专利名称：一种高分辨率石油地震勘探系统的制作方法
技术领域：
本发明属于石油地震勘探仪，特别是一种高分辨率石油地震勘探系统。
背景技术：
地震勘探仪是地震勘探中用人工爆炸或用其他可控震源激发地震波，并记录它在地面引起的振动位移的仪器。通过分析地震波在岩石中的传播规律，确定地震界面的埋藏深度和形状，地震勘探仪器的根本任务是野外地震数据的采集和记录。在石油的天然气勘探领域地震勘探是主要技术手段。目前地震勘探仪器在精度、分辨率、动态范围、功耗、灵敏高、抗干扰、扩充性、轻便易携等方面存在不同程度的问题。下面给出石油地震勘探仪国内外同类仪器指标对比表，从中可以看出一些问题。从表中可以了解到现有的石油地震勘探仪已经从8位A/D向M位A/D过渡，以得到更高的分辨率，而其切换频率也向更高发展，使其同时能检测更多通道，以获得更祥实的实验数据供软件分析。众所周知，分辨率、通道数决定着石油地震勘探设备是否能实现更高的性能，而其使用软件是否强大确了本身设计外，与上述硬件是否能提供可多的信息有关。国内外同类仪器指标对比
权利要求
1.一种高分辨率石油地震勘探系统，其特征是它包括覆盖开关电路(2)、PCI接口板 (4)、上位机、信号发生电路(3)、数据采集板(16)、计算机总线(10)和电源电路，数据采集板(16)有6块，数据采集板(16)通过PCI接口板与上位机电连接，通过PCI接口与上位机通信回路，由上位机进行数据、控制信号、地址信号的分发，数据采集板(16)的信号输入端口(15)与覆盖开关电路的输出端电连接，其中在一个数据采集板(16)与信号发生电路(3) 的信号端电连接，用于检测、校正数据采集板(16)的工作状态、精度；覆盖开关电路(2)和前置放大电路(6)分别通过计算机总线(10)由处理器(9)进行控制，覆盖开关电路(2)的地址端由处理器(9)根据上位机的命令选取地址，将选择的地震检波器接至对应的前置放大电路；检波器(1)将震动信号转换成模拟电信号，通过大线连接至覆盖开关电路(2)，覆盖开关电路(2 )根据上位机采集设置通过处理器(9 )选通有效通道，覆盖开关电路(2 )的对应位导通，使检波器(1)的信号接通输送至数据采集板(16)，由数据采集板(6)1放大、模数转换、数据存贮，由上位机进行数据显示。
2.根据权利要求1所述的一种高分辨率石油地震勘探系统，其特征是所述的数据采集板(16)包括前置放大电路(6)、模数转换器(7)、存储器(8)、处理器(9)和平均地址分配给每一块数据采集板(16)的覆盖开关电路，分配给每一块数据采集板(16)的覆盖开关电路由8片ADG734构成，一块数据采集板(16)可差分接入32只检波器(1)，ADG734的两个通道导通使一个检波器(1)差分接入到一个前置放大电路(6)，一块数据采集板(16)有 16只前置放大电路(6)，前置放大电路的输出与模数转换器(7)的输入电连接，一块数据采集板(16)有2只模数转换器(7)，每只模数转换器(7)可同时接8路模拟信号输入，共可接入16路模拟信号输入，模数转换器(7)为M位模数转换器；模数转换器(7)的所有的控制信号端通过计算机总线(10)与处理器(9)的I/O接口电连接，由处理器(9)控制模数转换器(7)增益和通道；模数转换器(7)的转换数字输出与处理器(9)通过串口电连接，由处理器(9)对数据进行处理，最后由处理器(9)将处理后的字节数据存贮在存储器(8)中；处理器(9)和存储器(8)通过计算机总线(10)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种高分辨率石油地震勘探系统，其特征是所述的数据采集板(16)中的每一路模拟量信号线(13)在电路板中夹持在PCB上下层地线(14)中，电路板采用多层板结构。
4.根据权利要求1所述的一种高分辨率石油地震勘探系统，其特征是所述的覆盖开关电路(2 )是ADG734构成开关阵列，覆盖开关电路(2 )可选择48-96个检波器(1)，覆盖开关电路(2)选择的检波器(1)接通后，检波器(1)输出信号正负端将连接至对应的前置放大电路(6)的INA+和INA-端，GAIN0、GAIN1、GAIN2用于前放增益选择，可选择设置0、6、12、 18、M、30、36dB的前放增益；PWND、LPWP为工作模式选择，可设置成休眠模式、低速模式，在非采集期间降低系统功耗；GAINO、GAINU GAIN2、PffND, LPWP通过计算机总线(10)与处理器(9)的I/O端口电连接，根据上位机指令进行控制；前置放大电路(6)的输出端0UTF+、 OUTF-差分进入模数转换器(7 )的输入端，由模数转换器(7 )进行模数转换，模数转换器(7 ) 的输出与处理器(9 )通过接口电路电连接，处理器(9 )将串行位转换成字节存入存储器(8 ) 中。
5.根据权利要求1所述的一种高分辨率石油地震勘探系统，其特征是所述的信号发生电路(3)产生参考信号，参考信号模拟检波器(1)的输出，信号发生电路(3)的输出与前置放大电路(6)的INB+和INB-端差分电连接。
6.根据权利要求1所述的一种高分辨率石油地震勘探系统，其特征是所述的前置放大电路(6)的输出OUTR+、OUTR-差分进入模数转换器(7)的输入端，由模数转换器(7)进行模数转换，模数转换器(7 )的输出与处理器(9 )通过接口电路电连接，处理器(9 )将串行位转换成字节；前置放大电路(6)的INA+和INA-端及INB+和INB-是通过MUXO、MUXl端控制选择，MUXO、MUXl通过计算机总线(10)与处理器(9)的I/O端口电连接，由处理器(9) 进行控制；前置放大电路(6)的输出信号经过电平调整电路，将信号中心电平调整至AD需要的中心电平，连接至对应AD转换器输入端；前置放大电路(6)的输入和输出模拟量信号线(13)在电路板中通过PCB上下层地线(14)中夹持。
7.根据权利要求1所述的一种高分辨率石油地震勘探系统，其特征是所述的模数转换器(7)是8通道M位模数转换器，8通道M位模数转换器的hputl至连接至前置放大电路的输出端，其数据输出DOUT连接至处理器的SPI串行口，处理器以SPI中断的方式接收AD转换后的数据，并将数据存入双端口 FIFO存储器中；8通道M位模数转换器通过CLK端设置采样频率，处理器发出启动信号至SYNC端口后在第一个CLK时钟周期内进入采集状态。
8.根据权利要求1所述的一种高分辨率石油地震勘探系统，其特征是所述的存储电路采用(3)片大容量IDT72V2111作为数据缓存，IDT72V2111作为A/D转换的数据暂存，由上位机MCU通过SPI接口接收AD转换器的转换数据，依次写入FIFO中，采集完成后，由处理器向上位机报告采集完成状态，由上位机通过FIFO另一端口读取FIFO中数据。
9.根据权利要求1所述的一种高分辨率石油地震勘探系统，其特征是所述的处理器采用美国Cygnal公司推出的高性能单片机C8051F130是，C8051F的低端口 P0、P1、P2、P3 电连接控制信号；高端口 P4、P5、P6、P7与显示模块、存储器等模块的数据、地址总线电连接。
10.根据权利要求1所述的一种高分辨率石油地震勘探系统，其特征是所述的电源电路采用了三级稳压，将电池(11)经过电源板稳压器件进行第一级稳压，分别输出模拟电源和数字电源，模拟电源和数字电源输出至数据采集板(16 )，再由数据采集板(16 )的电源稳压组件进行第二级稳压，第二级稳压产生所需的多级电压，其中一组为模数转换器(7)输出一路数字电压，数字电压再经过第三级稳压到模数转换器(7 )组成的参考电压稳压电路。
全文摘要
本发明属于石油地震勘探仪，特别是一种高分辨率石油地震勘探系统，它包括覆盖开关电路、PCI接口板、PC104+嵌入式工控机、信号发生电路、数据采集板、计算机总线和电源电路，数据采集板有6块，数据采集板通过PCI接口板与PC104+嵌入式工控机电连接，通过PCI接口与PC104+嵌入式工控机通信回路，由PC104+嵌入式工控机进行数据、控制信号、地址信号的分发，数据采集板的信号输入端口与覆盖开关电路的输出端电连接，其中在一个数据采集板与信号发生电路的信号端电连接，用于检测、校正数据采集板的工作状态、精度；覆盖开关电路和前置放大电路分别通过计算机总线由处理器进行控制，覆盖开关电路的地址端由处理器根据PC104+嵌入式工控机的命令选取地址。它提供了一种多通道、高分辨率、低功耗、高可靠性、内置式电子覆盖开关的高分辨率石油地震勘探系统。
文档编号G01V1/16GK102540246SQ20101059660
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者李凯, 杨光 申请人:西安华朗物探科技有限公司