三分量数字检波器电磁干扰产生的机理研究.pdf

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1、石油仪器PETROIUMINSTRUMENTS2011年02月·仪器设备·三分量数字检波器电磁干扰产生的机理研究张怀榜于静陈吴金徐维秀(胜利石油管理局地球物理勘探开发公司地震勘探研究所山东东营)摘要：数字地震检波器由于采用MEMS为核心的数字传感器技术，一般认为，已不存在传统地震模拟检波器所固有的50Hz干扰，但是，实际应用却得出了不同的结论，而是在高压输电线附近存在电磁干扰，并且在强电场区此现象较严重。文章从取得的地震资料着手，展开系统研究，从信号的角度，分析形成的原因，并结合数字检波器的核心技术，从硬件系统的构成成分进行原理分析，在此基础上，进行野外试验。结果表明：MEMS技术并

2、不能彻底消除电磁干扰影响，在电磁场较强或有漏电现象条件下仍然会引入电磁干扰，只是其干扰能量比动圈式检波器减弱。该研究为目前正在兴起的高密度地震资料采集中数字检波器的正确应用提供了参考。关键词：电磁干扰；高密度地震采集；三分量数字检波器；漏电；电磁感应中图法分类号：P631．436文献标识码：B文章编号：1004—9134(2011)01—0030—03O引言本次采集过程中，却在许多炮集记录上见到了50Hz干扰，生产过程中录制的噪声记录上，三分量检波器接地震数据采集过程中，因受环境、技术、装备、方法收到的50Hz干扰与模拟检波器接收到的50Hz干扰等多方面的限制，获取的地震资料总是存在

3、这样或那相比，其能量较弱，三分量检波器约是模拟检波器的样的干扰信号[1、引，其中，电磁干扰是对有效波影响较1／10。．大的一类干扰波，虽然电磁干扰和介质振动信号有着为了进一步分析电磁干扰波特征，在工区内进行截然不同的属性，但它们混杂在一起却成了一样属性了电磁干扰调查试验。的二进制数据，有效地剔除电磁干扰是地震勘探的一布设了十字排列，一条在高压线正下方并沿高压项重要工作。线方向，一条垂直于高压线方向。近年来，以MEMS技术为核心的数字传感器(检南北排列录制的电磁干扰记录上电线杆附近电磁波器)的出现，使电磁干扰现象得到了有效抑制，电磁干扰最强，东西排列三个分量相差不明显。干扰问题似乎得到

4、了彻底解决【、4]。但是，在2009年对电磁干扰记录进行频谱分析，在频谱分析图上度胜利探区做的罗家高密度三维地震资料采集中，仍如图1所示，看到干扰波包含3Hz一35Hz的低频干然出现了电磁干扰现象，并且在高压输电线路附近这．‘、⋯’rr种干扰较严重，按照数字检波器不受电磁干扰的结论无法进行解释。为此，本文对此现象进行了原理剖析，野外试验资料处理，查明了其变化规律和产生原因，为今后三分量数字地震采集工作积累了经验。1电磁干扰现象分析目前，引进的三分量数字检波器均没做特殊的防水处理，不能用在水中，容易漏电。但因为一直以来认为三分量数字检波器输出的是二进制数，不会产生电磁干扰，对检波器的防

5、水性能就没做特殊要求。但在图1电磁干扰记录频谱图基金项目：本课题得到国家科技重大专项(2oo8zxO7oo5)和中国石化胜利石油管理局地震勘探基础研究实验室联合资助第一作者简介：张怀榜，男，1966年生，工程师，2007年本科毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业，2009年工程硕士毕业于中国石油大学(华东)地质工程专业。现在胜利油田物探公司地震勘探研究所东部室从事石油地震勘探野外采集方法研究工作。邮编：2571002010年第25卷第1期张怀榜等：三分量数字检波器电磁干扰产生的机理研究均匀根振幅扰、50Hz信号及50Hz的整倍数谐频信号，其中，电磁OO0OOO干扰能量最强。-r}-

6、对干扰记录上每一道分别做频谱分析所图2所l示，从由每道频谱曲线组成的频谱图上可以看出，在距‘-!}LLLLr：离电线杆较近的范围内，随着离开电线杆的距离增大，}}r：r：}F-r【5OHz能量逐渐减弱，在40m以外，振幅相差不大，也L}就是说，能量趋于平衡。这种变化趋势从能量分析图E【}I}tL}上可以明显看出，如图3所示。图2三分量检波器电磁干扰记录单道频谱图U．14南北方向z分量能量柱状图一／C)杆O．O1．21—l十东字西排方—列向振幅均o方根值／一f曲厂＼．线＼__、_电o线、杆．O8＼／XJ，O．06一一一_．．1_——一0．04斫一一-0尊一譬ll⋯O．O2n02468l

7、02图350Hz滤波前电磁干扰能量分析图为了更清楚地分析5OHz电磁干扰波的变化规三种不同干扰波的特征总结出来后，通过对比电律，用50Hz滤波档对电磁干扰记录做了扫描，这样消磁干扰记录及其频谱图，就可以判断这三种干扰波能除了50Hz以外干扰波的影响，直接观察其能量变化量的强弱主次。规律，可以看出随着离开电线杆的距离增大，50Hz能通过分析，本文得到以下结论：在前面所述的四条量逐渐减弱，在40m以外，振幅减弱变缓，能量相差不50Hz干扰产生途径中，漏电和电磁