本文關(guān)鍵詞：面向頁巖氣勘探的微地震采集記錄儀研制

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【摘要】：近些年來,隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷深入,世界各國(guó)對(duì)能源的需求日益加大。因此,尋找和開發(fā)新能源越來越引起人們的重視。頁巖氣作為一種新型清潔戰(zhàn)略資源,其勘探開發(fā)備受世界關(guān)注。但是由于頁巖氣儲(chǔ)層具有低孔隙率、低滲透率的物性特征,大部分頁巖氣井需要經(jīng)過壓裂增產(chǎn)后才能獲得理想產(chǎn)量,如何有效監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)壓裂效果是壓裂增產(chǎn)的關(guān)鍵之一。本課題屬于青島市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育計(jì)劃先進(jìn)制造領(lǐng)域的微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)課題。核心任務(wù)是研制采用地面監(jiān)測(cè)方式的微地震事件高頻寬帶微弱信號(hào)采集記錄儀和研究微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的高精度時(shí)鐘同步技術(shù)和實(shí)時(shí)信息傳輸處理技術(shù),為頁巖氣勘探開發(fā)的低成本微地震監(jiān)測(cè)需求提供裝備支撐。本課題研制的面向頁巖氣勘探的微地震采集記錄儀是集機(jī)械設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)技術(shù),檢測(cè)技術(shù),通訊技術(shù)于一體的智能儀器設(shè)備。采集記錄儀連同定制的高精度大分辨率地震檢波器組成一個(gè)可獨(dú)立工作的微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)。采集記錄儀同時(shí)搭載了微弱信號(hào)放大、A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集、GPS接收機(jī)、WIFI通訊、有線以太網(wǎng)絡(luò)等模塊,在主控制器的控制下,實(shí)現(xiàn)了微地震信號(hào)的放大、處理、采集、存儲(chǔ)、上傳等一系列工作。本論文介紹了面向頁巖氣勘探的微地震采集記錄儀的設(shè)計(jì)和研制過程。以微地震監(jiān)測(cè)水力壓裂為背景,詳細(xì)研究了微地震信號(hào)的特性,壓裂和監(jiān)測(cè)方式差異所帶來的影響。針對(duì)這些特點(diǎn)展開采集記錄儀的研究。本論文提出了一套完整的地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案,同時(shí)研制完成單一節(jié)點(diǎn)采集記錄系統(tǒng)。微地震采集記錄儀包括數(shù)字控制主控單元,微弱信號(hào)采集處理單元和地震檢波器。其中數(shù)字控制主控單元采用"ARM+FPGA"架構(gòu),以ARM微控制器為主要控制平臺(tái),負(fù)責(zé)系統(tǒng)的流程操作和管理。采用FPGA技術(shù)完成高速大容量數(shù)據(jù)的采集工作：微弱信號(hào)采集處理單元選用了32位高精度△-∑型ADC,實(shí)現(xiàn)了高分辨率大動(dòng)態(tài)范圍的數(shù)據(jù)采集。地震檢波器選用定制的新型高靈敏度SN4G系列檢波器,保證了微地震采集前端信號(hào)質(zhì)量,為提高采集數(shù)據(jù)的精確性和高可靠性奠定了良好基礎(chǔ)。本論文介紹了微地震監(jiān)測(cè)的原理,整體方案的規(guī)劃設(shè)計(jì),系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì),FPGA邏輯設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件規(guī)劃設(shè)計(jì)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P618.13;P631.4

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