[发明专利]微震记录仪、微震信号采集去噪方法和微震信号采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种记录仪，具体涉及一种适用于野外作业的监测大地震动/波动的记录仪。

背景技术

众所周知，微震记录仪是一种用于记录震动/波动的仪器，其功能是将检波器（即感应震动/波动的传感器）传输来的信号记录下来，并按预定的记录格式要求将信号储存起来或传输给下游的设备。记录仪本身可以是一种通用的设备。但是，由于记录格式要求的不同和所采集的数据内容不同（如频率范围不同），所以通用的记录仪很难满足特定需要。本发明的微震记录仪，是一种用于监测地下微破裂和记录微地震物理参数的微震记录仪。

对于空间的目标（如隐形飞机、地下微破裂），可以通过监测阵观测其发出或反射的震动/波动的微弱信号，并针对某些物理参数经适当数据处理后，可以获得目标随时空分布的影像图。在现有的油气开采技术中，由于天然构造或生产诱发的地下微破裂释放的能量极为微弱，在地表布设地震台网观测时，通常无法像定位天然大地震或人工勘探中较大爆破那样，在记录波形中提取破裂初至的波来进行传统定位，为此人们常常使用费用高昂、施工复杂、且限制条件苛刻的邻近破裂处几百米的井中布设地震检波器和记录仪，来实施观测和传统定位。鉴此，包括油气开采的工、矿业，急需研发一种能在地表布设包括微震检波器和微震记录仪的微震监测台站，用简单易行、经济高效的地表观测法实施对地下微破裂的观测和定位。然而，由于观测目标的微破裂释放的能量极为微弱，其破裂震动传到地表的微震动极弱，所以，地表的多而杂的干扰噪音（如车辆、机械设备等发出的震动）相对于微破裂释放的微震动显得极强，从而存在无法从极强的干扰信号中识别和提取微震信号的问题，这也是现有的地表观测法尚未取得成功的主要原因。在大量试验研究的基础上，申请人克服了现有地表观测法存在的问题，掌握了在地表监测地下微破裂的准确方法，以及成功显示预设目标的微破裂在空间分布的影像的技术，该技术包括：（A）解决现有技术的观测仪器不适用于地表微震监测台站的问题，设计制造出适用于地表微震监测台站的观测仪器，其中包括微震记录仪和微震检波器，这些观测仪器至少应具备能监测到并能记录下预设目标的微破裂产生的微震波、能过滤掉大部分干扰噪音、能适合于野外及恶劣环境下持续稳定工作50小时的功能；（B）解决现有技术的数据处理不正确的问题，找到能正确、有效处理由地表微震监测台站采集到的数据的方法，编制出专用的计算机数据处理软件，并能显示地下微破裂的裂缝形状和在空间的分布状态；（C）找到符合地表微震监测台站采集数据所要求的野外布设台网的方法，尽可能避开地面噪声干扰和去除电气干扰。

现有的微震记录仪，大都采用带有操作系统的计算机系统外加采集板卡等部件构成，系统庞大，运行效率比较低，功耗大，电池容量自然也要求比较大，而为了适应在野外环境的搬动和运输，这些仪器必须结构坚固，造成总体比较笨重，导致工程费用增加，仪器搬运中易损坏，影响正常工作。而且现有记录仪没有很好的去噪处理，本身就是一个噪音来源，不适用于对地下微弱破裂信号的采集。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种微震记录仪，能够有效去除噪音干扰提高采集数据的信噪比。并且进一步能够野外独立工作，适应野外复杂的工作环境。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种微震记录仪，包括数据采集模块、控制模块、存储模块、电源模块和检波器，所述接收微震信号的检波器与数据采集模块连接，所述对微震信号进行预处理的数据采集模块与控制模块连接，所述控制模块与存储模块连接；所述的微震记录仪还包括提供定位和定时信息的GPS模块，所述GPS模块与控制模块连接;所述检波器包括至少一组振动传感器和至少一组能感知电信号且不能感知振动信号的电信号传感器，所述电信号传感器具有一电气性能与振动传感器的电气性能相同的电阻,所述数据采集模块包括不少于所述振动传感器和电信号传感器数量之和的采样通道接口。

进一步，所述检波器为三分量检波器，包括三组振动传感器和一组能感知电信号且不能感知振动信号的电信号传感器，所述数据采集模块包括至少4个采样通道接口。

进一步，所述数据采集模块设有低通滤波器，可压制频率高于45Hz的信号的强度。

进一步，所述微震记录仪还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与控制模块连接。

进一步，所述数据采集模块包括可将模拟信号放大并转换为数字信号的模拟信号放大采集板。

进一步，所述的数据采集模块采样精度为16位至24位，且采样速度可达2000次/秒。