２０１１年１２月 物 探 装 备 第２１卷第６期
倾斜度测试并非测试检波器的倾斜程度
廖声刚ｑ 杨继春 晁西峰
（１．北京东方奥瑞石油科技公司，北京１０００８０；２．大庆钻探集团物探一公司）
摘 要
廖声刚，杨继春，晁西峰．倾斜度测试并非测试检波器的倾斜程度．物探装备，２０１１，２１（６）：３６８～３７０
倾斜度测试是４０８ＵＬ和４２８ＸＬ地震数据采集系统日检验的一个重要检验项目。仪器在进行倾斜度测试时， 内置的测试信号源输出一个阶跃脉冲信号，激励检波器线圈产生振荡，输出电信号馈送给放大器，求取各放大器的 输出与所有放大器输出的平均值的相对误差，即为该地震道倾斜度测试值。测试原理表明：该项测试是检验仪器 包括检波器、大小传输线和放大器等采集设备对脉冲信号的响应程度，而非通常理解的检波器的倾斜程度。在野 外采集现场做的调查也证明了这一点。倾斜度测试应该更名为脉冲响应测试。
关键词４０８ＵＬ ４２８ＸＬ仪器检验 倾斜度测试 脉）中响应 检波器参数
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ｌｉａｏ Ｓｈｅｎｇｇａｎｇ，Ｙａｎｇ Ｊｉｃｈｕｎ ａｎｄ Ｃｈａｏ Ｘｉ￣ｎｇ．Ｔｉｌｔ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｇｅｏｐｈｏｎｅｓ ｄｏｅｓｎｏｔ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｇｅｏｐｈｏｎｅ ｄｅｐｌｏｐｙ． ＥＧＰ，２０１１，２１（６）：３６８ ～３７０
Ｔｈｅ ｔｉｌｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ４０８ＸＬ ａｎｄ ４２８ＸＬ ｓｅｉｓｍｉｃ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｄａｉｌｙ ｔｅｓｔ ｉｔｅｍ．Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｂｕｉｌｔ—ｉｎ ｔｅｓｔ ｓｉｇｎａｌ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｏｕｔｐｕｔｓ ａ ｓｔｅｐ ｐｕｌｓｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｅｘｃｉｔｅ ｇｅｏｐｈｏｎｅ ｃｏｉｌ ｔｏ ｓｈｏｃｋ ａｎｄ ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｇｅｏｐｈｏｎｅ ｏｕｔｐｕｔｓ ａ ｐｕｌｓｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｆｅｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ．Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅａｃｈ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ａｎｄ ａｖｅｒａｇｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ａｌｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ｏｕｔｐｕｔ ｉｓ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｌｔ ｔｅｓｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔｉｌｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｗｅ ｃａｎ ｓｅｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｉｌｔ ｔｅｓｔ ｉｓ ｔＯ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｒｅｓｐ０ｎｓｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｇｅｏｐｈｏｎｅ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｎｄ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｏｎ ｔｈｅ ｐｕｌｓｅ ｓｉｇｎａｌ，ｂｕｔ ｎｏｔ ｔｈｅ ｕｓｕａｌｌｙ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ ｇｅｏｐｈｏｎｅ Ｓ ｔｉｌｔ．Ｔｈａｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａ— ｔｉｏｎ ｏｎ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｉｔｅ．Ｓｏ ｔｈｅ ｔｉｌｔ ｔｅｓｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｎａｍｅｄ ａｓ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｅｓｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ４０８ＸＬ，４２８ＸＬ，ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ｔｉｌｔ ｔｅｓｔ，ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｇｅｏｐｈｏｎｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
０ 引言
采用ＦＤＵ进行采集生产的４０８ＵＬ和４２８ＸＬ
地震数据采集系统，在每天的放炮生产前进行的日 检验工作中，“倾斜度”测试是其中的一个重要检验
项目，技术规范要求测试值在±１Ｏ 以内。“倾斜 度”测试从字面上很容易理解成：是检验前端采集
设备——检波器的倾斜程度。因为在地震采集施工
时，明确要求检波器必须垂直、紧密地与大地耦合
在一起。 有人说：多个检波器组合接收时，只要有一个检
波器平躺，就会导致倾斜度测试超限；有仪器操作员 说外线电阻大就会导致倾斜度测试超限。那么倾斜
度测试真的是为了检验检波器的倾斜程度吗？能够 说只要倾斜度测试合格，检波器就符合直立要求的
吗？那么外线电阻与检波器的倾斜程度有什么关系 呢？如果不是检验检波器的倾斜程度，倾斜度测试
的实质又是什么？影响倾斜度测试合格的因素有哪
些？影响的程度如何？
１野外实地调查
某地震队在采集施工中，采用４串检波器２并
２串组合埋置，如图１所示。
图１中的０点为检波点，其中的ｌ、２、３、４为４
＊廖声刚，男，１９４４年出生，高级工程师。１９６７年毕业于北京地质学院物探系构造专业，一直从事地震仪器技术的支持工作。曾在 《物探装备》、《石油仪器》、《石油地球物理勘探》等专业期刊上发表论文多篇。
第２１卷第６期 廖声刚等：倾斜度测试并非测试检波器的倾斜程度
串检波器的代号。 图２为４串检波器２并２串组合连接示意图，Ｒ
为１串检波器的等效电阻。
图１ ４串检波器２并２串组合埋置示意图
Ｒ Ｒ
２ ４ 图２ ２并２串组合连接示意图
在野外采集现场进行了如下调查：
（１）某道倾斜度测试正常值为１．５６
１）拔出１个检波器，平放在地上，重新测试倾
斜度为一Ｏ．３５ ；
２）对该道拔掉１串检波器，形成２并１串的连
接方式（如拔掉图１中的第４串检波器，则形成第 １、２串检波器并联后，再与第３串检波器串联的连
接方式），然后测试倾斜度为５３．９ ；
３）再拔掉１串检波器，如拔掉图１中的第２串 检波器，形成第１、３串检波器２串串联的连接方式，
然后测试倾斜度为９１ ；
４）拔掉所有检波器，形成开路状态，测试倾斜
度为１００ 。
（２）某道倾斜度测试正常值为一１．５
１）先拔出３个检波器，平放在地上，重新测试
倾斜度为８．３ ；
２）再拔出３个检波器，平放在地上，测试倾斜 度为９．４％。
可见倾斜度都还没有超出规定要求的范围。 （３）在进行倾斜度测试时，同时记录下其它参
数：电阻、漏电、噪声数据显示
１）开路时，倾斜度基本为１００ ；
２）由于串并组合结构发生变化而呈现电阻大
的地震道（非接触电阻大、其它参数正常），倾斜度均
为超过规范要求（＞１０ ）的异常正值； ３）漏电大的地震道（电阻值偏小，噪声正常的 １例），倾斜度为超过规范要求（＜一１０ ）的异常
负值；
４）噪声相对大的地震道（￣２０ｆｆＦ），倾斜度测试 值或正常（１０例），或倾斜度为超过规范要求的异常
负值（３例）。
２倾斜度测试原理
随机技术资料给出的倾斜度测试原理见图３。 ＦＤＵ内置的测试信号发生器ＤＡＣ输出的倾斜
度测试信号是： 测试时，ＤＡＣ产生的阶跃脉冲测试信号（如图
４所示），输送给所有参与测试的地震道的检波器，
检波器线圈由于阶跃脉冲电流通过，在磁场的作用 下，偏离平衡位置。测试信号撤销后，检波器线圈在
支撑弹簧片的作用下，欲回复平衡位置，而产生阻尼
振荡运动，反复切割磁力线，产生感生电动势，输出
一个电脉冲信号送给放大器。
前置放大器
图３倾斜度测试原理框图
ＤＡ 玎
图４倾斜度测试信号
在进行倾斜度计算时，将各地震道放大器的输
出值乘以１６，取所有地震道的平均值，再求各道与
平均值的相对误差值，即为各道的倾斜度测试值。
３对调查情况的合理解释
（１）地震道入口开路时，该道往往会接收空间
散布的超大电磁干扰信号，测试时，其输出为异常大 ３７Ｏ 物 探 装 备
值，因而计算出的倾斜度为最大值１００ 。
（２）测试时，ＤＡＣ输出的脉冲信号加在由检波 器电阻、大小线及连接接触电阻（正常情况下该项可
忽略不计）和地震放大器输入阻抗串联的电路上，因
为脉冲信号的幅度是固定的，检波器电阻大（例如９ 个检波器３并３串形成一个检波器串，采集时采用
４个这样的检波器串２并２串接收，那么一个地震
道的外线电阻值正好等于一个单只检波器的电阻 值，如２８０Ｅｔ；如果某道只接了３串形成２并１串，则
该道外线电阻值等于４２ＯＱ；如果某道只接了２串形 成２串串联，则该道外线电阻值等于５６０ｇＤ，所得的
分压大，即检波器被激励的信号大，所以地震放大器
的输入大，倾斜度测试值大，可能呈现异常正值。不 难理解，如果某道检波器（检波器串）的电阻值正常，
由于大小线或连接电阻大，引起该道外线电阻大，
则检波器分得的激励信号小，该道的倾斜度测试值 就小。 （３）同样道理，外线电阻小，或漏电大，倾斜度
测试值就小，可能呈现异常负值。 （４）在调查中，也存在这样的情况：某道测试外 线电阻值正常，其它参数包括漏电、噪声也都正常，
但是倾斜度测试却不合格，而且往往呈现异常负值。 理论分析和调查试验已经证实：外线电阻值不正常，
倾斜度测试可能不合格；但是外线电阻值正常，倾斜
度测试不一定都合格。比如：检波器串中，如果有一 只或几只检波器的线圈卡壳，测量其直流电阻还是
正常的，但是在被脉冲信号激励的情况下，输出信号 肯定比正常的要小，所以倾斜度必然呈现负值，甚至
超过一１０ 而不合格。 （５）从理论上来说，噪声对倾斜度的测试结果
是有影响的。但是一般情况下，环境噪声的幅度量
级与测试信号相比有很大差距，所以影响甚微。不 过在个别情况下，也可能会产生比较显著的影响。
（６）在进行倾斜度测试时，检波器是由ＤＡＣ输
出的电测试信号驱动的，不是由地表的垂直运动驱
动的，所以检波器直立或平躺对测试结果有影响，但 是影响不大。
４结束语
综上所述可以看出，倾斜度测试实质主要是检
验从检波器经过传输线到放大器对激励脉冲的综合 响应情况。如果检波器状态不正常：电阻值不正常
大或不正常小、线圈卡壳；外线漏电或接触电阻大； 放大器工作不正常等，都可能会导致倾斜度测试不
合格。从理论分析和实际调查的情况看，倾斜度测
试结果符合要求，并不能说明检波器个个都直立得 很好。平躺在地面的检波器在接受仪器倾斜度测试
时，对测试结果影响不大，但是在生产采集过程中，
因为地震反射波使地面上下垂直运动，平躺的检波 器显然对采集数据有明显影响。因此在采集施工
中，一定要坚持检波器直立埋置的要求，不能因倾斜 度测试通过而忽视。 “倾斜度”是由英文技术资料中的“ｔｉｌｔ”翻译过
来的，原文用单词“ｔｉｌｔ”来表述这样的检验项目是不 准确的，很容易造成误解。在多种其它类型的地震
采集仪器包括ＳＮ３８８中，也都采用上面介绍的方
法，用脉冲信号来检查各地震道响应的一致性，这是 对地震仪器进行日检验的最重要的内容，但是该检
验项目名称就叫“脉冲响应”测试。采用ＦＤＵ的
４０８ＵＬ和４２８ＸＬ地震仪器日检验中的“倾斜度”测 试项目的测试方法和测试目的，与它们是完全～致
的。因而采用ＦＤＵ的４０８ＵＬ和４２８ＸＬ地震仪器 的“倾斜度”测试应该更名为“脉冲响应”测试。
最后要说明一点：采用ＤＳＵ数字采集单元的 ４０８ＵＬ和４２８ＸＬ地震仪器日检验中的“倾斜度”测
试项目，是实实在在测试ＤＳＵ的倾斜程度的。
参 考 文 献
１ Ｓｅｒｃｅｌ公司．４２８ＸＬ ｕｓｅｒ ｓ ｍａｎｕａｌ ３．２０１０．３
收稿日期：２０１１－０７
—１８