地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的制作方法

本实用新型涉及油气田勘探开发技术领域，特别是涉及到一种地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置。

背景技术：

页岩油气、煤层气、致密砂岩、泥页岩和砂砾岩体等致密油气储层分布广泛，具有长期稳定的油气产能，但该类储层具有低孔隙度、低渗透率的物性特征，造成了致密储层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，可以有效提高油气采收率。微地震监测技术可以有效监测致密储层的压裂改造状况，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。地面微地震在地表布设台站进行监测，具有布设台站灵活、监测范围广、施工方便、费用低廉等优势。地面微地震便携式监测装置(专利号：ZL 2015 2 0971428.0)提供了一种在地面便携、高效布设的装置，有效提高了现场施工效率。浅井微地震需要在监测井区钻探多口几十米深的监测井，地面浅埋式微地震监测节点装置(专利号：ZL 2016 2 1221048.6)可埋置于低降速层以下，可避免地表噪音干扰和复杂近地表的剧烈吸收衰减作用。为了取得较好的监测效果，往往钻井深度达到几百米，使得钻探成本较高，而且费时费力，只适用于大规模井工厂储层压裂。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，施工不方便。为此我们发明了一种新的地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置，解决了以上技术问题。并且，该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置，既可以进行微地震监测，又可以进行三维无缆节点地震勘探采集、地面微测井和小折射低降速带测量，能够克服复杂近地表的不利影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种在地表高效旋进布设、耦合质量高、无线操控和低成本的无缆节点宽频监测装置，既可以进行微地震监测，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；又可以进行三维无缆节点地震采集、地面微测井和小折射低降速带测量，大幅度降低施工成本、提高施工效率，并能够克服复杂近地表的不利影响。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置，该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置包括装置主体、螺旋尾椎、防水操作触点和旋进手柄，该防水操作触点位于该装置主体的上表面，该装置主体进行地震数据的采集，并通过该防水操作触点进行地震数据的传输，该螺旋尾椎连接在该装置主体的下表面上，该旋进手柄连接于该装置主体的上表面，该螺旋尾椎具有螺旋花纹，该旋进手柄有助于安装人员进行旋进式操作，以将该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置埋入地下。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置还包括便携绳，该便携绳连接在该装置主体上，以便于该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的携带、移动及回收。

该螺旋尾椎和该旋进手柄均由不锈钢制成。

该装置主体包含处理器、采集模块、模数转换器和宽频采集器，该宽频采集器连接于该模数转换器，采集三维地震数据、地面微测井数据、小折射数据和地面微地震数据，并将采集的地震数据传输给该模数转换器，该模数转换器连接于该采集模块，将采集的地震数据进行模数转换后传输给该采集模块，该采集模块连接于该模数转换器，将模数转换后的地震数据进行预处理后传输给该处理器。

该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置还包括工作指示灯，该工作指示灯位于该装置主体的上表面，以指示该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的工作状态。

该处理器还连接于该工作指示灯，该工作指示灯在该处理器的控制下，显示该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的工作状态。

该装置主体还包含GPS模块、内置GPS装置和内置时钟装置，该内置时钟装置连接于该内置GPS装置，进行初始时间设置和时间校正，该内置GPS装置连接于该GPS模块，进行GPS授时和坐标位置定位，并将记录的工作时间和装置安放位置传输给该GPS模块，该GPS模块连接于该处理器，将记录的工作时间和装置安放位置传输给该处理器。

该装置主体还包含存储模块、存储读写接口和内置存储硬盘，该存储模块连接于该处理器，接收该处理器传输的地震数据，该存储读写接口连接在该存储模块与该内置存储硬盘之间，该存储模块将地震数据通过该存储读写接口传输到该内置存储硬盘中存储。

该装置主体还包含电源模块、电源稳压器和内置电源，该电源稳压器连接在该电源模块与该内置电源之间，该内置电源通过该电源稳压器，为该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置提供稳定电压供电，该电源模块连接于该处理器，进行电量监控，并将电量监控结果传输给该处理器。

该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置还包括电量指示灯，该电量指示灯位于该装置主体的上表面，以指示该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的电量。

该处理器还连接于该电量指示灯，该电量指示灯在该处理器的控制下，指示该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的电量。

该处理器还连接于该防水操作触点，通过该防水操作触点连接外接电源，以对该内置电源进行充电。

该装置主体还包含操控模块和无线蓝牙装置，该操控模块和该防水操作触点分别连接于该处理器，该操控模块在该处理器的控制下，通过该防水操作触点进行该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的开关、参数设置、信号发射和采集后数据拷贝，该无线蓝牙装置连接于该操控模块，该无线蓝牙装置与外部设备通过无线蓝牙连接，并在该操控模块的控制下，与外部设备进行装置开关、参数设置和数据传输。

本实用新型中的地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置，一方面，提高现场布设效率，增强检波器与大地的耦合质量，保证低频端有效信号的接收；另一方面，增强装置防水功能，采用无线操控模块控制装置工作，提高了该监测装置的适用性。与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：

(1)创新设计了地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置，将装置主体与螺旋尾椎及旋进手柄相连接，螺旋尾椎和旋进手柄由不锈钢制成，螺旋尾椎具有锋利的螺旋花纹，便于将监测装置埋入地下，并与大地保持较好的耦合关系，提高接收地震信号的品质，为后续微地震数据处理和三维地震勘探数据处理奠定了基础。

(2)设计的装置主体将无缆节点宽频采集配件全部密封包裹，具有密封防水功能，避免外界干扰，提高了装置的使用寿命，通过指示灯可以方便的监控装置工作情况，并可以通过防水操作触点或无线操控模块进行装置的使用操作，大幅提高了工作效率，使得质量监控工作更加方便有效。

附图说明

图1为本实用新型的地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的一具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的一具体实施例中装置主体的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述和其他目的、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。

在应用本实用新型的一具体实施例中，图1为本实用新型的一种实施例的结构示意图。本实用新型的地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置包括便携绳1、工作指示灯2、电量指示灯3、防水操作触点4、装置主体5、螺旋尾椎6、旋进手柄7。

工作指示灯2位于该装置主体5的上表面，以指示该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的工作状态，具有低功耗的特点。工作状态包括：开始采集、暂停采集、停止采集、采集故障，并需要外接采集监控软件协助完成。

电量指示灯3位于该装置主体5的上表面，以指示该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的电量，具有低功耗的特点。

防水操作触点4位于该装置主体5的上表面，通过该防水操作触点4可实现装置的开机、关机、参数设置、信号发射、采集后数据拷贝等功能。

螺旋尾椎6连接在该装置主体5的下表面上，旋进手柄7连接于该装置主体5的上表面，均由不锈钢制成，螺旋尾椎6具有锋利的螺旋花纹，旋进手柄7有助于安装人员进行旋进式操作，以便于将监测装置埋入地下，并与大地保持较好的耦合关系，降低噪音干扰，从而提高监测数据的品质。

便携绳1连接在装置主体5上，以便于该地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置的携带、移动及回收。

本实用新型采用工作指示灯2、电量指示灯3、防水操作触点4，实现了监测装置的密封防水功能，通过工作指示灯2、电量指示灯3可以方便的监控装置工作情况，防水操作触点4阻隔了装置主体内部与外部的联通，在不影响使用效率的前提下，大幅度提高了该监测装置的适用范围和工作稳定性。

本实用新型采用装置主体5设计结构，该装置主体5将无缆节点宽频采集配件全部密封包裹，具有密封防水、耐高温、耐低温、抗挤压功能，避免外界干扰，提高了装置的使用寿命，大幅提高了工作效率，使得质量监控工作更加方便有效。

图2为应用本实用新型的一种实施例中装置主体结构示意图。所述装置主体5包含处理器11、采集模块12、模数转换器13、宽频采集器14、GPS模块15、内置GPS装置16、内置时钟装置17、存储模块18、存储读写接口19、内置存储硬盘20、电源模块21、电源稳压器22、内置电源23、操控模块24、无线蓝牙装置25。

装置主体5包含采集模块12、模数转换器13、宽频采集器14，该采集模块12通过电缆连接于模数转换器13和宽频采集器14，该采集模块12还与处理器11相连，模数转换器13可实现地震信号的模数转换，宽频采集器14具有频带范围宽、灵敏度高、抗噪性强的特点，可实现三维地震数据、地面微测井数据、小折射数据、地面微地震数据的采集。该采集模块12实现监测数据的预处理，该预处理包含：信号增益、能量均衡、频带范围控制、白噪处理、异常噪音监测等，最终将监测数据传输给处理器11，处理器11与工作指示灯2相连，该工作指示灯2能够显示装置工作情况。

装置主体5还包含GPS模块15、内置GPS装置16、内置时钟装置17，该GPS模块15与内置GPS装置16和内置时钟装置17连接，该GPS模块15还与处理器11相连，GPS模块15具有数据传输功能，内置GPS装置16具有GPS授时和坐标位置定位功能，可将准确记录时间和装置安放位置传输给GPS模块15，内置时钟装置17具有初始时间设置、时间校正功能，通过GPS模块15将装置站点安放坐标和工作准确时间传输给处理器11，从而保证不同站点之间的时间绝对校准。

装置主体5还包含存储模块18、存储读写接口19、内置存储硬盘20，该存储模块18与存储读写接口19和内置存储硬盘20连接，处理器11将监测数据通过存储模块18传输给内置存储硬盘20，处理器11还连接于防水操作触点4，该防水操作触点4可实现装置的开机、关机、参数设置、信号发射等功能，通过操作触点可实现监测数据的传输回收和质量监控，该操作触点具有防水功能，阻隔了装置内部和外部的联通，提高了装置的工作稳定性。

处理器11与防水操作触点4、存储模块18连接相连接，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格式或内部存储格式，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，采集时间、台站位置存储于SEGY数据的道头中。

该装置主体还包含电源模块21、电源稳压器22、内置电源23，该电源模块21与电源稳压器22和该内置电源23连接，该电源模块21还与处理器11和防水操作触点4相连，该电源模块21具有电源管理、电量监控功能，并可连接外部电源对内置电源23进行充电操作，电源稳压器22具有稳定电压保护装置的作用，防止电流波动对监测信号造成电干扰，内置电源23可连续工作400个小时以上。

装置主体5还包含操控模块24、无线蓝牙装置25，该操控模块24还连接于处理器11和防水操作触点4，将防水操作触点4的感应传输给处理器，通过防水操作触点4可以实现装置的开机、关机、参数设置、信号发射、采集后数据拷贝等功能，该操作均需要外接采集监控软件协助完成，通过无线蓝牙装置25与微机、手机、平板电脑等设备相连，可以实现装置工作状态的监控、数据质量QC、站点编号、GPS坐标和时刻查看、地震波形显示等功能，采集监控软件通过无线蓝牙功能进行控制。

所述处理器11与防水操作触点4、操控模块24相连接，可实现三维地震数据、地面微测井数据、小折射数据、地面微地震数据的采集，通过防水操作触点4可实现连线操作，通过无线蓝牙装置25可实现无线操作，操控模块24可将操作感应传输给处理器11，操作包含：开始监测、暂停监测、停止监测、时间校准、采样设置等，通过微机、手机、pad等外接设备，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。

本实用新型的地面全内置旋进式无缆节点宽频监测装置，既可以进行微地震监测，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；又可以进行三维无缆节点地震勘探采集、地面微测井和小折射低降速带测量，大幅度降低施工成本、提高施工效率，并能够克服复杂近地表的不利影响，该装置具有不可替代的作用。