石油地震检波器.doc

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1、ICS 7518010E 91鳕雪中华人民共和国国家标准GBT 24260-2009石油地震检波器Petroleum seismic geophone2009-07-10发布2009-12-01实施丰瞀徽鬻瓣警矬瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会仪19GBT 24260-2009刚舌 本标准由中国石油天然气集团公司提出。本标准由全国石油天然气标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：中国石油天然气集团公司东方地球物理勘探有限责任公司西安物探装备分公司、石油工业仪器仪表质量监督检验中心、河北赛赛尔俊峰物探装备有限公司。本标准起草人：何国信、尹振国、汉泽西、李佩昌、张在陆、王东旭、潘中印、王延胜。GB

2、T 24260-2009石油地震检波器1范围 本标准规定了动圈式地震检波器(以下简称检波器)的组成、型式和分类、要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存。 本标准适用于检波器的制造、检验及质量评价。2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 191 2008包装储运图示标志GBT 242381995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ed：自由

3、跌落GBT 2829-2002周期检验计数抽样程序及抽样表(适用于对过程稳定性的检验)GBT 658721986 电子测量仪器温度试验GBT 65874一1986电子测量仪器振动试验3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。31自然频率natural frequency惯性体作无阻尼振动时的频率。自然频率完全由运动体本身的性质决定，因此也称为固有频率，检 波器的自然频率用F。表示。32阻尼系数damping单位时间内振幅的衰减量，是促使惯性体由振动状态恢复到静止状态的能力，检波器的阻尼系数用 B。表示。33灵敏度sensitivity检波器对激励(振动)响应的敏感程度，大小取决于线圈总长度和磁

4、场强度，检波器的灵敏度用G， 表示。34失真度distortion检波器输出中谐波分量的总有效值与基波分量有效值之比的百分数，检波器的失真度用D表示。35假频spurious frequency当检波器受到垂直于工作方向上的激励，产生谐振时，其输出幅度大于或等于其灵敏度标称值的3时的第一个谐振峰所对应的频率称为假频，检波器的假频用F。表示。】GBT 24260200936三分量检波器three-component geophone由工作方向互相垂直的三个检波器机芯组成，并封装在同一个外壳内，可接收同一物理点上三坐标 地震波矢量信号的检波器。37矢量保真度vector fidelity当三分量检

5、波器受到来自一个坐标轴向(如X方向)的振动时，在另外两个轴向(如Y、Z方向)的输 出信号与该轴向输出信号之比，用分贝数表示，称为这两个轴向(y、z方向)与该轴向(x方向)的矢量 保真度，也称隔离度。4组成、型式和分类41组成 检波器的组成包括：检波器机芯、护壳、密封件、引出线、连接器和尾锥。42型式根据地面、沼泽、水下和井下等不同工作环境要求，检波器机芯一般是被密封在金属或塑料的护 壳内。根据工作任务的不同，可以采取单体封装型式成为单分量检波器，也可以采取三个封装在一起的型 式成为三分量检波器。根据实际使用要求检波器可以进行串并联组合成为检波器串。43分类 按主要技术参数(如自然频率等)分为不

6、同的产品系列，按封装结构分为单分量检波器和三分量检波器，按应用环境条件分为地面、水下、沼泽和井下(高温)检波器。5要求51质量分级 根据检波器的主要技术指标和允差，进行质量分级。宜分为A、B、C三个等级。52外观检波器的外观要求如下：检波器芯体的表面应无毛刺、腐蚀或其他变形现象，型号、规格和制造年月应标识清晰；护壳及密封件应表面光滑，无明显缺陷；紧固件和尾锥无锈蚀、无松动；引出线的表面无破损，长度符合规定；连接器无变形，牢固可靠；检波器串应有清晰的型号、规格、编号和制造厂标识；三分量检波器顶盖表面应有清晰的矢量方向标记、水平指示；调节装置应灵敏；引出线上应有相应的轴向标志。53环境条件531环

7、境温度 检波器环境温度要求应满足表1的规定。532振动三分量检波器的抗振性能要求：扫描频率：10 Hz100 Hz10 Hz；加速度：30 ms2；扫描速率：1 octmin，循环5次。2GBT 24260-2009表1环境温度要求序号项目要求 地面、稻泽和水下 温度：40+701工作环境井下温度：10+1552运输储存环境温度：一40+70；相对湿度：9054主要技术指标 检波器主要技术指标见表2。表2检波器主要技术指标(参比温度2023)取值范围或允差 序号项目参数系列A级B级C级自然频率F。 10 Hz 士05土05 土05145100HzlO Hz土25 土5 土5线圈电阻R。2244

8、 000土25 土5 士50速度灵敏度G，30121 50士25士5 士10v(Cms_1)4阻尼系数B。 02、1 025 土5 土10F8 Hzo3o3035失真系数Do1，o2，o3Fn8 Hz0102 02假频只 R一(814)Hz300 240 1806180，240，250，300，500HzF28 Hz300绝缘电阻R，710，20，505020lOMn55可靠性要求 检波器的可靠性程度，采用对机芯重复自由跌落试验次数表示，在A、B、c三个质量等级中，均可选择不同的跌落次数指标。其要求见表3。 表3重复自由跌落试验要求跌落高度检波器类型 宜选跌落次数自然频率 F。一(828)Hz

9、10 000、5 000、3 000、2 000 lRF。28 Hz 3 000、2 000、1 500、1 00056三分量检波器 三分量检波器按照其机芯的类型，技术指标应满足表2的要求。三分量检波器矢量保真度应小于20 dB。57检波器串571检波器串灵敏度Gl检波器串并联组合后的灵敏度G5标称值按公式(1)计算；允差不变。GGM(1)3GBT 24260-2009式中： p一检波器串中单个检波器的灵敏度标称值，单位为伏每厘米负一次方秒Ev(cmS_1)； M检波器串中的串联数。572检波器串直流电阻R。 检波器串并联后的组合后的直流电阻R，标称值按公式(2)计算；允差不变。R，一RM百+

10、r(2)Y式中：R检波器串中单个检波器的直流电阻(在检波器无并联电阻的情况下等于线圈电阻R。，在有并联电阻时是其并联电阻后的直流电阻)标称值，单位为欧姆(n)； M检波器串中的串联数；N检波器串中的并联数r一检波器组合电缆电阻(根据所使用电缆的直流电阻和检波器串计算)，单位为欧姆(ED。573检波器串自然频率、阻尼系数和失真系数检波器串并联组合后的自然频率、阻尼系数、失真系数参数应满足表2的技术指标。6试验方法61试验条件611试验环境：室温2023；相对湿度85；无强电磁及振动干扰。612主要测试设备：6121单参数测试设备包括：-多功能信号发生器；频率计；失真度分析仪；相位计；动态信号分析

11、仪；数字多用表；振动台及功率放大器；标准振动传感器；兆欧表(100 V)；假频测试系统。6122综合参数测试设备：检波器测试仪。6123测试设备系统(振动台除外)的不确定度应小于被测参数允差的13，且标准振动传感器及主 要配套设备的测量范围能覆盖被测参数。对检波器测试仪或测试系统也都应该提出相应的要求。62外观检查 目测检查检波器的外观，应符合52的要求。63环境条件试验631环境温度试验6311试验方法 检波器环境温度试验是根据表1规定的下限温度和上限温度等相应参数，按照GBT 658721986规定的试验方法进行。4GBT 24260-20096312测试结果 检波器应能够正常工作。632

12、三分量检波器振动试验6321试验方法三分量检波器振动试验是根据532规定的试验参数，按照GBT 65874 1986的试验方法 进行。6322测试结果测试结果应符合56的要求。64主要技术指标测试641自然频率F6411测试原理 当驱动检波器的正弦信号的频率与被测检波器的自然频率相等时(系指一次谐振频率)，检波器输出信号与驱动信号的相位差为零(即图1中A，B两点信号的相位差为零)，此时测得的驱动信号频率即 为被测检波器的自然频率。测试原理如图1所示。图1检波器自然频率测试原理6412测试步骤 检波器自然频率F。测试步骤如下：一将被测检波器置于隔振台上；扫频信号发生器输出波形选择正弦波，调节信号

13、发生器的输出幅度，使检波器的输出相当于该 型号检波器灵敏度标称值的6090；一一调节扫频信号发生器的输出信号频率，使相位计显示为零；一一读出频率计显示值，此值即为被测检波器的自然频率F。6413测试结果 测试结果应符合54的要求。642线圈电阻R。用数字多用表欧姆档测试被测检波器的线圈电阻R。，其结果应符合54的要求。643灵敏度G，6431测试原理 当振动台以一定速度(峰值)、一定频率去驱动检波器时，所测得的检波器的输出电压峰值与振动速度的比值即为该检波器的速度灵敏度&。测试原理如图2所示。注1：J。被测检波器；L标准检波器。注2：振动台是具有防止外界振动干扰措施的振动台。图2检波器灵敏度测

14、试原理GBT 24260-20096432测试步骤 检波器灵敏度测试步骤如下：将标准检波器和被测检波器刚性固定在振动台上；调节信号发生器，使其输出信号频率为该检波器自然频率F。的5倍10倍范围内的任一频率值；调节功率放大器，使标准检波器输出电压为标准检波器的速度灵敏度乘以1 cms所得到的电 压值；测量被测检波器的输出电压峰值即为其速度灵敏度G。6433测试结果 测试结果应符合54的要求。644阻尼系数甄6441测试原理 检波器阻尼系数B。测试原理如图3所示。图3阻尼系数测试原理 当检波器受到一阶跃信号激励，其响应信号波形如图4所示，阻尼系数B。按公式(3)计算。B。一。：坠垒垡垒一。(3)2

15、+(InA】A2)2式中：B。检波器阻尼系数A-检波器响应信号波形第一个峰值电压，单位为伏(V)； Az检波器响应信号波形第二个峰值电压，单位为伏(V)。形A|tl 乩|7图4检波器响应信号示意图GBT 24260-20096442测试步骤 检波器阻尼系数B。测试步骤如下：调节脉冲信号发生器输出幅度，在保证检波器正常工作的前提下，使检波器输出最大不失真信号；用动态分析仪测得A，A：电压值(V)；按式(4)计算检波器的阻尼系数B。6443测试结果测试结果应符合54的要求。645失真系数D6451测试原理 失真系数测试原理如图5所示。图5检波器失真系数测试原理6452测试步骤 检波器失真系数D测试

16、步骤如下：调节信号源输出信号至所需频率值(被测检波器的自然频率小于14 Hz时，测试频率为12 Hz；被测检波器自然频率大于或等于14 Hz时，测试频率为该检波器自然频率的标称值)， 输出信号幅度为检波器速度灵敏度乘以18 cms所得电压值(峰值)；失真度测试仪所测值即为被测检波器的失真系数D。6453测试结果 测试结果应符合54的要求。646假频FI6461测试原理 测试假频F，可采用旋转激振或水平激振方式，通常情况下采用水平激振方式，其测试原理如图6所示。暮 蓦注：J被测检波器；H横向速度型检波器。 图6假频测试原理6462测试步骤 假频F，的测试步骤如下：将被测检波器和横向速度型检波器刚

17、性固定在水平振动台上；水平振动台振动的频率为(20600)Hz，速度为(o1o5)cmsGBT 24260-2009调节信号发生器的频率，当被测检波器的输出信号出现谐振峰且峰值幅度大于或等于其灵敏度的标称值的3时(由数字电压表测得数值)，记录此时的频率值，。，依次将被测检波器旋转90。和180。，重复该项测试，分别记录，2，3，比较，。，2，3，其最小值即为被测检波器的假 频F。6463测试结果 测试结果应符合54的要求。647绝缘电阻RI6471测试原理 用兆欧表测试检波器输出端与尾锥的绝缘程度。6472测试步骤 绝缘电阻R1的测试步骤如下：把检波器串全部浸于水中，让引出线的连接器短接置于水

18、外；泡水4 h后，用兆欧表测试检波器串的输出端与各尾锥绝缘电阻值。6473测试结果 测试结果应符合54的要求。65可靠性651试验方法根据表3的相应参数，按GBT 242381995规定的试验方法进行。652测试结果 测试结果应符合54和55的要求。66三分量检波器测试661单个分测试 三分量检波器根据其芯体类型的不同，可按照其各分量芯体的检波器类型，依据本标准的测试方法测试其各项主要技术指标，测试结果应符合54的要求。662矢量保真度测试 将三分量检波器刚性固定在振动台上，在x轴向施加频率为该种检波器自然频率510倍的正弦振动，用数字多用表分别测出三个输出端的信号电压n、V，和V：，yx轴向

19、的矢量保真度I。按公式(4)计算，zx轴向的矢量保真度J按公式(5)计算。I。一20lg(Lv：) “(4)I一一20lg(V：V：)(5)式中：J检波器y x轴向的矢量保真度，单位为分贝(dB)； J检波器zx轴向的矢量保真度，单位为分贝(dB)； U检波器x轴向输出电压，单位为伏(V)； V，检波器y轴向输出电压，单位为伏(V)； y：检波器z轴向输出电压，单位为伏(V)。按上述同样的办法，将振动信号加在y、z轴向，即可测得检波器xy轴向和zy轴向的矢量保真度I I。，以及检波器xz轴向、yz轴向的矢量保真度J J测试结果应符合56的要求。67检波器串测试 在确保检波器串中的每个检波器与工

20、作轴向倾角不超过20。，处于正常工作条件下，用综合参数测试仪测量检波器串的灵敏度G，直流电阻R。，自然频率F。，阻尼系数B。和失真系数D，测试结果应符 合57的要求。8GBT 24260-20097检验规则71型式检验711有下列情况之一时，应做型式检验：新产品定型鉴定；正式生产后，结构、工艺、材料有较大改变，可能影响性能时产品停产两年以上恢复生产时；出厂检验结果与上次型式检验有较大差别时；上级质量监督机构提出要求时。712型式检验项目见表4。表4检波器检验项目检验类别 检验项目 技术要求 试验方法型式检验 出厂检验外观 5 26 2环境温度 531 631 振动532 632 自然频率 54

21、 641 线圈电阻 54 642 灵敏度 54 S43 阻尼系数 54 644失真系数 54 645 假频54646 绝缘电阻 54 647可靠性 5 565 三分量检波器56 66 检波器串 57 67注：“”表示应检项目。 “o”表示可不检项目。713型式检验的样品应在试制样品或批量产品中随机抽取。检波器型式试验按GBT 2829-2002的规定，采用一次抽样方案，判别水平，不合格质量水平 RQL等于40，合格判定数A。等于1，不合格判定数R。等于2。714对样本按52，53，54和55规定的各项指标逐项检验，以产品为单位，分别累计不合格品 总数。715根据样本的检查结果，若样本中发现的不

22、合格品数小于或等于合格判定数A。，则判断该批产品 合格；若在样本中发现的不合格产品数大于或等于不合格判定数R。，则判断该产品不合格。72出厂检验721出厂检验项目见表4。722每只(或每串)检波器按721规定的检验项目逐项测试，若有一项或一项以上的指标不合格， 则该检波器(或串)判定为不合格品，不合格品不得出厂。723对不合格品允许返修后再按722的规定重新检验。9GBT 24260-20098标志、包装、运输和贮存81标志 产品标志的内容包括：产品的型号标记、产品标准号；生产日期；产品编号；制造厂名、厂址或商标。82包装检波器的包装采用箱装形式，包装图示标志应符合GBT 191-2008的规定。出厂随带技术文件 包括产品说明书、合格证、装箱单等。83运输可采用海、陆、空方式运输。84贮存 检波器贮存温度条件应符合53的要求，并无腐蚀性气体、无强电磁场作用和通风的库房中，如地面潮湿，应放在垫高30 cm50 cm的木板上。同时要防止在潮湿的环境中长期搁置不用。