專利名稱：高精度海洋地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地球物理勘探時使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，特別涉及一種高精度海洋
地震勘探多道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
海洋地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是海洋地震勘探數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵設(shè)備。目前海洋地震 勘探系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)接收拖纜均為模擬電纜，需要外接設(shè)備才能實現(xiàn)數(shù)字化采樣。拖纜中 的水聽器分布多為大道距排列設(shè)計，分辨率和信噪比都比較低。近年來，國內(nèi)有關(guān)單位研制 了一些較高分辨率的多道拖纜，但是其探測深度較淺，分辨率僅能滿足中深層及淺層工程 地震勘探的需要，達(dá)不到高分辨率地震勘探的要求。另外，目前拖纜工作時的沉放深度均有 限，最大只能達(dá)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(tǒng)采用的拖纜現(xiàn)雖然已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)字化，就其分辨率也能達(dá)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(nèi)的實際需求。 另外，目前的海洋地震勘探系統(tǒng)通過顯示器實時顯示和回放采集的數(shù)據(jù)情況，但 是非專業(yè)操作人員無法從顯示器顯示的數(shù)據(jù)中實時的判別數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量，尤其是當(dāng)采集 系統(tǒng)因采集軟件、拖纜或激發(fā)震源出現(xiàn)故障時，無法及時發(fā)現(xiàn)問題，因此大大影響了采集的 數(shù)據(jù)質(zhì)量，延誤了勘探工作進程，造成了不必要的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高精度海洋地震勘探多道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以彌補現(xiàn)有技 術(shù)的不足。 本發(fā)明是在已有采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，主要是對多道數(shù)字拖纜以及水聽器組合方式 的改進，以及設(shè)置對工作狀態(tài)進行實時監(jiān)控的預(yù)警裝置。 本發(fā)明的技術(shù)方案包括pc控制主機，激發(fā)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(shù)字包，尾工作段，后深拖控制器，尾彈性段，尾標(biāo)，接頭，鈦合 金接頭構(gòu)成的多道數(shù)字拖纜和差分GPS，其特征是上述多道數(shù)字拖纜是24道，且可擴展的 高分辨率海洋地震勘探多道數(shù)字拖纜，又首工作段前端及尾工作段后端分別設(shè)置有一個控 制拖纜沉放深度的前深拖控制器和后深拖控制器。 上述的多道數(shù)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(quán)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(shù)字包內(nèi)設(shè)有對多道數(shù)字拖纜工作時的深度和壓力進行實時監(jiān)控的深度 傳感器和壓力傳感器。 上述的拖纜控制單元中設(shè)置有對系統(tǒng)及拖纜的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)控的預(yù)警裝置。 上述的多道數(shù)字拖纜中應(yīng)用的數(shù)字包是SeaMUX24道數(shù)字包。
本發(fā)明的優(yōu)點a.在多道數(shù)字拖纜上實現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換成為數(shù)字化拖纜，使多道數(shù)字 拖纜在對應(yīng)采樣率下可達(dá)到最大道數(shù)的擴展；b.沉放深度達(dá)水深300m時，多道數(shù)字拖纜 仍可正常工作；c.多道數(shù)字拖纜采用6.25m小道距排列，大大提高了空間分辨率；d.時間 采樣率高，其采樣率高達(dá)1/16ms，且可采樣率的范圍大選擇多達(dá)l/16ms， l/8ms， l/4ms， 1/2ms，lms，2ms，4ms ;e.多道數(shù)字拖纜中的數(shù)字包對信號可編程增益值可選0dB， 12dB， 24dB，36dB，42dB ;f.多道數(shù)字拖纜接收信號的頻帶寬5Hz-8kHz ;g.系統(tǒng)探測深度深，配 合6000焦耳電火花震源，滿足在水深大于1000米對海底沉積層大于1000米地層的探測；
h. 本發(fā)明設(shè)置的預(yù)警裝置可實時監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)，預(yù)報系統(tǒng)故障，避免不必要的損失；
i. 差分GPS精確定位多道數(shù)字拖纜工作時的實際位置。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明的多道數(shù)字拖纜總體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明的數(shù)字包結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明的水聽器組合方式示意圖。 圖5是本發(fā)明的預(yù)警裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 其中，lpc主控機，2拖纜控制單元，3激發(fā)震源，4多道數(shù)字拖纜，5預(yù)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(shù)字包，12尾工作段，13后 深拖控制器，14尾彈性段，15尾標(biāo)，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(fā)明包括pc控制主機l，拖纜控制單元2，激發(fā)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(shù)字包ll，尾工作段12，后深拖控制器13，尾彈 性段14，尾標(biāo)15，接頭16，鈦合金接頭17構(gòu)成的多道數(shù)字拖纜4和差分GPS，其特征是上述 多道數(shù)字拖纜4是24道，且可擴展的高分辨率海洋地震勘探多道數(shù)字拖纜，首工作段前端 及尾工作段后端分別設(shè)置有一個控制拖纜沉放深度的前深拖控制器9和后深拖控制器13。
如圖2，本發(fā)明的多道數(shù)字拖纜4是高分辨率海洋地震勘探24道數(shù)字拖纜，最大可 擴展到9600道，其結(jié)構(gòu)依次為甲板段7，首彈性段8，首工作段10，用于數(shù)模轉(zhuǎn)換的24道 數(shù)字包ll，尾工作段12，尾彈性段14，尾標(biāo)15和設(shè)置在拖纜內(nèi)部的多組電纜、沿拖纜首、尾 工作段長度方向依次設(shè)置的24道水聽器組合，其特征是上述首工作段10前端及尾工作段 12后端分別設(shè)置有一個使拖纜工作時保持水平并實時控制拖纜沉放深度的前深拖控制器 9和后深拖控制器13。 本發(fā)明的多道數(shù)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(shè) 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(biāo)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(shè)有前深拖 控制器9，尾工作段12與尾彈性段14之間設(shè)有后深拖控制器13，首工作段10與尾工作段 12之間由SeaMUX24道數(shù)字包11連接。
如圖3，上述數(shù)字包11采用了最新的SeaMUX24道數(shù)字包對地震信號進行數(shù)模轉(zhuǎn) 換，連接首工作段10與尾工作段12，且在該數(shù)字包11中設(shè)置了對多道數(shù)字拖纜工作時的深 度和壓力進行實時監(jiān)控的市售的深度傳感器18和壓力傳感器19，對多道數(shù)字拖纜工作時 的深度和壓力進行實時監(jiān)控，更好的保證多道數(shù)字拖纜的安全和采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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采用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(quán)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 機干擾及多道數(shù)字拖纜的內(nèi)部元件與油填充表皮產(chǎn)生的膨脹波等干擾信號。
如圖5，上述電纜控制單元2中設(shè)有預(yù)警裝置5，該預(yù)警裝置5與多道數(shù)字拖纜4 的數(shù)字包11內(nèi)的深度傳感器18和壓力傳感器19連接。當(dāng)多道數(shù)字拖纜的工作電流和壓 力超過預(yù)定的指標(biāo)時，預(yù)警裝置5通過pc控制主機1中附設(shè)的音響設(shè)備進行報警，即使非 專業(yè)操作人員也能及時發(fā)現(xiàn)問題，而避免不必要的損失。 使用本發(fā)明時，先將多道數(shù)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(shù)字拖纜、激發(fā)震源連接好。施工時，工作船只低速航行，將多道數(shù)字拖纜緩緩放 入海中，通過多道數(shù)字拖纜的工作段首尾兩端的深拖控制器，控制多道數(shù)字拖纜工作段的 沉放深度，采用10CC型高性能水聽器，配合深拖纜控制器使用，能夠使多道數(shù)字拖纜在水 深300米處正常工作，可用于軍事。施工作業(yè)時，多道數(shù)字拖纜接收到的地震反射波信號經(jīng) SeaMUX24道數(shù)字包轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳輸給pc主控機，由其進行采集和記錄，同時，數(shù)字包 中的壓力和深度傳感器，可實時顯示水深和水壓，并由預(yù)警裝置進行實時監(jiān)控。
權(quán)利要求
一種高精度海洋地震勘探多道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括pc控制主機(1)，拖纜控制單元(2)，激發(fā)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(shù)字包(11)，尾工作段(12)，后深拖控制器(13)，尾彈性段(14)，尾標(biāo)(15)，接頭(16)，鈦合金接頭(17)構(gòu)成的多道數(shù)字拖纜(4)和差分GPS(6)，其特征是上述多道數(shù)字拖纜是24道，且可擴展的高分辨率海洋地震勘探多道數(shù)字拖纜，又首工作段(10)前端及尾工作段(12)后端分別設(shè)置有一個控制拖纜沉放深度的前深拖控制器(9)和后深拖控制器(13)。
2. 如權(quán)利要求1所述的高精度海洋地震勘探多道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是上述的多道 數(shù)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(quán)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(quán)利要求1所述的高精度海洋地震勘探多道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是上述的數(shù)字 包(11)內(nèi)設(shè)有對多道數(shù)字拖纜工作時的深度和壓力進行實時監(jiān)控的深度傳感器(18)和壓 力傳感器(19)。
4. 如權(quán)利要求1所述的高精度海洋地震勘探多道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是上述的拖纜 控制單元(2)中設(shè)置有實時監(jiān)控的預(yù)警裝置(5)。
5. 如權(quán)利要求1所述的高精度海洋地震勘探多道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是上述的數(shù)字 包(11)是SeaMUX24道數(shù)字包。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高精度海洋地震勘探多道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。主要包括pc控制主機，激發(fā)震源，拖纜控制單元和多道數(shù)字拖纜，其特征是上述多道數(shù)字拖纜是24道，且可擴展的高分辨率海洋地震勘探多道數(shù)字拖纜，且首工作段前端及尾工作段后端分別設(shè)置有一個控制拖纜沉放深度的前深拖控制器和后深拖控制器。上述的多道數(shù)字拖纜中的數(shù)字包內(nèi)還設(shè)有對拖纜工作時的深度和壓力進行實時監(jiān)控的深度傳感器和壓力傳感器。上述的拖纜控制單元中設(shè)置有可對系統(tǒng)軟件及拖纜的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)控的綜合預(yù)警裝置，以實時監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并預(yù)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(yōu)先權(quán)日2009年11月29日
發(fā)明者劉懷山, 張進, 涂本良, 王林飛, 童思友, 邢磊, 高偉 申請人:中國海洋大學(xué)