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地震勘探仪器的主要技术性能与优化分析

发表时间：2021/7/2 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：袁海沣

[导读] 地震勘探仪器是一种融合了多种先进技术一体的仪器，在先进制造工艺、通信技术以及电子技术等方面的发展背景下，得到了很好的发展，该仪器在地震方面的地质灾害的预防和治理方面有着重要的作用。

中石化石油工程地球物理有限公司华北分公司河南省郑州市袁海沣 473132

摘要：地震勘探仪器是一种融合了多种先进技术一体的仪器，在先进制造工艺、通信技术以及电子技术等方面的发展背景下，得到了很好的发展，该仪器在地震方面的地质灾害的预防和治理方面有着重要的作用。在大数据快速发展的时代，随着地球物理勘探开发技术和电子技术的发展，地震仪器同时也进入了一个非常好的发展变革阶段。为了能够更好的研究地震勘探仪器的发展，本文详细分析了地震勘探仪器的主要性能，根据地震仪器在实践环节的应用情况，并分析了技术性能改善优化的条件，提出地震勘探仪器改进主要技术性能的措施，为地震仪器后期的应用和优化提供帮助。
关键词：地震勘探仪器、技术性能、优化分析
        一、地震勘探仪器的介绍
        （一）地震勘探仪器的组成
        地震勘探仪器的结构较为复杂，主要包括三个部分，一是地震检波器，该部分主要有感应检波器、激光检波器以及压电检波器三类，使用检波器能够获取地震振动情况并转变为可以由仪器记录的形式；二是放大系统，通过放大系统可以过滤干扰的检波器输出信号，还可以放大检波器输出的电信号；三是记录系统，该系统能够采取多种方式记录信号，这三个部门可以构成一个完整的地震道，一般的地震勘探仪器是具有多个地震道的。
        （二）地震勘探仪器的发展阶段
        地震勘探仪器按照地震波的记录方式可以将发展阶段分为六代：采取模拟光点记录方式的是第一代地震勘探仪，这种方式具有较小的动态范围，采取自动增益的控制方式，这种记录方式记录的结果不能够进行数字处理；采取模拟磁带记录方式的是第二代地震勘探仪，使用晶体管电路并使用磁带进行记录，能够进行多次的回放，动态范围能够达到五十分贝左右；采取数字记录方式的属于第三代地震勘探仪，这种方式可以使用二进制或者瞬时浮点的增益控制方式，能够将输出的信号转变为数字信息并在磁带上进行记录，具有一百二十到一百七十分贝的动态范围；早期的遥测地震勘探仪属于第四代，主要是由中控控制记录系统和许多分类的野外地震数据采集站组成的；多种数据传输的模式属于第五代地震勘探仪，使用全数字化的地震数据传统和记录系统作为第六代地震仪的标志。
        （三）地震勘探仪器的主要任务
        地震勘探仪器是一种能够接受和记录地震波且具有高精度的电子仪器，能够帮助勘探工作人员记录和收集野外地震数据，该仪器的主要技术能够提高收集地震数据的精确度，为地质勘探和地震勘探提供了很大的帮助和支撑。使用地震勘探仪器能够为相关人员提供粉刺丰富的高分辨率和高精度的原始地震记录。地震勘探技术通过长期的发展已经不断的优化和创新，技术手段也得到了全面的创新和转变，下面将对地震勘探仪器的主要技术性能进行研究分析，并进行相应的改进优化分析。
        二、地震勘探仪器的主要技术性能分析
        经过很多年的研究与发展，地震勘探仪器已经得到了很广泛的具体应用，能够验证该仪器实用性的标准应该就是动态勘探的范围。地震勘探仪器能够记录各种信号的分辨率、精确度以及能力在使用不同型号和种类的地震勘探仪器中有着明显的差别，这些也是影响地震仪的主要因素。具有较高分辨率的地震勘探仪器在进行应用的时候动态勘探范围能够达到一半二十分贝，而且还能够对这个范围内的地震反射信号进行高精度的识别。第一代的模拟光电地震仪器在进行实际应用中的勘探范围仅仅达到二十分贝左右，第二代的模拟磁带地震仪的动态勘探范围也就是四十分贝左右，目前这种新型的地震勘探仪器在地震地质勘探工作中发挥了较大的作用，对勘探工作的开展有着很大的促进作用。

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        地震勘探仪器的主要功能不但包括科学有效的观察地层中的高频吸收衰减效应，还包括对相关信息数据的收集等，同时在获取地震勘探数据的时候还能够实现收集和记录较高分辨率的信息。地震勘探仪器需要补偿不同深度的地层震动信号，从而能够接收深度不同的反射波信号，要进行有效的过滤达不到六十分贝的振波，要记录具有高分辨率的振波和反射波，且要较高精度的分析计算出其主频和频带，只有这样才能够使地震勘探仪器获取到更加有效的地震信息。
        三、地震勘探仪器的技术优化分析
        （一）有效应对地震波振幅衰减
        地震波振幅的衰减是面临的主要问题，需要认真分析地震波振幅的影响因素，然后采取措施进行应对。经过分析得知，地面扩散会造成振幅的衰减，地层结构的吸收和分均匀效应也是影响地震波振幅的主要因素，其中，地层的吸收是造成地震波振幅发生衰减效应的主要影响因素，因此，也会严重影响地震勘探仪器的探测效果。地震勘探仪器的勘探效果会随着球面的扩散衰减程度的增加而不断降低，在这种情况下，从业技术人员就应该重点处理造成地震波振幅的衰减的因素。技术人员根据影响地震波振幅的因素，在进行采集仪器设计和采集系统的设计过程中应该针对地震波振幅衰减的问题采取措施，有效的补偿振幅衰减区域，并在系统设计中安装信号放大器，这样可以有效的应对由于球面扩散等原因导致的振幅衰减。
        （二）简化地震勘探仪器的电路设计
        在一般情况下，选择数量有效的数据参数是用电路实现的地震勘探仪器进行测量的首要原则，这样选择数据的时候只需要能够满足精度需求的条件即可，也就是说，实际测量数据的精确度随着选取数据参数的减少而提升，这样，相关技术人员在设计地震勘探仪器的时候，需要最大可能的对电路设计进行简化。在实际中可以直接采用微分电路的方式，这样可以实现勘探一部分数据的功能，可以通过对振幅频谱函数计算方法的优化使得频谱的均衡滤波器的振幅谱函数值符合实际，为后期进行振幅计算提供有效的数据支撑。
        （三）合理调整增益控制效果
        在实际的应用的过程中使用智能程控型前置放大器，增益控制效果能够在很大程度上得到提升，在实际应用中为了进一步发挥出前置放大器的作用，设计人员应该采取措施调整放大器的增益，以便能够使得放大器的增益在二十分贝左右，然后需要分时段控制之后的增益变化，这样可以根据时间变化将地震勘探的增益分为几个档次，再根据实际情况进行补偿或者进行增大。另外，地层吸收衰减受到反射界面滤波器的埋藏深度的影响，随着深度的不同而变化，这样，相关技术人员在进行调整频谱均衡滤波器的时候，应该保证滤波器的参数能够随着时间的变化进行自动调整。
        三、结束语
        综上分析，我们了解到地震勘探技术已经得到了较为广泛的实际应用，对于地震勘探仪器的需求越来越高。地震勘探仪器的发展也取得了明显的进步，按照地震波记录方式的不同，从刚开始的第一代模拟光电地震仪发展到第二代的模拟磁带地震仪，一直发展到第六代的数字地震仪，伴随着发展，动态勘探范围不断扩大且对地震反射信号的识别精度越来越高，也就是通过发展，我国的地震勘探技术已经取得了较大的创新和进步。经过多方面的详细分析，地震勘探工作有效进行与地震勘探仪器的技术性能是密不可分的，也就是较好的技术性能是做好地震勘探工作的前提条件。地震勘探仪器的技术应该在有效应对地震波振幅衰减、简化地震勘探仪器的电路设计以及合理调整增益控制效果等方面进行优化，只有通过不断的优化才能够更加预测有关地震方面的地质灾害，才能够更好的预测地质结构的变动状况等，这样更加有利于我国在地质灾害预防和治理方面的研究和发展，对于我国在地理环境方面的开发研究更加有意义。
参考文献：
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