[发明专利]测量井下微震的专用数字地震仪

权利要求书

1.一种用于井下微震检测的新型数字地震仪，其特征在于用于检测井中压裂时产生的地震波，其观测系统是以井口为圆心，由多个同心圆组成，形成圈状结构，每个圆周上设置的接收点数可以不同，一般随着圆周长的增加而增加，以保持接收点分布均匀；

其硬件部分由中央控制操作系统CCOS、根节点RU、交叉节点XU(Cross Unit)、电源节点PU、采集链AS和光缆FL等六大单元组成；所述中央控制操作系统CCOS是整个仪器的控制中心和数据回收中心，实现人机交互、排列控制、采集同步、数据回收、质量控制等功能；所述根节点RU通过千兆网线与中央控制操作系统CCOS连接，并根据仪器容量的要求提供1-2个千兆光缆接口与交叉节点XU连接；所述交叉节点XU具有2个光缆接口，可以通过光缆FL串接，并与根节点RU相连接；同时交叉节点XU具有2个专用通信接口，连接由采集链AS和电源节点PU任意串接形成的采集线AL。

2.根据权利要求1所述地震仪，其特征在于所有采集数据均实时传送和记录，具有超长的数据采集和记录能力，可以连续采集几天、几周甚至几个月。

3.根据权利要求1所述地震仪，其特征在于所述观测系统：①由多个同心圆组成，形成圈状结构，第i个同心圆的半径为Ri，i＝1，2，…，max，最小圆的半径为R1，最大圆的半径为Rmax；②相邻接收点的半径方向间距简称径距DRi＝R(i+1)-Ri；③相邻接收点圆周方向的弧长间距简称弧距为DLi，并有DLmin≤DLi≤DLmax，其中最短弧长为DLmin，最长弧长为DLmax；④第i个圆周上布设Mi个接收点并均匀分布，并且Mi＝N×2m，N＝3，4，5，6，7，8，…；m＝0，1，2，3，…，即每个圆周上布设的接收点为最内圈的2倍数，最内圈除外。

4.根据权利要求1所述地震仪，其特征在于所述中央控制操作系统CCOS置于仪器车上，是整个数字地震仪的主要控制单元，硬件部分由计算机服务器Server、网络交换机Switch、客户计算机终端PC、存储设备Storage device、绘图设备Plotting equipment和GPS等组成；软件由操作系统软件和控制操作软件等组成；GPS除提供位置坐标信息外，还给仪器授时。

5.根据权利要求1所述地震仪，其特征在于所述根节点RU由高速交换模块SM、控制模块CM和电源模块PM等组成；高速交换模块SM提供数据交换功能；控制模块CM根据中央控制操作系统CCOS的指令实现对高速交换模块SM的控制；电源模块PM为各模块提供电源支持。

6.根据权利要求1所述地震仪，其特征在于所述交叉节点XU由高速交换模块SM、控制模块CM、电源模块PM和GPS模块等组成；数据交换模块SM为千兆交换机模块，千兆接口分别连接上一级交叉节点XU和下一级交叉节点XU；控制模块CM具有2个专用通信接口分别连接两边的采集链AS。

7.根据权利要求1所述地震仪，其特征在于所述电源节点PU由控制模块CM、电源模块PM和GPS模块等组成；控制模块CM具有2个专用通信接口分别连接上一级和下一级采集链AS。

8.根据权利要求1所述地震仪，其特征在于所述采集线AL可以由电源节点PU和采集链AS、采集链AS和采集链AS任意串接形成；采集线AL上的电源节点PU给两边的采集站AU提供电源供给，电源节点PU的供电能力确定了二个电源节点PU之间的最多采集站个数。

9.根据权利要求1或者2或者3或者4或者5或者7或者8所述地震仪，其特征在于所述的采集链AS由若干个采集站AU通过电缆连接而成，采集站AU采集数字检波器的信号，并通过专用通信接口进行通信和数据传送。

10.根据权利要求9所述地震仪，其特征在于所述采集站AU由控制模块CM、电源模块PM和GPS模块等组成；控制模块CM具有2个专用通信接口分别连接上一级和下一级采集站AU，具有一个专用接口连接常规检波器或MEMS等传感器；电源由电源节点PU通过通信接口采用“鬼对”方式远供，电源模块PM把所供的72V转换成采集站AU所需的各种电压。