第一节 地震仪器发展简介
第二节 地震数据采集系统原理介绍
第三节 目前常用地震仪器简介
第四节 可控震源与
第六节 电缆检波器地面站管理规定
第四章 地震仪器知识
第一节 地震仪器发展简介
地震勘探就是用人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质情况，为寻油、气田或实现其它勘探目的服务的一种物探方法。与其它物探方法相比，地 震勘探具有精度高、分辨率高、勘探深度大等优点，因此，已成为石油勘探中一种最有效的勘探方法。
地震勘探工作基本包括激发地震波、接收记录地震波和处理解释地震资料三个方面。每一项工作都需要使用特定的设备，才能完成预期的任务。
地震勘探仪器就是为了接收和记录地震波专门设计的一种集精密传感器技术、近代电子技术和计算机技术为一体的组合装置。最早的地震仪器是1914年Mintrop的机械式地震仪器。
近半个世纪以来，随着电子技术、计算机技术、通讯技术和地震勘探技术的迅速发展，石油地震勘探仪器也在不断地发展、完善和提高。从地震仪器的记录内容和方式来看，大致分为四代：
一、第一代：模拟光点记录仪
发展时间：30年代到50年代，经历了30多年。我国从50年代初到60年代末，应用光点记录地震仪，简称葛洲坝水电站51型地震仪。
主要特点：
1.地震记录为模拟波形光点感光照相记录。
2.采用电子管电路。
存在问题：
1.此种记录不能作回放处理，故不可作多次覆盖地震勘探。在现场进行生产时，接收记录前必须选好激发和接收因素，否则无法补救。
2.地震资料的处理只能用手工进行，工作效率低，质量难有保证。
3.记录仪器动态范围小，一般只有20dB检验检疫左右。
4.地震仪器记录频带窄，一般为30Hz左右。使大量有效波丢失。
5.地震道数少，一般只有26道，只能进行二维地震勘探。
6.只适用于地震地质条件简单的地区工作，在复杂地区不能获得好的地震资料。
二、第二代：模拟磁带记录地震仪
发展时间：从50年代初到60年代末，经历了约十几年的时间。
主要特点：
1.所得原始地震资料为模拟磁带记录和热敏纸模拟波形监视记录，可以进行回放处理，因此可以实现多次覆盖，因为模拟磁带记录在回放、转录、叠加时信噪比要降低，一般每转录一次要降低6 dB，这就限制了多次覆盖的次数，一般为6，12次。
2.地震资料的处理可以用半自动化的基地回放仪进行，可得到模拟波形记录和时间剖面图。
3.磁带记录仪的动态范围一般为40－50 dB，只能进行构造地震勘探。
4.记录波形频带较宽，可达到15－120Hz。
5.记录道数为26道后来改为48道。
6.采用公共自动增益控制（公共AGC）和程序增益控制(PGC)。
7.采用晶体管电路。
主要存在问题：
1.记录动态范围小。
2.地震道数少。
3.多次覆盖次数受到限制。
4.记录精度较低。
5.地震资料处理方法少，效率较低和质量差等。
三、第三代：数字磁带记录地震仪
发展时间：在70年代初，基于瞬时浮点增益控制技术、模数转换技术、数字磁带记录技术、通讯技术的发展，而开发出来的数字地震仪为第三代地震仪，如美国的德克萨斯公司1970年研制的DFS-型，法国SERCEL公司研制的SN338B型等。
瞬时浮点放大技术是美国德克萨斯公司最先研制出来的，以后别的公司也陆续研制出别具一格的瞬时浮点放大器。
瞬时浮点放大器是指对每一个地震信号，在几十微秒时间内，可以在0－84dB之间选择其最佳增益，使信号得到满量程的放大。以提高仪器的测量精度，短时间的增益调整并确定即为“瞬时”，可以大大提高增益跟踪速度。
气缸耗气量计算
主要特点：
1.所得地震原始资料为数字磁带记录和模拟波形地震监视记录。因为数字磁带记录在转录叠加时，其信噪比不降低，所以实际应用上可以实现多次覆盖，可作12，24－96次。
2.主放大器和模数转换放在一起的动态范围大，一般可达到168dB以上，大大超过了被记录的地震波的动态范围（100－120dB）。
3.地震记录频带宽，一般前放滤波器的通频带在3－250Hz，记录频带宽。对低频来说有利于接收深层反射波，作深层地震勘探；对高频来说，可有利于接收浅层和薄层反射波，提高地震勘探分辨率，作浅层和薄层勘探。
4.记录地震波的振幅精度提高，一般为0.1％，高的可达到0.05％，这样就提高了勘探的精度。
5.地震资料的处理直接使用电子计算机，可使地震资料的处理速度快，质量高，方法多和效果好。
6.地震道数多，48、60、96、120、240道不等。数字地震仪的操作自动化程度高，使用操作简单，维修方便，不易出现废炮，提高了工作效率。
主要存在问题：
这种采集系统同其他部分紧密联结一起，通常是几个电路箱体安装在仪器车内，排列上各道检波器接收的地震模拟信号，通过多芯电缆（通常称为“大线”）传送到仪器车上，集中由同一采集系统进行数据采集。由于大线的芯数有限，所以就限制了采集道数的增加，不利于大规模三维采集。目前国内地震队已经全部淘汰了数字磁带记录地震仪。
为了适应三维地震勘探、高分辨率地震勘探、多波地震勘探和地层地震学的发展需要，并随着数字通讯、遥控遥测、计算机控制、处理、磁记录等新技术的发展，产生了第四代遥测地震仪。
所谓遥测，就是利用电缆、光缆、无线电或其它传输技术对远距离的物理点进行测量。这类地震仪是在集中数据采集型地震仪基础上发展起来的，与前一类地震仪相比，它大大增加了采集系统的数目，而且把采集系统从仪器车上分离出来，构成一个个采集站，分布在排列上，每个采集站只负责采集与它相连的一道或几道检波器的地震信号。各采集站把采集的数据通过数字传输系统传送到仪器车上，由记录系统记录下来和监视系统显示出来。遥测数字地震仪在仪器车内的部分通常称为主机，在仪器车外的部分主要是分布在排列上的一个个采集站，采集站与主机之间通过数字传输系统相联系。遥测数字地震仪可分为有线遥测地震仪和无线遥测地震仪两种。
随着计算机技术、数字技术的不断进步，遥测地震仪也相应的飞速发展，根据它在发展过程中采用的主要技术的不同，遥测地震仪又可分为三类：常规遥测地震仪、新型遥测地震仪和采用数字检波器的全数字地震仪。
1、常规遥测地震仪
.发展时间及种类：
1976年第一台遥测数字地震仪问世，随后，遥测数字地震仪发展迅速，新产品层出不穷，仪器型号达到20多种。其中有线遥测数字地震仪有：电缆传输仪器SN348、SN368、WAVE-，国产YKZ480、SK-1004、SK1005等，光缆传输仪器有MDS-16、MDS-18、DFS- -200。无线数字遥测地震采集系统有：OPSEIS5500、OPSEIS5586、MYRISEIS和、DIGISEIS-200等型号。
.常规遥测数字地震仪主要特点：
数字地震仪在采集站中将模拟信号转变成数字信号后向中央控制记录系统传送，由于数字信号的传输抗干扰能力强，避免了传输模拟信号时大线所固有的道间串音、天电干扰和工频干扰等。
遥测地震仪排除了常规地震仪那些限制记录道数的因素，使地震仪器的道数可扩展到上千道乃至万道，适于进行三维地震勘探，施工效率高。
采用计算机对整个系统进行可编程控制，系统的各方面功能大大加强了。
遥测数字地震仪配备了成套的诊断软件和测试软件，可以使操作员全面检查各个部件的性能指标，并显示故障部件的位置。便于维护检修，而且操作方便，自动化程度高，可以杜绝因操作不当引起的废炮。
.现状：随着科技的发展和地震勘探对质量要求的提高，jcr16位的模数转换器已经逐渐不适应勘探形势的发展，目前国内地震队已经基本上淘汰了这种地震仪。在本章后面部分所说的常规地震仪，如无特别说明，均指新型遥测数字地震仪。
2、新型遥测地震仪
.发展时间及种类：
二十世纪九十年代初新型遥测地震仪器问世，在短短几年的时间里，新型遥测地震仪在品种和数量上获得突飞猛进的发展。新型遥测地震仪器的标志是启用了频谱整形滤波器和24位的模数转换器等新技术。新型遥测地震仪的代表是：电缆传输的SN388、408UL花式冰咖啡、I/O SYSTEM、SYSTEM IMAGE 、VISION、ARAM-24、ARAM ARIES；无线传输的OPSEIS EAGLE、陕西黄土崩塌灾害TELSEIS STAR、BOX等。
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