单晨迪1 王朋朋2
1身份证号:61052319890808****,陕西省
2身份证号:61043119861016****,陕西省
摘要:勘探矿产资源,需要明确不同物探方法以及相关仪器,在此基础上根据实际情况选择最佳的探测方法和探测仪器,只有这样才能够顺利开展勘探工作。由此可见,在实施勘探工作之前,必须深入研究不同类型勘探方法的使用特点和应用范围,进而为勘探工作的有序开展提供可靠的保障。基于此,本文立足于地震勘探仪的发展历程,对其发展过程以及发展趋势展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。
关键词:地震勘探;地震仪;发展趋势
1.地震勘探仪发展历程
地震勘探仪的作用是记录地震波,第1代地震勘探仪为电子管地震仪,也可将其称作模拟光点记录地震勘探仪。这种地震仪主要是由电子管研制而成的,因受到光电感应的限制,动态范围相对较小,使用自动增益进行控制,无法将实际记录结果作为数据进行处理。第2代地震勘探仪的材质为晶体管,可将其称作模拟磁带地震勘探仪。这种地震勘探仪主要是借助晶体管电路,以磁带来记录信息,这样一来就能够实现多次回放记录信息的目的,并且也可以多次完成数据的处理和叠加,控制方法主要用到的是程序增益控制。第3代地震勘探仪是集成电路式,也可以将其称作数字磁带记录地震仪。这种地震仪主要用到的是二进制与瞬时点增益控制方法。第4代地震勘探仪为集成电路形式,这种地震仪又被称作早期遥测地震仪。遥测地震仪主要是由中央控制记录系统和地震数据采集站组成的。第5代地震勘探仪是由大规模集成电路构成的,可将这种地震仪称作新的遥测地震仪,其能够完成多种数据的传输,并且形式内容多样。第6代地震勘探仪是全数字遥测地震仪,主要用到的是数字化技术来进行传输记录。从本世纪开始,地震仪中就开始使用微机械电子技术,而且在技术上能够有效解决传统地震检测器中的勘探问题。此外,该地震勘探仪的发展也推动了经济的发展,在工业化生产的促进下,也逐渐加速了物探技术的发展步伐。
总而言之,随着地质勘探技术难度的逐渐增加,地球物理极限问题也随之加剧,这在一定程度上为物探技术的发展带来了全新的挑战。
2.地震勘探仪升级换代的启示
2.1社会发展对能源的巨大需求是地震勘探仪升级换代的直接推动力
人类对能源依赖程度的变化最早来自于18世纪英国工业革命时期,尤其是在20世纪50年代,西方发达国家也相继进入到了高度工业化发展阶段,世界的能源消耗量急剧增加。于1950-1980年期间,实际的能源消耗量从25亿t增长为100亿t标准煤;发展中国家的出现又一次推动了能源消耗量的增加,经过多年的发展,很多发展中国家正处在工业化和城市化的进程中,实际能源消耗量也在持续增加。
2.2地震勘探方法技术的进步对地震仪更新提出了更高要求
地震勘探方法在20世纪50年代多次出现了覆盖技术的萌芽,进而使模拟磁带地震仪取代了光电记录地震仪。数字地震仪出现于60年代,并且也是在这一时期发展起来的,主要是在速度过滤波技术的基础上发展起来的,直到70年代出现了三维地震勘探技术,多道遥测数字地震仪技术以期更强的带道能力取得了很好的使用效果。于90年代,在地震勘测方面对以期解决高频信号问题的能力提出了更高的要求,全数字遥感地震仪技术应运而生。随着高密度全数字三维地震勘探概念额度提出,万道地震仪也随之发展起来。复杂区域中的地质勘探问题,也因为时移地震技术和多分量地震勘探技术的优势而得到了有效解决,在此时代背景下,地震勘探技术逐渐朝着灵敏度高、精准轻便的方向发展。
2.3电子技术的进步给地震仪升级带来了发展机遇
随着生产需求的不断提升,地震勘探仪要想满足实际使用需求,就必须进行升级改造,然而,这一目标的实现离不开计算机、物理、数学等学科的应用。在电子技术快速发展的趋势下,地震仪也逐渐实现了体积小、能耗低以及功能强的发展目标。最近这些年,随着纳米电子技术发展速度的逐渐加快,电子器件也面临着新的变革。
未来很长一段时间内,世界能源消耗量还会持续增加,地球作为人类赖以生存和发展的物质能源,为社会的发展进步提供着能源需求。于1926年第一次在美国奥克拉荷马洲的沉积盆地上打出工业油流起,在天然气、是由以及煤炭行业中地震勘探技术就发挥出了不可替代的作用。勘探难度的不断增加,使得地震勘探技术对仪器装置以及处理软件提出了更高的要求,只有从这几个层面入手才能够强化地质勘探技术的自身作用,达到提高地质勘探效率的目的,推动地质勘探技术的健康可持续发展。
3.地震勘探仪发展趋势
3.1节点式单站单道采集
节点采集是单站单道单一节点采集,需要在采集站收集相关的采集数据,之后将这些数据进行统一回收。在此过程中,A/D转换位数将会被提升到32bit。节点式地震仪集电源、检测波以及采集站为一体,其电缆质量缩小近50%~75%,野外操作的时候只需要携带一个采集站即可,然后再将其放置到特定的位置,无需开展放线工作,可以边放炮边接收信息。使用地震仪能够将收集到的太阳能板用在供电处理中,以此来不断提升采集工作效率。地震勘探仪的使用,能够有效避免地震信号远距离传输而产生的噪音,经常将这种采集地震信息的方法用在采集道相对较多并且地形复杂的地下。
3.2自记存储式与无线通信结合
如今,地震仪数据传输主要用到的是分布式地震采集站网络数据传输的方法。这种数据传输有其专用的系统,其中包含着众多的地震采集道,所以,数据传输能力和采集系统保障工作的任务艰巨。随着无线通信系统的快速发展,地震勘探过程中无线数据采集系统也随之发展起来,后期地震以数据通信方式也将会朝着无线通信与存储式相结合的方向发展,这样一来,不仅能够满足实时监测工作的需求,同时还能够减少户外工作量。
3.3全数字三分量信息采集
在油田以及煤炭等勘探项目快速发展的前提下,传统的单分量采集站很难满足地震勘探的需求,高密度、全数字以及三分量地震数据采集不仅能够分析复杂的地形结构,同时还能够在异性介质中完成地质勘探,能够为地震勘探工作提供可靠的信息资料,进而推动后期勘探技术的健康稳定发展。
3.4太阳能供电系统
为了能够提高能源使用效率,有效节约能源,需要将电源系统作为供电的主要动力,这样一来就能够借助太阳能完成实际供电操作,即白天借助日照收集太阳能,将能量储存在蓄电池中,以供采集系统合理供电。这种蓄电池会为系统的正常运行释放出相应的能量。使用太阳能实现能量转换,不仅能够节约能源,同时还能够提高能源的使用效率,能够为采集站信息采集工作的顺利开展提供可靠的保障。
结语
总而言之,从出现地震勘探仪到发展至今,该仪器的功能已经从简单的光电记录逐渐升级到了目前的全数字模式,在长时间的发展历程中,地震探测仪不仅在性能上得到了明显的提升,同时其技术指标也发生了很大的变化。但是,纵观国内的地震勘探仪,在技术上仍然存在着很多缺陷,先进仪器设备需要借助进口才能满足需求,从而严重阻碍了地震勘探仪在我国的发展,面对这种现象,企业应该加大对地震勘探仪的自主创新,以此来促进国产地震仪的发展。
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