施方式的範圍和精神的情況下，對於本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術語的選擇，旨在最好地解釋各實施方式的原理、實際應用或對市場中的技術改進，或者使本技術領域的其它普通技術人員能理解本文披露的各實施方式。