高精度海洋地震勘探數據採集系統的製作方法

2023-12-06 12:01:41 1

專利名稱：高精度海洋地震勘探數據採集系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種地球物理勘探時使用的數據採集系統，特別涉及一種高精度海洋
地震勘探多道數據採集系統。
背景技術：
海洋地震勘探數據採集系統是海洋地震勘探數據採集的關鍵設備。目前海洋地震 勘探系統採用的數據接收拖纜均為模擬電纜，需要外接設備才能實現數位化採樣。拖纜中 的水聽器分布多為大道距排列設計，解析度和信噪比都比較低。近年來，國內有關單位研製 了一些較高解析度的多道拖纜，但是其探測深度較淺，解析度僅能滿足中深層及淺層工程 地震勘探的需要，達不到高解析度地震勘探的要求。另外，目前拖纜工作時的沉放深度均有 限，最大只能達到水深35m，超過35m時，拖纜無法正常工作，給海上施工帶來一定的限制。 國外的多道地震勘探系統採用的拖纜現雖然已經實現數位化，就其解析度也能達到高精度 海洋地震勘探的要求，但其成本很高，無法滿足國內的實際需求。 另外，目前的海洋地震勘探系統通過顯示器實時顯示和回放採集的數據情況，但 是非專業操作人員無法從顯示器顯示的數據中實時的判別數據的採集質量，尤其是當採集 系統因採集軟體、拖纜或激發震源出現故障時，無法及時發現問題，因此大大影響了採集的 數據質量，延誤了勘探工作進程，造成了不必要的損失。

發明內容
本發明的目的是提供一種高精度海洋地震勘探多道數據採集系統，以彌補現有技 術的不足。 本發明是在已有採集系統的基礎上，主要是對多道數字拖纜以及水聽器組合方式 的改進，以及設置對工作狀態進行實時監控的預警裝置。 本發明的技術方案包括pc控制主機，激發震源，拖纜控制單元，由甲板段，首彈性 段，前深拖控制器，首工作段，數字包，尾工作段，後深拖控制器，尾彈性段，尾標，接頭，鈦合 金接頭構成的多道數字拖纜和差分GPS，其特徵是上述多道數字拖纜是24道，且可擴展的 高解析度海洋地震勘探多道數字拖纜，又首工作段前端及尾工作段後端分別設置有一個控 制拖纜沉放深度的前深拖控制器和後深拖控制器。 上述的多道數字拖纜每道的水聽器組合有等距的8組共計18個水聽器，每道水聽 器組合中的18個水聽器的排列方式依次是3， 1， 2， 4， 1， 2， 3， 2的等距不等權組合，每個水聽 器的間距為0. 78m。上述的水聽器組合之間的間距也為0. 78m。 上述的數字包內設有對多道數字拖纜工作時的深度和壓力進行實時監控的深度 傳感器和壓力傳感器。 上述的拖纜控制單元中設置有對系統及拖纜的工作狀態進行實時監控的預警裝置。 上述的多道數字拖纜中應用的數字包是SeaMUX24道數字包。
本發明的優點a.在多道數字拖纜上實現數模轉換成為數位化拖纜，使多道數字 拖纜在對應採樣率下可達到最大道數的擴展；b.沉放深度達水深300m時，多道數字拖纜 仍可正常工作；c.多道數字拖纜採用6.25m小道距排列，大大提高了空間解析度；d.時間 採樣率高，其採樣率高達1/16ms，且可採樣率的範圍大選擇多達l/16ms， l/8ms， l/4ms， 1/2ms，lms，2ms，4ms ;e.多道數字拖纜中的數字包對信號可編程增益值可選0dB， 12dB， 24dB，36dB，42dB ;f.多道數字拖纜接收信號的頻帶寬5Hz-8kHz ;g.系統探測深度深，配 合6000焦耳電火花震源，滿足在水深大於1000米對海底沉積層大於1000米地層的探測；
h. 本發明設置的預警裝置可實時監測系統的工作狀態，預報系統故障，避免不必要的損失；
i. 差分GPS精確定位多道數字拖纜工作時的實際位置。


圖1是本發明的總體結構示意圖。 圖2是本發明的多道數字拖纜總體結構示意圖。 圖3是本發明的數字包結構示意圖。 圖4是本發明的水聽器組合方式示意圖。 圖5是本發明的預警裝置結構示意圖。 其中，lpc主控機，2拖纜控制單元，3激發震源，4多道數字拖纜，5預警裝置，6差 分GPS， 7甲板段，8首彈性段，9前深拖控制器，10首工作段，11數字包，12尾工作段，13後 深拖控制器，14尾彈性段，15尾標，16接頭，17鈦合金接頭，18深度傳感器，19壓力傳感器， 20水聽器，21水聽器組合。
具體實施例方式
如圖1和2，本發明包括pc控制主機l，拖纜控制單元2，激發震源3，由甲板段7， 首彈性段8，前深拖控制器9，首工作段IO，數字包ll，尾工作段12，後深拖控制器13，尾彈 性段14，尾標15，接頭16，鈦合金接頭17構成的多道數字拖纜4和差分GPS，其特徵是上述 多道數字拖纜4是24道，且可擴展的高解析度海洋地震勘探多道數字拖纜，首工作段前端 及尾工作段後端分別設置有一個控制拖纜沉放深度的前深拖控制器9和後深拖控制器13。
如圖2，本發明的多道數字拖纜4是高解析度海洋地震勘探24道數字拖纜，最大可 擴展到9600道，其結構依次為甲板段7，首彈性段8，首工作段10，用於數模轉換的24道 數字包ll，尾工作段12，尾彈性段14，尾標15和設置在拖纜內部的多組電纜、沿拖纜首、尾 工作段長度方向依次設置的24道水聽器組合，其特徵是上述首工作段10前端及尾工作段 12後端分別設置有一個使拖纜工作時保持水平並實時控制拖纜沉放深度的前深拖控制器 9和後深拖控制器13。 本發明的多道數字拖纜4 (以24道為例)，即其首工作段10與尾工作段12中各設 有12道水聽器組合，具體選擇甲板段7至少150m，首彈性段8至少25m，首工作段10至少 75m，尾工作段12至少75m，尾彈性段14至少25m以及尾標15。甲板段7與首彈性段8之 間及尾彈性段14末端有鈦合金接頭17連接。首彈性段8與首工作段10之間設有前深拖 控制器9，尾工作段12與尾彈性段14之間設有後深拖控制器13，首工作段10與尾工作段 12之間由SeaMUX24道數字包11連接。
如圖3，上述數字包11採用了最新的SeaMUX24道數字包對地震信號進行數模轉 換，連接首工作段10與尾工作段12，且在該數字包11中設置了對多道數字拖纜工作時的深 度和壓力進行實時監控的市售的深度傳感器18和壓力傳感器19，對多道數字拖纜工作時 的深度和壓力進行實時監控，更好的保證多道數字拖纜的安全和採集數據的準確度。
如圖4，上述首工作段10和尾工作段12中每道的水聽器組合21採用18個水聽 器，每道水聽器組合中的18個水聽器20的排列方式依次是3， 1， 2， 4， 1， 2， 3， 2的等距不等 權組合，每個水聽器20的間距S為0. 78m，水聽器組合21之間的間距也為0. 78m，以壓制隨 機幹擾及多道數字拖纜的內部元件與油填充表皮產生的膨脹波等幹擾信號。
如圖5，上述電纜控制單元2中設有預警裝置5，該預警裝置5與多道數字拖纜4 的數字包11內的深度傳感器18和壓力傳感器19連接。當多道數字拖纜的工作電流和壓 力超過預定的指標時，預警裝置5通過pc控制主機1中附設的音響設備進行報警，即使非 專業操作人員也能及時發現問題，而避免不必要的損失。 使用本發明時，先將多道數字拖纜纏繞在絞車之上，再將pc主控機、拖纜控制單 元、多道數字拖纜、激發震源連接好。施工時，工作船隻低速航行，將多道數字拖纜緩緩放 入海中，通過多道數字拖纜的工作段首尾兩端的深拖控制器，控制多道數字拖纜工作段的 沉放深度，採用10CC型高性能水聽器，配合深拖纜控制器使用，能夠使多道數字拖纜在水 深300米處正常工作，可用於軍事。施工作業時，多道數字拖纜接收到的地震反射波信號經 SeaMUX24道數字包轉換為數位訊號，傳輸給pc主控機，由其進行採集和記錄，同時，數字包 中的壓力和深度傳感器，可實時顯示水深和水壓，並由預警裝置進行實時監控。
權利要求
一種高精度海洋地震勘探多道數據採集系統，包括pc控制主機(1)，拖纜控制單元(2)，激發震源(3)，由甲板段(7)，首彈性段(8)，前深拖控制器(9)，首工作段(10)，數字包(11)，尾工作段(12)，後深拖控制器(13)，尾彈性段(14)，尾標(15)，接頭(16)，鈦合金接頭(17)構成的多道數字拖纜(4)和差分GPS(6)，其特徵是上述多道數字拖纜是24道，且可擴展的高解析度海洋地震勘探多道數字拖纜，又首工作段(10)前端及尾工作段(12)後端分別設置有一個控制拖纜沉放深度的前深拖控制器(9)和後深拖控制器(13)。
2. 如權利要求1所述的高精度海洋地震勘探多道數據採集系統，其特徵是上述的多道 數字拖纜(4)的每道水聽器組合(21)有等距的8組共計18個水聽器(20)，每道水聽器組 合中的18個水聽器(20)的排列方式依次是3，1，2，4，1，2，3，2的等距不等權組合，每個水 聽器(20)的間距為0. 78m，上述的水聽器組合(21)之間的間距也為0. 78m。
3. 如權利要求1所述的高精度海洋地震勘探多道數據採集系統，其特徵是上述的數字 包(11)內設有對多道數字拖纜工作時的深度和壓力進行實時監控的深度傳感器(18)和壓 力傳感器(19)。
4. 如權利要求1所述的高精度海洋地震勘探多道數據採集系統，其特徵是上述的拖纜 控制單元(2)中設置有實時監控的預警裝置(5)。
5. 如權利要求1所述的高精度海洋地震勘探多道數據採集系統，其特徵是上述的數字 包(11)是SeaMUX24道數字包。
全文摘要
本發明涉及一種高精度海洋地震勘探多道數據採集系統。主要包括pc控制主機，激發震源，拖纜控制單元和多道數字拖纜，其特徵是上述多道數字拖纜是24道，且可擴展的高解析度海洋地震勘探多道數字拖纜，且首工作段前端及尾工作段後端分別設置有一個控制拖纜沉放深度的前深拖控制器和後深拖控制器。上述的多道數字拖纜中的數字包內還設有對拖纜工作時的深度和壓力進行實時監控的深度傳感器和壓力傳感器。上述的拖纜控制單元中設置有可對系統軟體及拖纜的工作狀態進行實時監控的綜合預警裝置，以實時監測數據採集系統的工作狀態，並預報故障避免不必要的損失。
文檔編號G01V1/38GK101706584SQ200910231528
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月29日 優先權日2009年11月29日
發明者劉懷山, 張進, 塗本良, 王林飛, 童思友, 邢磊, 高偉 申請人:中國海洋大學