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1、10申请公布号CN102465698A43申请公布日20120523CN102465698ACN102465698A21申请号201010534453422申请日20101103E21B49/00200601E21B43/26200601E21B43/2020060171申请人北京科若思技术开发有限公司地址100083北京市海淀区西直门北大街32号院1号楼1705A72发明人刘建中74专利代理机构北京方韬法业专利代理事务所11303代理人岳亚54发明名称一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置和方法57摘要本发明公开了一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置和方法，首先控制单元触发拾震器进行采。
2、样；拾震器采集微地震信号并发送给模数转换器；模数转换器将微地震信号转换成数字信号并发送给控制单元；控制单元将数字信号存储在存储单元中。采用了本发明的技术方案，能够为油田压裂裂缝、注水前缘监测结果提供了一个由监测资料本身给出的旁证，既可以用来判断压裂、注水效果，又可以判断压裂、注水前缘方向的正确性。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页1/1页21一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置，其特征在于，包括拾震器、模数转换器、控制单元、存储单元和GPS单元，拾震器与模数转换器连接，控制单元分别与模数转换器、存储。
3、单元和GPS单元连接，其中拾震器用于采集微地震信号并发送给模数转换器，模数转换器用于将微地震信号转换成数字信号并发送给控制单元，控制单元用于触发采样，并将数字信号存储在存储单元中，GPS单元用于每秒给出一个时间脉冲进行同步。2根据权利要求1所述的一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置，其特征在于，拾震器包括内置传感器和外置传感器，内置传感器用于坚硬地层，外置传感器用于松软地层。3根据权利要求1所述的一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置，其特征在于，模数转换器是一道一组模数转换板。4根据权利要求1所述的一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置，其特征在于，控制单元包括石英晶体，石英晶体用于。
4、把1秒时间平分为2000个脉冲，触发采样。5根据权利要求1所述的一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置，其特征在于，还包括无线发射单元，无线发射单元与控制单元连接，用于将数字信号发送出去。6根据权利要求1所述的一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置，其特征在于，还包括电源单元，用于向装置提供电源。7一种检测压裂和注水效果及其优势方向的方法，其特征在于，包括以下步骤A、控制单元触发拾震器进行采样；B、拾震器采集微地震信号并发送给模数转换器；C、模数转换器将微地震信号转换成数字信号并发送给控制单元；D、控制单元将数字信号存储在存储单元中。8根据权利要求7所述的一种检测压裂和注水效果及其优势方向。
5、的方法，其特征在于，步骤A中，GPS单元每秒给出一个时间脉冲，控制单元的石英晶体把1秒时间平分为2000个脉冲，触发采样；步骤B中，采用21位采样，有效位不低于16位，放大倍数1000倍，灵敏度为005微伏，幅值灵敏度为3毫伏。9根据权利要求7所述的一种检测压裂和注水效果及其优势方向的方法，其特征在于，步骤C中模数转换器采用一道一组模数转换板。10根据权利要求7所述的一种检测压裂和注水效果及其优势方向的方法，其特征在于，步骤D中，利用GPS在存储数字信号中，每秒插入一个同步时间。权利要求书CN102465698A1/3页3一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置和方法技术领域0001本发明涉及。
6、微地震监测技术领域，尤其涉及一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置和方法。背景技术0002微地震监测技术是直接记录地下自然发生的微地震，以对地下裂缝、应力状态、压力分布进行判断的技术。地下广泛分布着地震，震级越小，频度越大。微地震是指2级以下震级的地震，由于微地震是自然发生的，是应力场调整，地下裂缝相对活动的产物，无需人类激发，因此，微地震监测技术又被称为无源微地震监测技术。国内广泛使用微地震监测技术监测油田压裂、注水过程，以判断压裂、注水效果，判断压裂裂缝方向，注水前缘优势方向。在油田开发、可融性矿开采、核废料处理、矿山安全监测等领域均有重要应用。0003困扰在人们面前的一个重要问题是监测。
7、结果来自地下几百至几千米，正确性没有旁证。发明内容0004本发明的目的在于提出一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置和方法，能够为油田压裂裂缝、注水前缘监测结果提供了一个由监测资料本身给出的旁证，既可以用来判断压裂、注水效果，又可以判断压裂、注水前缘方向的正确性。0005为达此目的，本发明采用以下技术方案0006一种检测压裂和注水效果及其优势方向的装置，包括拾震器、模数转换器、控制单元、存储单元和GPS单元，拾震器与模数转换器连接，控制单元分别与模数转换器、存储单元和GPS单元连接，其中拾震器用于采集微地震信号并发送给模数转换器，模数转换器用于将微地震信号转换成数字信号并发送给控制单元，控制。
8、单元用于触发采样，并将数字信号存储在存储单元中，GPS单元用于每秒给出一个时间脉冲进行同步。0007拾震器包括内置传感器和外置传感器，内置传感器用于坚硬地层，外置传感器用于松软地层。0008模数转换器是一道一组模数转换板。0009控制单元包括石英晶体，石英晶体用于把1秒时间平分为2000个脉冲，触发采样。0010还包括无线发射单元，无线发射单元与控制单元连接，用于将数字信号发送出去。0011还包括电源单元，用于向装置提供电源。0012一种检测压裂和注水效果及其优势方向的方法，包括以下步骤0013A、控制单元触发拾震器进行采样；0014B、拾震器采集微地震信号并发送给模数转换器；0015C、模数。
9、转换器将微地震信号转换成数字信号并发送给控制单元；0016D、控制单元将数字信号存储在存储单元中。0017步骤A中，GPS单元每秒给出一个时间脉冲，控制单元的石英晶体把1秒时间平分说明书CN102465698A2/3页4为2000个脉冲，触发采样；步骤B中，采用21位采样，有效位不低于16位，放大倍数1000倍，灵敏度为005微伏，幅值灵敏度为3毫伏。0018步骤C中模数转换器采用一道一组模数转换板。0019步骤D中，利用GPS在存储数字信号中，每秒插入一个同步时间。0020采用了本发明的技术方案，减少了信号失真，提高了数据质量，能够为油田压裂裂缝、注水前缘监测结果提供了一个由监测资料本身给出。
10、的旁证，既可以用来判断压裂、注水效果，又可以判断压裂、注水前缘方向的正确性，解决了微地震监测领域的一个重要难题，促进了微地震监测技术的发展。附图说明0021图1是本发明具体实施方式中检测压裂和注水效果及其优势方向的装置的结构示意图。0022图2是本发明具体实施方式中检测压裂和注水效果及其优势方向的流程图。具体实施方式0023下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。0024本发明的基本思想是由地面或浅埋的地震台站监测微地震，如果做出震源机制结果，则既可判断压裂、注水效果，又可以检测压裂裂缝方向、注水前缘优势方向的可靠性。0025由微地震记录做出的震源机制性质可以分为二大类张性。
11、震源机制和剪切性机制。张性震源机制表示压裂、注水过程中，裂缝扩展中出现新缝；剪切性震源机制表示压裂、注水过程中，裂缝扩展沿着老缝。0026压裂希望出现新缝，监测到张性震源机制，表示压裂效果好；注水希望沿着老缝，监测到剪切性震源机制，表示注水效果好。0027震源机制可以给出二条节面，其中一条表示裂缝方向。由于震源机制结果不依赖于地下的速度模型，仅与监测台站位置有关。如果节面方向沿着监测到的人工裂缝方向或注水前缘方向去，就可以证明监测给出的方向是正确的。由微地震监测结果做出震源机制，对于提高微地震监测技术的适用性有划时代的意义。0028由监测结果获得可以分辨的地震波形，是做出震源机制结果的前提，如。
12、何从地面监测中获得可以分辨的地震波形微地震波形是实施此项技术的关键，提高监测水平、合理的仪器设计是记录到可以分辨的地震波形的必由之路。0029图1是本发明具体实施方式中检测压裂和注水效果及其优势方向的装置的结构示意图。如图1所示，该检测压裂和注水效果及其优势方向的装置包括拾震器101、模数转换器102、控制单元103、存储单元104、GPS单元105、无线发射单元106和电源单元107，拾震器与模数转换器连接，控制单元分别与模数转换器、存储单元、GPS单元和无线发射单元连接。0030其中拾震器包括内置传感器和外置传感器，内置传感器用于坚硬地层，外置传感器用于松软地层，用于采集微地震信号并发送给。
13、模数转换器。0031模数转换器是一道一组模数转换板，将微地震信号转换成数字信号并发送给控制说明书CN102465698A3/3页5单元。0032控制单元包括石英晶体，石英晶体用于把1秒时间平分为2000个脉冲，触发采样，并将接收到的数字信号存储在存储单元中。0033GPS单元用于每秒给出一个时间脉冲进行同步。0034无线发射单元将数字信号发送出去。0035电源单元用于向装置提供电源。0036图2是本发明具体实施方式中检测压裂和注水效果及其优势方向的流程图。如图2所示，该流程包括以下步骤0037步骤201、控制单元触发拾震器进行采样。0038GPS单元每秒给出一个时间脉冲，相当于每秒同步一次各道。
14、的采样时间，控制单元的石英晶体把1秒时间平分为2000个脉冲，触发采样，保证了放在不同位置的拾震器采样的同步性，为以到时为参数的震源位置反演提供了可靠的保证。0039步骤202、拾震器采集微地震信号并发送给模数转换器。0040拾震器包括内置传感器和外置传感器坚硬地层，使用内置传感器；松软地层，使用外置传感器；现场二套传感器可以互换，以使不同地层的地震信号分布在设计的灵敏度范围内，记录地震信号完整。使用外置传感器时，采用地震传感器浅埋方法，避免地面噪音干扰，特别是空气流动的干扰，使用较多的浅埋地震台，可以保证用足够的地震台记到质量较好的波形。分站采用垂直拾震器，符合P波垂直地面振动的特点，提高入。
15、射波幅度，这样分别考虑了坚硬地层和松软地层的传感器布设方法，充分考虑了地层力学性质的影响。0041拾震器采用21位采样，有效位不低于16位，放大倍数1000倍，灵敏度为005微伏，可以记到地震信号初动，幅值灵敏度为3毫伏，保证地震信号不限幅，可以记到清晰完整的微地震信号。0042步骤203、模数转换器将微地震信号转换成数字信号并发送给控制单元。0043模数转换器采用一道一组模数转换板。保证采样的时间精度和数据质量。而多道采样是触发采样后，各道依次采样，会使本该同时进入计算机的数据存在时间差。0044步骤204、控制单元将数字信号存储在存储单元中，数字信号的记录结果直接在各分站存储单元中保存，减。
16、少传输过程的信号损失。0045为此，每个分站用自带GPS校定自己的时钟系统，在存储数据列中，利用GPS在存储数字信号中，每秒插入一个同步时间，保证了分析时的时间同步性。为此编制了数据自动时间同步软件，实现了分站分别保存数据，后同步处理数据的设想，用自动同步软件回放整理数据成一个完整、可以分析的数据。0046当然也可以不用GPS控时，而是设立专门的授时台控制分站采样，本站记录本站存储。0047同时也可以不采用本站记录本站存储，而是采用高质量、高速度传输技术通过无线发射单元将数据传至主站统一存储。0048以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。说明书CN102465698A1/1页6图1图2说明书附图CN102465698A。