一种井下微地震检测仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微地震检测领域，尤其涉及一种井下微地震检测仪。
【背景技术】
[0002]微地震是指地层岩石破裂而释放的微弱地震信号，能量级别一般在里氏_2至+2级；微地震检测技术是指通过观测、分析生产活动中所产生的这些微弱地震信来检测生产活动的影响、效果及地下状态的地球物理技术；在水力压裂过程中，地层岩石破裂形成裂缝时，会释放微弱的地震波，在检测井附近井下或地面布置数个高灵敏的地震检波器和数据采集设备，就可以接收到这些微地震信号；微地震监测技术目前被广泛的应用于油田生产开发动态监测过程，利用其接收反射弹性波场在储层介质中的传播情况，为进一步判断水力压裂裂缝的效果提供了有力的依据，尤其是在确认井底周围储层内形成裂缝的造缝长度及裂缝走向、延伸趋势能否达到设计要求，是否与周围的注水、注汽井联通，是否发生汽窜、水窜情况等等方面，微地震有着独特的优势，所以设计一种拥有高分辨率数据接收能力，并且可以通过GPS定位的井下微地震检测仪变得迫切需要。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种井下微地震检测仪，采用了加入信号放大电路对信号进行滤波和放大的技术方法，达到了防止信号失真的同时抑制了串模干扰信号的技术效果；采用了加入GPS模块进行定位的技术方法，达到了精确定位微地震发生地点的技术效果；采用了将数据最终传送到上位机PC的方法，达到了将检测仪产生的信息可以完整的保存，并且可以方便的检测的技术效果。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:包括微地震检波器、信号放大电路、电源、A/D转换器、主控制器、GPS模块、上位机PC ;微地震检波器连接到信号放大电路，信号放大电路的另一侧连接A/D转换器;A/D转换器连接到主控制器；主控制器的另一侧连接有GPS模块、上位机PC ;电源连接有信号放大电路、A/D转换器、主控制器、GPS模块；电源包括型号为LM1117-5的电源芯片U4，型号为LM1117-3.3的电源芯片U5，变压器T1，全桥整流电路D2 ;变压器T1的副边连接到全桥整流电路D2的输入端，全桥整流电路D2的输出端提供15V的电源VCC，同时连接到电源芯片U4的输入端Vin引脚；电源芯片U4的输出Vout引脚提供5V的电源VDD，同时连接到电源芯片U5的输入Vin引脚；电源芯片U5的输出Vout引脚提供3V3电源。
[0005]进一步优化本技术方案，所述的主控制器包括STM32R)51C单片机U7，电阻R9、R1、R11,8MHz 的晶振 Y1，电容 C13、C14、C15、C16、C17、C22、C23、C24、C25，电感 L2，LED 灯LED1晶振Y1的两端分别连接单片机U7的PR)和PF1引脚，同时连接电容C16和C17 ;电容C16接地，电容C17连接到单片机U7的VSSA引脚；单片机U7的VSSA引脚连接有电容C22、C23、C24，电容C22、C23的另一端连接电感L2，电感L2的另一端连接C24，同时连接到单片机U7的VDDA引脚；单片机U7的VSS与VDD引脚连接到电容C25的两端；单片机U7的VBAT引脚连接有电容C15、电阻R9，电阻R9的另一端连接到单片机U7的NRST引脚；单片机U7的VDD与VSS引脚连接到电容C13、C14的两端，单片机U7的VDD引脚还通过电阻R10连接到LED1的阳极；单片机U7的BOOTO引脚通过电阻R11接地。
[0006]进一步优化本技术方案，所述的信号放大电路包括型号为AD623的运放芯片U9，电阻R12、R13、R14、R15，电容C18、C19、C20、C21 ;电源给运放芯片U9供电，电容C18、C19一侧连接电源，另一侧接地；电阻R12连接有电阻R13、电容C20，电阻R13的另一侧连接有运放芯片U9的正向输入端和电容C21，电容C21的另一侧连接有运放芯片U9的负向输入端和电阻R15 ;电阻R15连接有电容C20、电阻R14 ;运放芯片U9的输出端作为信号放大电路的输出端连接到A/D转换器。
[0007]进一步优化本技术方案，所述的GPS模块包括型号为NE0-6M的GPS芯片U1，型号为AT24C32的E2PR0M芯片U2，电阻Rl、R2、R3、R4、R5，有源天线IPX，电感Ll，LED指示灯D1 ；GPS芯片U1的SDA2和SCL2引脚分别连接E2PR0M芯片U2的SDA和SCL引脚，同时连接电阻R2的两端；GPS芯片U1的RF_IN引脚连接有源天线IPX和电感L1，电感L1的另一端通过电阻R1连接GPS芯片U1的VCC_RF和RESERVED引脚；GPS芯片U1的HMEPULSE引脚通过电阻R5连接指示灯D1的阴极；GPS芯片U1的TXD1和RXD1引脚分别通过电阻R3和R4发送数据给主控制器。
[0008]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:1、微地震检波器采用了 PS-lxO型微地震检波器，PS X系列数字地震检波器主要用于石油、地质、煤炭、水文震动分析领域，适用于各种震源。采用引线结构，可确保电路稳定可靠，失真度低，参数差不到5% ;2、信号放大电路采用了型号为AD623的运放芯片，它允许使用单个增益设置电阻进行增益编程，以得到更好的灵活性，符合8引脚的工业标准配置，AD623运放芯片通过提供极好的随增益增大而增大的交流共模抑制比(AC CMRR)而保持最小的误差，线路噪声及谐波将由于CMRR在高达200HZ时仍保持恒定，它有较宽的共模输入范围，可以放大具有低于地电平150mv共模电压信号；3、GPS模块采用的NE0-6M是由u-blox公司设计的GPS定位方案，是本GPS模块的核心，它具有高达50个的并行通道，快速的搜星能力，精准的定位效果，非常适合符合高性能、低功耗的应用场合。
【附图说明】
[0009]图1是系统结构框图；
[0010]图2是电源原理图；
[0011]图3是信号放大电路原理图；
[0012]图4是主控制器与A/D转换器原理图；
[0013]图5是GPS模块原理图；
[0014]图6是micro USB连接原理图。
[0015]图中，1、微地震检波器；2、信号放大电路；3、A/D转换器；4、电源；5、主控制器；6、GPS模块；7、上位机PC。
【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0017]【具体实施方式】一:如图1-6所示，包括微地震检波器1、信号放大电路2、电源3、A/D转换器4、主控制器5、GPS模块6、上位机PC7 ;微地震检波器1连接到信号放大电路2，信号放大电路2的另一侧连接A/D转换器4 ;A/D转换器4连接到主控制器5 ;主控制器5的另一侧连接有GPS模块6、上位机PC7 ;电源3连接有信号放大电路2、A/D转换器4、主控制器5、GPS模块6 ;电源3包括型号为LM1117-5的电源芯片U4，型号为LM1117-3.3的电源芯片U5，变压器T1，全桥整流电路D2 ;变压器T1的副边连接到全桥整流电路D2的输入端，全桥整流电路D2的输出端提供15V的电源VCC，同时连接到电源芯片U4的输入端Vin引脚；电源芯片U4的输出Vout引脚提供5V的电源VDD，同时连接到电源芯片U5的输入Vin引脚；电源芯片U5的输出Vout引脚提供3V3电源；主控制器5包括STM32R)51C单片机U7，电阻R9、R10、Rll，8MHz 的晶振 Y1，电容 C13、C14、C15、C16、C17、C22、C23、C24、C25，电感 L2，LED灯LED1 ;晶振Y1的两端分别连接单片机U7的PF0和PF1引脚，同时连接电容C16和C17 ;电容C16接地，电容C17连接到单片机U7的VSSA引脚；单片机U7的VSSA引脚连接有电容C22、C23、C24，电容C22、C23的另一端连接电感L2，电感L2的另一端连接C24，同时连接到单片机U7的VDDA引脚；单片机U7的VSS与VDD引脚连接到电容C25的两端；单片机U7的VBAT引脚连接有电容C15、电阻R9，电阻R9的另一端连接到单片机U7的NRST引脚；单片机U7的VDD与VSS引脚连接到电容C13、C14的两端，单片机U7的VDD引脚还通过电阻R10连接到LED1的阳极；单片机U7的Β00Τ0引脚通过电阻R11接地；信号放大电路2包括型号为AD623的运放芯片U9，电阻R12、R13、R14、R15，电容C18、C19、C20、C21 ；电源3给运放芯片U9供电，电容C18、C19 一侧连接电源3，另一侧接地；电阻R12连接有电阻R13、电容C20，电阻R13的另一侧连接有运放芯片U9的正向输入端和电容C21，电容C21