地震勘探檢波器原理和特性及有關問題解析

高俊　馬士軍

摘 要：地震勘探檢波器的應用，能夠接收地震信號，在地震勘探中起到了非常關鍵的作用。本文在分析地震勘探檢波器原理及特性的基礎上，進一步對地震勘探檢波器相關問題及排除方法進行分析，以期為地震勘探檢波器的正確、科學使用提供有效建議。

關鍵詞：地震勘探檢波器；原理；特性；問題

在地震勘探工作中，檢波器主要的作用為接收地震信號，屬于對地震信號進行接收的前段環節，投入應用能夠以直接的方式感知大地質點振動。但是，從實際工作來看，倘若不能了解地震勘探檢波器的原理和特性，那么在使用過程中將會出現一些問題，從而影響地震勘探效果[1]。基于地震勘探工作的效率提升角度考慮，本文便有必要對地震勘探檢波器原理和特性及有關問題進行分析。

1.地震勘探檢波器原理及特性分析

1.1地震勘探檢波器原理

對于地震勘探檢波器來說，屬于一種振動傳感器，其工作原理和振動傳感器相同，為一個單自由度的振動系統。以感應振動信號的物理量差異，可細分為三類傳感器，即：位移傳感器、速度傳感器以及加速度傳感器。但是，不論哪一類型的振動傳感器，均對當中的一個物理量感應，切主要以輸出的電信號和哪個物理量成正相關為準則[2]。此外，從地震檢波器的機電轉換來看，其主要作用為把振動系統感應的振動信號等比例地轉換成電信號。根據轉換原理角度來看，涵蓋的檢波器較多，如：電磁感應檢波器、電容檢波器以及壓電檢波器等。

1.2地震勘探檢波器特性

從地震勘探檢波器的特性來看，主要有兩類：其一為動態特性；其二為靜態特性。兩方面的特性對檢波器的品質有非常重要的影響。對于動態特性參數來說，涵蓋了固有頻率、阻尼系數、頻率響應范圍以及頻率特性等等。對于靜態特性參數來說，涵蓋了有線性度、靈敏度、分辨率以及穩定性等。

檢波器動態特性，指的是檢波器對隨著時間改變輸出量的響應特性，其由傳感器自身決定，同時和被測量的改變方式也存在相關性。深入分析，動態特性是由檢波器的振動方程與力學特性決定的，經解振動方程能夠獲取系統的頻率響應函數，進一步將幅頻響應與相頻響應函數求解出來，而決定響應特性的參數主要包括檢波器的自然平率以及阻尼比。

2.地震勘探檢波器相關問題及排除方法分析

在上述分析過程中，對地震勘探檢波器原理及特性有了初步了解。但在實際應用過程中，地震勘探檢波器還涉及相關問題。為了地震勘探檢波器的應用價值得到有效提高，有必要對其問題及排除方法進行分析。

2.1常規檢波器問題

基于地震勘探過程中，將20DX作為代表的檢波器統稱為常規檢波器，其自然頻率通常為10Hz。此類檢波器雖然能夠在常規地震勘探中發揮作用，但是也存在一些較為明顯的問題，主要包括：（1）指標參數允差偏大，檢波器一致性差，進而使地震資料的分辨能力下降。為此，處于高精度地震勘探過程中，需使用性能參數允差較小的檢波器。從現狀來看，允差在±2.5%的檢波器已投入市場，但成本費用相對增多。（2）存在較大的失真度，會對動態范圍造成影響，進一步發生信號畸變。為此，需將常規檢波器的失真度控制在合理范圍內，使其動態范圍滿足勘探要求，進一步避免地震信號畸變的發生。（3）假頻低，會對頻帶范圍造成影響，進而使橫向干擾產生較大的影響。因此，有必要控制假頻，消除造成的橫向干擾，進而使勘探效果增強。

2.2自然頻率問題

對于自然頻率來說，屬于地震勘探中一大關鍵的檢波器參數，如果檢波器的自然頻率偏高，將會使地震信號的頻寬降低，這是一大問題。倘若無特殊的抑制低頻干擾，或者無增強某高頻段信號，可使用頻帶比較寬的檢波器。總而言之，對于檢波器來說，具備比較寬的頻帶范圍為宜。

2.3對比試驗問題

檢波器對比試驗主要問題包括：其一，試驗目的不夠明確，在選取檢波器過程中，存在一些個人方面的因素，當檢波器人對檢波器不夠熟悉的情況下，試驗便會出現問題。其二，試驗內容不夠具體；其三，試驗資料分析針對性不夠強。針對上述問題，需明確檢波器對比試驗的目的，同時明確試驗內容，采取合理、科學的分析方法，進一步提升檢波器試驗的效果。

3.結語

通過本文的探究，認識到地震勘探檢波器在地震探勘過程中的應用價值較高。為了正確使用地震勘探檢波器，需了解地震勘探檢波器的原理及特性，進一步對其實際應用問題進行分析，并采取有針對性的解決方法。相信在正確使用地震勘探檢波器，并結合地震資料采集成果分析的條件下，地震勘探工作的效率及質量將能夠得到有效提高，進一步為地震勘探的發展奠定基礎。

參考文獻：

[1]程建遠，王盼，吳海，江浩.地震勘探儀的發展歷程與趨勢[J].煤炭科學技術，2013，01：30-35.

[2]任立剛，張光德，楊德寬，董長安，杜清懷.速度檢波器與壓電檢波器相位差異分析及應用[J].地球物理學進展，2015，01：454-459.

[3]吳學兵，劉英明，高侃.干涉型光纖地震檢波器研發及效果分析[J].石油物探，2016，02：303-308.