發(fā)布時(shí)間：2021-12-19 19:28

　　石油、天然氣是人類(lèi)發(fā)展的重要能源,油氣資源的科學(xué)探測(cè)、合理開(kāi)發(fā)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展意義非凡。然而經(jīng)過(guò)多年的勘探工作之后,一些埋藏較淺、地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的大構(gòu)造油田大多己被發(fā)現(xiàn),現(xiàn)階段的勘探任務(wù)是尋找一些埋藏較深、地質(zhì)條件較復(fù)雜的小構(gòu)造油田,這對(duì)地震檢波器的性能要求也逐漸提高,勘探難度日益增大。一方面,由于現(xiàn)有的井間地震勘探系統(tǒng)中的信號(hào)拾取主要依靠電磁類(lèi)檢波器,在實(shí)際工程應(yīng)用過(guò)程中容易受到電磁干擾,同時(shí)具有不耐高溫,不利于網(wǎng)絡(luò)化布點(diǎn)等缺點(diǎn),成為井間地震勘探技術(shù)的瓶頸。另一方面,在油氣資源的勘探中,所激發(fā)的地震波信號(hào)頻帶很寬,且高頻成分是提高勘探分辨率的關(guān)鍵,但由于大地的低通濾波作用,使得高頻成分衰減嚴(yán)重,高頻高靈敏度的地震檢波器是提高勘探分辨率的第一環(huán)。近年來(lái),光纖光柵（FBG）以其不受電磁干擾、耐高溫、易組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用,將FBG傳感器應(yīng)用于地震波檢測(cè)能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測(cè)方法的不足,具有重要的研究?jī)r(jià)值。本論文以油氣勘探中地震波振動(dòng)檢測(cè)為應(yīng)用背景,基于光纖光柵的傳感原理,提出了適用于井間高溫環(huán)境地震波振動(dòng)檢測(cè)的一種基于膜片與菱形結(jié)構(gòu)的FBG加速度傳感器和一種基于多軸柔性鉸鏈的FBG二維加... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：110 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

壓電式檢波器

3容的低噪聲電纜；(2)動(dòng)態(tài)響應(yīng)小，一般為低于60dB；(3)有源檢波器，使用時(shí)每個(gè)檢波器需要供電電源，不利于施工。圖1-1壓電式檢波器1.2.2動(dòng)圈式檢波器動(dòng)圈式地震檢波器[10]是利用電磁感應(yīng)原理拾取物體振動(dòng)信號(hào)的速度型檢波器，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，它包括兩個(gè)模塊：彈簧、質(zhì)量塊、可動(dòng)線圈及固定基座組成的慣性模塊和磁性材料組成的磁路模塊。檢波器在外界振動(dòng)激勵(lì)下，慣性質(zhì)量塊將拉動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)，線圈不斷切割磁感線并產(chǎn)生與振動(dòng)速度大小成比例的感應(yīng)電流，從而將振動(dòng)信號(hào)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)線圈的電能，達(dá)到檢測(cè)地震波信號(hào)的目的。該類(lèi)檢波器是地震勘探技術(shù)中最為成熟的一種陸用檢波器。該種檢波器的特點(diǎn)是:工作溫度在-30℃~+80℃，工作頻率不高（一般小于250Hz），性能穩(wěn)定。主要缺點(diǎn)有:（1）檢波器的輸出信號(hào)受磁性材料磁場(chǎng)不均勻性的影響；(2)動(dòng)態(tài)范圍�。ㄒ话銥�60-70dB）；（3）信號(hào)源產(chǎn)生于活動(dòng)線圈，將信號(hào)源連接到檢波器的輸出端需要采用精細(xì)的連接技術(shù)，可靠性低，這也是檢波器常出故障的部位。圖1-2動(dòng)圈式檢波器

41.2.3渦流式檢波器渦流式地震檢波器[11]是在常規(guī)動(dòng)圈式檢波器的基礎(chǔ)上演變出來(lái)的一種加速度型檢波器，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。該檢波器包括兩個(gè)模塊，一是由銅套管、彈簧及外殼組成的機(jī)械振動(dòng)模塊；二是由E型永磁材料和固定線圈構(gòu)成的磁路模塊。該檢波器受到外界振動(dòng)激勵(lì)時(shí)，懸掛于外殼中的銅套管在慣性力和彈簧恢回復(fù)力共同作用下發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不斷切割磁感線并在線圈內(nèi)形成電渦流，該電渦流在固定線圈中產(chǎn)生出互感電動(dòng)勢(shì)，從而將外界振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)加速度的測(cè)量。這類(lèi)檢波器靈敏度會(huì)隨地震反射波頻率的變化而變化，頻率越高靈敏度也越高，該特性對(duì)由于大地傳播而急劇衰減的高頻成分有一定補(bǔ)償作用，一定程度上提高了地震勘探的分辨率。但是這種檢波器的工作溫度在-40℃~+70℃，且輸出信號(hào)較小，這些缺點(diǎn)致使它的應(yīng)用受到了極大限制。圖1-3渦流式檢波器在實(shí)際工程中，所激發(fā)的地震波信號(hào)其動(dòng)態(tài)范圍一般大于120dB，目前各種地震波記錄儀器動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)110dB，而儀器記錄的信號(hào)一定要是檢波器所能接收到的信號(hào)，所以檢波器的動(dòng)態(tài)范圍決定了我們所能記錄的地震信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。傳統(tǒng)電磁類(lèi)檢波器面臨的主要問(wèn)題是失真度太大（也稱(chēng)畸變，大于0.1%），動(dòng)態(tài)范圍小（小于60dB）。失真度與動(dòng)態(tài)范圍的關(guān)系為：F=-20logD（F為動(dòng)態(tài)范圍，D為失真度）。傳統(tǒng)電磁類(lèi)檢波器畸變太大，主要是由于場(chǎng)強(qiáng)分布線性區(qū)不夠大，這可以通過(guò)增加磁鋼的體積或者磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)改善，只是目前的常規(guī)檢波器工藝和技術(shù)已經(jīng)十分完善，很難再做出明顯突破。為克服常規(guī)檢波器的這一瓶頸，新一代的MEMS數(shù)字檢波器誕生了。


本文編號(hào)：3544935