فريق Sercel و Tronic يتعاونان للحصول على أنظمة جيوفونية تعتمد على نظام MEMS

تعاونت Sercel و TRONIC'S Microsystems لإنتاج جيل جديد من أجهزة الاستشعار الزلزالية ، أو الجيوفون ، استنادًا إلى نظام MEMS. صممه CEA Leti ، مقياس التسارع بدقة 0.1 ميكروغرام المعبأ تحت التفريغ تم تحسينه وتصنيعه بواسطة TRONIC'S Microsystems.
تشكل الجيوفون أحد المنتجات الرئيسية لشركة Sercel (F) ، الشركة الرائدة عالميًا في المعدات الزلزالية للتنقيب عن النفط والغاز. أجهزة الاستشعار شديدة الحساسية ، تقيس الجيوفونات انعكاس الموجات الصوتية المرسلة على سطح الحقل في الطبقات الجيولوجية المختلفة (انظر الشكل 1). ثم يتم استخدام البيانات لرسم خرائط مسح جيولوجي توضح موقع وحجم احتياطيات النفط والغاز.
على الرغم من أن الجيوفونات هي مكونات كهرومغناطيسية غير مكلفة (انظر الشكل 2) ، إلا أنها ثقيلة ومرهقة لأنها تحتاج إلى ربطها بكابلات بوحدة معالجة مركزية. يتطلب التنقيب عن النفط الحديث الآن حلولاً أخف وزناً وأكثر قدرة على الحركة وقادرة على الدقة العالية.

الجيوفون القائم على النظم الكهروميكانيكية الصغرى
أمضت Sercel عدة سنوات في العمل مع CEA Leti (F) ، لإظهار الجدوى وتصميم Geophone القائم على MEMS. نتج عن التعاون نموذج أولي لجيوفون جيوفوني أصغر حجمًا وأخف وزنًا يعتمد على مقياس التسارع (انظر الشكل 2 والجدول 1).

وصل النموذج الأولي إلى الأداء الأقصى المطلوب: دقة وضوح تصل إلى 0.1 ميكروغرام ، أي أقل من جزء من المليون من جاذبية الأرض ، على مدى +/- 100 مجم.

ومع ذلك ، فقد كان أحد أكبر التحديات هو نقل الحل القائم على نظام MEMS من المختبر إلى خط الإنتاج. لا تقدم MEMS في الواقع أي عمليات تصنيع قياسية ولديها متطلبات تغليف شديدة المتطلبات وإجراءات اختبار محددة معقدة. لذلك ، احتاجت Sercel إلى مُصنِّع MEMS مخصص يمكنه تحويل مفهوم MEMS إلى منتج صناعي موثوق.

تصنيع الجيوفون
من ذوي الخبرة في تصنيع وتصنيع مقاييس تسارع MEMS المخصصة ، أتقنت TRONIC'S Microsystems (F) أيضًا اللبنات الأساسية لتقنية Sercel geophone.

كان نموذج أعمال التصنيع MEMS المخصص المتطور للشركة مناسبًا بشكل خاص لاحتياجات التصنيع لشركة Sercel. لذلك دخلت الشركتان في شراكة تجارية

بدءًا من النماذج الأولية ، قامت ترونيك بتحسين الجهاز وتأهيله لعملية محددة وتقنية تعبئة الفراغ. ثم ضمنت الشركة المصنعة الفرنسية تسليم السلسلة الأولى في أوائل عام 2003 وتقدم اليوم مكونات جيوفون معبأة ومختبرة (انظر الشكل 3) والتي تدمجها Sercel في الأنظمة الرقمية الجديدة.

حزمة فراغ للنظم الكهروميكانيكية الصغرى
من أجل تقليل الضوضاء الجزيئية على الهيكل والوصول إلى مستويات الأداء المطلوبة ، تقوم TRONIC بتغليف البنية الدقيقة للسيليكون في بيئة فراغ عالية جدًا في عبوة LCC. تسمح هذه العبوة لـ MEMS geophone بتجاوز عامل Q لأكثر من 10.000 (فراغ مقدّر في نطاق 1mTorr).

أصغر حجمًا وأخف وزنًا ، فإن الجيوفون MEMS المعبأ بالفراغ يتفوق حتى على بعض المواصفات الرئيسية الأخرى للجيوفونات التقليدية (انظر الجدول 1).

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا دمج 3 جيوفونات MEMS معًا في مساحة صغيرة جدًا مع نظامها الإلكتروني الرقمي الذي يلغي بعض الكابلات المطلوبة مسبقًا. وبالتالي ، فإن نظام Geophone الجديد المستند إلى MEMS يسهل اللوجستيات لعملاء Sercel بينما يسمح بقياس 3 مكونات بديناميكية أعلى.

من خلال هذا التعاون ، أثبتت شركة TRONIC'S Microsystems أيضًا قدرتها على تحويل مفاهيم MEMS المخصصة إلى منتجات عالية الأداء موثوقة للتطبيقات المتلاشية.


الوقت ما بعد: سبتمبر-02-2020