地震勘探仪器
地震勘探中用人工爆炸或用其他可控震源激发地震波﹐并记录它在地面引起的振动位移的仪器。通过分析地震波在岩石中的传播规律﹐确定地震界面的埋藏深度和形状。
地震勘探仪器一般由地震检波器﹑放大系统﹑记录系统 3部分组成。地震检波器主要有感应检波器﹑压电检波器﹑激光检波器等几类。它可直接拾取地震振动﹐并将振动转换成能为仪器记录的能量形式。放大系统的作用是对检波器输出的微弱电信号进行滤除干扰和增益放大控制。记录系统以不同方式将信号记录下来。检波器﹑放大系统﹑记录系统 3个基本环节组成一个地震道。地震仪一般是多道的。
按地震波的记录方式﹐地震勘探仪器的发展已经历了 3代。第一代是模拟光点记录地震勘探仪。这代地震仪大多数由电子管制成。由于光点感光方式的限制﹐其动态范围小﹐仅有20分贝﹐频带宽约10赫兹﹐采用自动增益控制﹐记录结果不能作数字处理。第二代为模拟磁带记录地震勘探仪。大多数采用晶体管电路﹐利用磁带记录﹐可多次回放﹐并可作多次叠加和数据处理。动态范围达50分贝﹐频带宽为15～120赫兹﹐采用公共增益控制或程序增益控制。第三代为数字记录地震勘探仪器。这代地震仪采用二进制增益控制方式和瞬时浮点增益控制。它把检波器输出的信号转化为数字化信息﹐记录在磁带上。其动态范围为120～170分贝﹐频带宽为3～250赫兹以上﹐记录的振幅精度高达0.1～0.01％。
按使用范围﹐地震勘探仪器分为3类﹕
石油地震勘探仪器。种类很多﹐一般常用的是数字地震仪。这种仪器是把检波器输出的信号数字化﹐并将数字化的信息按一定格式记录在磁带上。这种仪器的特点是动态范围大﹑频带宽﹑精度高等。仪器的主体包括3个箱体﹕模拟箱体﹑逻辑箱体和磁带机。另外还有两个辅助箱体﹕覆盖开关(包括电台)和照相记录仪。60道或120道地震检波器接收到的地震信号﹐经过滤波前置放大器﹐模拟滤波﹐再经多路转换开关对各道地震信号进行采样﹐瞬时浮点放大和模数转换﹐送至控制箱体﹐经过记录逻辑系统再送入磁带机最後记录在磁带上。
用于工程地质领域的浅层地震仪。又称工程地震仪。一般是指勘探深度近数百米范围内的地震勘探仪器。按其工作原理分计数型﹑波形表示型和信息增强型 3大类。广泛用于矿产﹑水文地质﹑工程地质等领域。浅层地震仪常见的有传真式地震仪。它的记录方式是只记录幅度超过一定阈值电平的信号﹐并用归一的“短划”形式记录在电敏纸上。一方面通过地震波的非线性变换﹐将连续的地震信号用幅度比较器转换为脉冲讯号﹔另一方面用逻辑门对双信号道的信号利用相关波长滤波技术进行处理﹐可得到记录良好的浅层反射波。计数型浅层地震仪是通过地震波由检波器1到检波器2的传播时间来得知振动速度的。即把地震波到检波器1﹑2产生的信号分别作为启停控制脉冲﹐并用时钟电路提供的计时脉冲﹐将两个信号的时间间隔数字化﹐用数字的计时单位直接给出观测值。波形表示型浅层地震仪主要有光线示波器型和紫外线示波器型﹑阴极射线管指示器型和传真摹写型等。它的波形显示方式具有直观显示特点﹐能进行续至波记录﹐还能提供地震波的动力学特征。增强型浅层地震仪是一种采用信号叠加的处理方法来改善检出信号的信噪比﹐以增大探测深度或便于在干扰严重地区进行有效工作。它测量在同一锤击点多次激发的地震波﹐将其到达检波器的时刻与各地震界面相对应的相同信号叠加在一起﹐从而使信号得到增强﹐而相位紊乱的随机干扰信号随锤击次数增加而趋于互相抵消。
用于近场地震研究的强震仪。地震工程中获得定量数据的仪器。它能记录较为强烈的地震﹐由拾震记录系统﹑触发控制系统﹑时标等部分组成。频带为 0～15赫兹或0.06～50赫兹﹐均采用自动触发﹑启停工作方式。