地面浅埋式微地震监测节点装置的制作方法

本发明涉及油气田勘探开发技术领域，特别是涉及到一种地面浅埋式微地震监测节点装置。

背景技术：

非常规油气资源分布广泛，具有长期稳定的产能，是未来的接替能源阵地。但是，非常规油气储层具有低孔隙度、低渗透率的物性特征，造成了非常规油气资源无法有效开采动用，通过致密储层的水力压裂改造作用，可以有效提高油气产能。微地震监测技术可以有效监测储层的压裂改造状况，可以有效评价水力压裂效果，能够为非常规油气储层的高效勘探开发提供指导作用。

微地震监测主要包括地面微地震、浅井微地震和井中微地震。常规地面微地震监测装置布设在地表，地表噪音干扰非常多，严重影响微地震监测数据的品质。另外，地表包含低速层和降速层，低降速层的传播速度较低，低降速层对地震波具有强烈的吸收衰减作用，水力压裂产生的地震波由压裂段向上传播，在穿过低速层和降速层时，地震波的能量和有效频带剧烈衰减，使得地面监测的微地震数据信噪比极低，严重影响微地震监测的精度。浅井微地震需要在监测井区钻探多口几百米深的监测井，钻探成本较高，而且费时费力。井中微地震需要至少一口监测井，而且对监测井要求较高，监测费用昂贵。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题,提供一种在地表浅埋、高效布设和低成本的地面浅埋式微地震监测装置，能够有效避免地表噪音干扰和低降速层的剧烈吸收衰减作用，获得高品质的微地震数据，实现储层压裂改造裂缝动态监测。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

地面浅埋式微地震监测节点装置，包括节点主机、采集检波器、浅埋绳索和GPS天线，其中:采集检波器包括串联线圈、金属外套和金属钻头，金属外套和金属钻头组成采集保护装置包裹于串联线圈周围；该节点主机包含中央处理器以及连接在中央处理器外围的操作单元、显示单元、信号采集单元、GPS单元、存取单元和电源；其中信号采集单元包括数字处理模块、信号转换器、外接采集端口，该外接采集端口通过电缆连接于采集检波器，信号转换器将微地震监测数据进行模数转换，数字处理模块实现监测数据的预处理，最终将监测数据传输给该处理器； GPS单元包括GPS模块、内置时钟和外接GPS端口，该外接GPS端口与GPS天线连接。

上述方案还包括：

所述存取单元包括存储模块、内置硬盘、外接USB端口；电源包括电源稳压器、内置电源和外接电源端口。

所述操作单元为操作按键，显示单元为LED显示器。

在采集检波器的金属外套顶部连接有浅埋绳索。

本发明的地面浅埋式微地震监测节点装置，是地表浅埋、高效布设和低成本的监测节点装置，避免了地表噪音干扰和复杂近地表的剧烈吸收衰减作用，可实现非常规油气储层水力压裂过程中诱发裂缝的动态监测，为储层压裂改造提供参考依据，更好地应用于非常规油气藏的精细勘探与开发。

本发明与现有技术相比较还具有以下优点：

（1）创新设计了地面浅埋监测装置，将采集检波器放置于低降速带以下地层，避免了地表噪音干扰和复杂近地表的剧烈吸收衰减，最大程度的保护了微地震监测数据的能量和有效频带，使得接收到的微地震数据品质大幅提高，为后续的微地震数据处理奠定了基础。

（2）设计的采集保护装置包括金属外套和金属钻头，采集保护装置与浅埋绳索相连，该采集保护装置一方面可以保护串联线圈，具有密封防水功能，避免外界干扰，提高了装置的使用寿命；另一方面，在进行采集检波器埋置和回收时，采集保护装置和浅埋绳索可以实现采集检波器的快速埋置和回收，避免电缆受力过大造成的损伤，以及对连接端口的损坏，能够提高现场工作效率和延长装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的地面浅埋式微地震监测节点装置的一具体实施例的结构图；

图2为本发明的地面浅埋式微地震监测节点装置的一具体实施例中节点主机部分电路结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

参照说明书附图1，本发明的最佳实施方式是：其包括浅埋绳索1、GPS天线2、GPS连接电缆3、外接端口4、节点主机5、显示单元6、操作单元7、采集检波器连接电缆8、金属外套9、串联线圈10和金属钻头11。

参照附图2，所述节点主机5包含主机外壳以及设置在主机外壳上内的以下单元：操作单元（操作按键12对应图1中的操作单元7）；显示单元（LED显示器13对应图1中的显示单元6）；中央处理器14；信号采集单元（数字处理模块15、信号转换器16、外接采集端口17）；GPS单元（GPS模块18、内置时钟19、外接GPS端口20）；存取单元（存储模块21、内置硬盘22、外接USB端口23）；电源（电源稳压器24、内置电源25、外接电源端口26）；。

所述浅埋绳索1与采集检波器连接电缆8、金属外套9、串联线圈10和金属钻头11组成采集检波器。浅埋绳索1与金属外套9相连，在进行采集检波器埋置和回收时，能够避免电缆受力过大造成的损伤，以及对连接端口的损坏。金属外套9和金属钻头11均为不锈钢材质，包裹于串联线圈10周围，具有密封防水功能，能够避免外界干扰，有效延长装置的使用寿命。串联线圈10通过采集检波器连接电缆8与节点主机5连接，连接方便、施工便捷。串联线圈10由多个线圈串联而成，能够有效压制噪音，同时采用低频检波器，保证了微地震监测数据的有效频带范围。所述数字处理模块15与信号转换器16和外接采集端口17连接，外接采集端口17与采集检波器连接。所述GPS模块18与内置时钟19、外接GPS端口20连接，外接GPS端口20连接GPS天线2。存储模块21与内置硬盘22和外接USB端口23连接，该外接USB端口23可供存储数据的传输。电源稳压器24与内置电源25和外接电源端口26连接，外接电源端口26可进行内置电源充电或连接移动电源，从而延长连续监测时间。

在应用本发明的另一具体实施例中，结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1为本发明的一种实施例结构示意图。所述节点主机5通过外接端口4分别连接于采集检波器和GPS天线2，采集检波器由浅埋绳索1、采集检波器连接电缆8、金属外套9、串联线圈10和金属钻头11组成，其中金属外套9和金属钻头11组成采集保护装置，包裹于采集检波器周围，浅埋绳索1固定于金属外套9顶端，在进行采集检波器埋置和回收时，能够避免电缆受力过大造成的损伤，以及对连接端口的损坏，能够有效延长装置的使用寿命。

图2为应用本发明的一种实施例主体结构示意图。所述中央处理器14与操作按键12连接，具有开始监测、暂停监测、停止监测、时间校准、采样设置等操作，可以设置监测数据的采样间隔，包括：250、500、1000、2000、4000us，同时可以设置监测数据的采样增益，包括：1、2、4、8、16、32、64倍增益。中央处理器14与LED显示器13连接，LED显示器13显示监测数据的动态波形、剩余电量、GPS线号强度等信息。处理器14与GPS模块18连接，同时具有GPS天线2、内置时钟19和外接GPS端口20，GPS天线2和内置时钟19具有GPS授时和大地坐标定位功能。中央处理器14与存储模块21连接，存储模块21与内置硬盘22连接，内置硬盘22与外接USB端口23连接，能够实现微地震监测数据的传输功能，微地震监测数据保存格式为SEGY格式，每60秒数据存储为1个SEGY格式文件，SEGY格式文件按采集时间顺序命名和排序。中央处理器14与电源稳压器24连接，电源稳压器24与内置电源25和外接电源端口26连接，电源稳压器24保证电流稳定，外接电源端口26可进行内置电源充电或连接移动电源。

通过以上实施例应用进一步说明，本发明的地面浅埋式微地震监测节点装置可实现非常规油气储层压裂改造的微地震监测，将采集检波器放置于低降速带以下地层，避免了地表噪音干扰和复杂近地表的剧烈吸收衰减，最大程度的保护了微地震监测数据的能量和有效频带，有效提高了监测数据的品质。同时不需要钻探多口监测浅井，降低了微地震监测成本，提高了施工效率，该装置具有不可替代的作用。