本實(shí)用新型涉及一種速度型高溫高靈敏度地震波采集設(shè)備。

背景技術(shù)：

在油氣勘探新區(qū)尋找資源和對(duì)老油田進(jìn)行深入解剖，離不開一項(xiàng)重要技術(shù)，那就是VSP技術(shù)。VSP測(cè)井技術(shù)(vetical seismic profile)就是垂直地震剖面，即把震源放在井中，檢波器放地面，或者把震源放地面，接收器放井中進(jìn)行的地球物理勘探技術(shù)。在垂直地震剖面中，因?yàn)闄z波器置于地層內(nèi)部，所以不僅能接收到自下而上傳播的上行縱波和上行轉(zhuǎn)換波，也能接收到自上而下傳播的下行縱波及下行轉(zhuǎn)換波，甚至能接收到橫波。這是垂直地震剖面與地面地震剖面相比最重要的一個(gè)特點(diǎn)，因此需要檢波器在空間360度任意角度都能可靠工作。

VSP測(cè)井技術(shù)是近幾年發(fā)展比較迅速的一門學(xué)科，在提取地層地質(zhì)參數(shù)、地層速度、地震子波等地震參數(shù)方面很有作用，與常規(guī)地震相比具有精度高的優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)大部分油氣田已進(jìn)入開發(fā)的中晚期，以地面勘探為主來(lái)發(fā)現(xiàn)油氣田的市場(chǎng)越來(lái)越小，而井中地震在油藏精細(xì)刻畫和剩余油開發(fā)中有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。就國(guó)內(nèi)而言，油氣勘探開發(fā)面臨的地質(zhì)問題越來(lái)越復(fù)雜，勘探發(fā)現(xiàn)難度也越來(lái)越大，新增儲(chǔ)量品質(zhì)在不斷降低，儲(chǔ)量動(dòng)用率也在降低。油氣藏地質(zhì)成果的精度已成為制約油氣生產(chǎn)的最主要因素。油田目前廣泛采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化三維地質(zhì)模型技術(shù)，利用巖芯、測(cè)井、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、物探等各種資料進(jìn)行油氣綜合預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，這些資料中只有井中地震資料可以在深度方向上獲得上下行體波，對(duì)地質(zhì)目標(biāo)貼近觀測(cè)。油藏地球物理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)老油田綜合治理、深度挖潛和提高油氣產(chǎn)量、支持油氣勘探與生產(chǎn)獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑，這就為油藏地球物理技術(shù)創(chuàng)造了無(wú)限的市場(chǎng)空間。在過(guò)去50年中，人們發(fā)現(xiàn)很多鹽丘構(gòu)造，其中有的鹽丘中含有豐富的石油和天然氣。然而，人們對(duì)含油鹽丘構(gòu)造的細(xì)節(jié)(如翼部的形態(tài)等)了解得不是很清楚，通過(guò)VSP特別是三分量VSP的工作，研究人員可以查清含油鹽丘翼部的形態(tài)，將藏在這里的油氣開采出來(lái)。

目前的地震波采集設(shè)備不具備在低頻技術(shù)參數(shù)，如15Hz，205℃高溫環(huán)境下的，提取地層地質(zhì)參數(shù)、地層速度、地震子波等地震參數(shù)的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種高溫地震檢波器，以解決在頻率15Hz，205℃高溫環(huán)境下能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠工作，提供與地震檢波器陣列的輸出相當(dāng)?shù)撵`敏度，能夠滿足VSP儀器單點(diǎn)接收的要求等技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種高溫地震檢波器，包括頂蓋組件1、外殼2、線圈組件3、磁鋼4、磁靴5、卡簧6、底蓋7、下接觸片8、彈簧片9、絕緣墊片10和密封圈11；兩個(gè)磁靴5位于磁鋼4上下兩端，磁鋼4位于線圈中心位置，磁鋼4充磁后，通過(guò)磁靴5及磁靴5和磁鋼4的外部設(shè)有的外殼2形成磁回路，即為檢波器提供能量的磁系統(tǒng)；外殼2上下分別設(shè)有頂蓋組件1、底蓋7；在外殼2與磁鋼4、磁靴5之間設(shè)有線圈組件3，線圈組件3由兩組繞向相反的線圈繞組及線圈骨架組合而成，并由分別卡在線圈組件3上的兩只彈簧片9支撐，懸浮于磁靴5與外殼2之間的磁場(chǎng)中，上下彈簧片9分別通過(guò)卡簧6固定在線圈組件兩端，以上構(gòu)成彈簧-質(zhì)量阻尼振動(dòng)系統(tǒng)；線圈繞組兩端的引出漆包線分別焊接在上下彈簧片9上，上端引線通過(guò)上彈簧片9經(jīng)由頂蓋組件1的外接觸片12，引到PCB板14正極一端；下端引線通過(guò)下彈簧片5，在下接觸片8的擠壓下，與下磁靴5相連，再經(jīng)由磁鋼4，上磁靴5，頂蓋組件1的內(nèi)接觸片11，引到PCB板負(fù)極一端；所述彈簧片9包括與線圈組件3連接的外環(huán)、與頂蓋組件1或底蓋7固定連接的內(nèi)環(huán)和連接在外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間的三支撐臂；三支撐臂均勻分布在同心圓上，三支撐臂形狀尺寸完全一樣，支撐臂與外環(huán)、內(nèi)環(huán)連接的兩端粗，中間細(xì)，且兩者比例為3，單一支撐臂的長(zhǎng)度與支撐臂最外端到圓心的半徑比為1.5-2。

磁靴4，磁鋼5，下接觸片8及彈簧片9采用表面鍍金，所述磁鋼4采用趨向鋁鎳鈷材料；磁鋼的長(zhǎng)徑比應(yīng)滿足0.5-0.8，磁鋼4的長(zhǎng)度與磁靴5導(dǎo)磁面長(zhǎng)度H1比為17，磁靴導(dǎo)磁面長(zhǎng)度H1與磁靴下沿長(zhǎng)度H2比為1，磁靴5上凸臺(tái)H4與磁靴導(dǎo)磁面上沿距繞線槽上沿的距離H5之比為1.2-1.5，磁靴5導(dǎo)磁面H1和下沿H2之和與繞線槽寬度H3之比為0.15-0.3。

所述頂蓋及底蓋采用耐高溫聚酰亞胺加工，頂蓋與高溫PCB板粘接，頂蓋線路板PCB基材也采用的聚酰亞胺表面覆銅。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：

1.本實(shí)用新型是一種主頻15Hz，靈敏度高達(dá)52V/m/s，失真<0.7全向工作的高溫檢波器，能在高溫205℃惡劣條件下穩(wěn)定可靠工作的產(chǎn)品。

2.本實(shí)用靈敏度高達(dá)52V/m/s，因此，本實(shí)用磁鋼4采用趨向鋁鎳鈷材料，表面鍍金，趨向鋁鎳鈷材料具有更高的磁能積11.25兆高奧，低溫度系數(shù)-0.02％，高居里溫度達(dá)800度，且機(jī)械強(qiáng)度和剛度較大，當(dāng)檢波器在井中205度工作時(shí)，磁性能僅衰減3.6％，因此為本實(shí)用的高輸出提供能量保證。

3.為確保高溫安全穩(wěn)定工作，磁靴，磁鋼，接觸片及彈簧片采用鍍金工藝，頂蓋及底蓋采用耐高溫聚酰亞胺加工。

4.頂蓋與高溫PCB板粘接，頂蓋材料是聚酰亞胺，頂蓋線路板PCB基材也采用的聚酰亞胺表面覆銅，

頂蓋與頂蓋線路板之間通過(guò)亞克力膠膜在高溫下粘接而成，確保兩者的可靠連接。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖2是本實(shí)用新型的電極結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的彈簧片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)參見圖1所示。

本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)包括頂蓋組件1、外殼2、線圈組件3、磁鋼4、磁靴5、卡簧6、底蓋7、下接觸片8、彈簧片9、絕緣墊片10和密封圈11。磁靴5位于磁鋼4上下兩端，磁鋼4位于線圈中心位置，磁鋼4外部設(shè)有外殼2，磁鋼4充磁后，通過(guò)磁靴5及外殼2形成磁回路，即為檢波器提供能量的磁系統(tǒng)；外殼2上下分別設(shè)有頂蓋組件1、底蓋7，在外殼2與磁鋼4、磁靴5之間設(shè)有線圈組件3，線圈組件3由兩組繞向相反的線圈繞組及線圈骨架組合而成，并由分別卡在線圈組件3上的兩只彈簧片9支撐，懸浮于磁靴5與外殼2之間的磁場(chǎng)中。上下彈簧片9分別通過(guò)卡簧6固定在線圈組件兩端。以上構(gòu)成彈簧-質(zhì)量阻尼振動(dòng)系統(tǒng)。

電路上：線圈繞組兩端的引出漆包線分別焊接在上下彈簧片9上。上端引線通過(guò)上彈簧片9經(jīng)由頂蓋組件1的外接觸片12，引到PCB板14正極一端；下端引線通過(guò)下彈簧片5，在下接觸片8的擠壓下，與下磁靴5相連，再經(jīng)由磁鋼4，上磁靴5，頂蓋組件1的內(nèi)接觸片11，引到PCB板負(fù)極一端。如圖2所示。

彈簧片通過(guò)卡簧固定在線圈兩端，線圈引線上端焊接上彈簧片上，經(jīng)由頂蓋組件上的外接觸片，引到頂蓋上的PCB板的一端，線圈引線下端通過(guò)下彈簧片，經(jīng)由磁靴、磁鋼、頂蓋組件上的內(nèi)接觸片，引到頂蓋上的PCB板的另一端，這樣完成電路的輸出。當(dāng)檢波器接收到振動(dòng)信號(hào)時(shí)，線圈相對(duì)外殼作上下運(yùn)動(dòng)，切割磁力線，通過(guò)頂蓋的PCB板正負(fù)極引線輸出電壓信號(hào)。本實(shí)用新型是一種提供了堪比檢波器陣列靈敏度輸出，能在205℃高溫下長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠工作，主頻15Hz的新型全向高溫檢波器。為VSP測(cè)井的采集提供了硬件支持。

本實(shí)用新型的主頻15Hz，并且能夠360°全向使用，因此要求彈簧片要在軸向與徑向同時(shí)都能提供與懸體重量匹配的支持力，本實(shí)用新型彈簧片設(shè)計(jì)參見圖3，采用外環(huán)中有三支撐臂，均勻分布在同心圓上，三支撐臂形狀尺寸完全一樣，支撐臂與實(shí)體連接的兩端粗，中間細(xì)，且兩者比例為3，單一支撐臂的長(zhǎng)度與支撐臂最外端到圓心的半徑比為1.5-2，這種設(shè)計(jì)不但增大了彈簧片軸向和徑向的支撐力，同時(shí)降低了彈簧片懸臂降彈性系數(shù)，降低了彈簧片的非線性度，進(jìn)而保證了本實(shí)用新型的諧波失真。

本實(shí)用新型的磁鋼4采用趨向鋁鎳鈷材料，表面鍍金，趨向鋁鎳鈷材料具有更高的磁能積11.25兆高奧，低溫度系數(shù)-0.02％，高居里溫度達(dá)800度，且機(jī)械強(qiáng)度和剛度較大，當(dāng)檢波器在井中205℃工作時(shí)，磁性能僅衰減3.6％，因此為本實(shí)用新型的高輸出提供能量保證。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了合理的磁靴5，來(lái)降低檢波器兩端的漏磁，進(jìn)而最大限度的利用磁鋼的能量，保證小體積高輸出。磁靴5的形狀合理的改變磁力線的走向，提高線圈繞阻兩端磁場(chǎng)的對(duì)稱性，最大限度的降低磁場(chǎng)所產(chǎn)生的諧波失真。為提高磁鋼性能的利用率，磁鋼的長(zhǎng)徑比應(yīng)滿足0.5-0.8，磁鋼4的長(zhǎng)度與磁靴5導(dǎo)磁面長(zhǎng)度H1比為17，磁靴導(dǎo)磁面長(zhǎng)度H1與磁靴下沿長(zhǎng)度H2比為1，磁靴5上凸臺(tái)H4與磁靴導(dǎo)磁面上沿距繞線槽上沿的距離H5之比為1.2-1.5，磁靴5導(dǎo)磁面H1和下沿H2之和與繞線槽寬度H3之比為0.15-0.3。通過(guò)有限元分析，本設(shè)計(jì)的磁場(chǎng)分布較以往設(shè)計(jì)有了明顯的改善。相應(yīng)的諧波失真得到合理控制，保證檢波器全向工作的失真度。

為確保205℃高溫長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定工作，本實(shí)用新型的磁靴，磁鋼，接觸片及彈簧片采用鍍金工藝，頂蓋及底蓋采用耐高溫聚酰亞胺加工。頂蓋與高溫PCB板粘接，頂蓋材料是聚酰亞胺，頂蓋線路板PCB基材也采用的聚酰亞胺表面覆銅，獨(dú)特的PCB板設(shè)計(jì)更提供了方便和可靠的電氣連接。此種設(shè)計(jì)為產(chǎn)品的高絕緣性、密閉性提供保證，進(jìn)而提高抗氧化能力，提高產(chǎn)品的可靠性。

本實(shí)用新型的主頻15Hz，并且能夠360°全向使用，因此要求彈簧片要在軸向與徑向同時(shí)都能提供與懸體重量匹配的支持力，本實(shí)用新型生物彈簧片設(shè)計(jì)采用外環(huán)中有三支撐臂，均勻分布在同心圓上，三支撐臂形狀尺寸完全一樣，支撐臂與實(shí)體連接的兩端粗，中間細(xì)，且兩者比例為3，單一支撐臂的長(zhǎng)度與支撐臂最外端到圓心的半徑比為1.5-2，這種設(shè)計(jì)不但增大了彈簧片軸向和徑向的支撐力，同時(shí)降低了彈簧片懸臂降彈性系數(shù)，降低了彈簧片的非線性度，進(jìn)而保證了本實(shí)用新型的諧波失真。

本實(shí)用新型的磁鋼4采用趨向鋁鎳鈷材料，表面鍍金，趨向鋁鎳鈷材料具有更高的磁能積11.25兆高奧，低溫度系數(shù)-0.02％，高居里溫度達(dá)800度，且機(jī)械強(qiáng)度和剛度較大，當(dāng)檢波器在井中205℃工作時(shí)，磁性能僅衰減3.6％，因此為本實(shí)用新型的高輸出提供能量保證。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了合理的磁靴5，來(lái)降低檢波器兩端的漏磁，進(jìn)而最大限度的利用磁鋼的能量，保證小體積高輸出。磁靴5的形狀合理的改變磁力線的走向，提高線圈繞阻兩端磁場(chǎng)的對(duì)稱性，最大限度的降低磁場(chǎng)所產(chǎn)生的諧波失真。為提高磁鋼性能的利用率，磁鋼的長(zhǎng)徑比應(yīng)滿足0.5-0.8，磁鋼4的長(zhǎng)度與磁靴5導(dǎo)磁面長(zhǎng)度H1比為17，磁靴導(dǎo)磁面長(zhǎng)度H1與磁靴下沿長(zhǎng)度H2比為1，磁靴5上凸臺(tái)H4與磁靴導(dǎo)磁面上沿距繞線槽上沿的距離H5之比為1.2-1.5，磁靴5導(dǎo)磁面H1和下沿H2之和與繞線槽寬度H3之比為0.15-0.3。通過(guò)有限元分析，本設(shè)計(jì)的磁場(chǎng)分布較以往設(shè)計(jì)有了明顯的改善。相應(yīng)的諧波失真得到合理控制，保證檢波器全向工作的失真度。