[發明專利]聲學節點網絡中估計水下聲速的方法，存儲構件和裝置

有效

• 申請號: 201210216134.8
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102853896A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 多米尼克·巴赫博;克里斯托弗·賴何
• 申請（專利權）人: 瑟塞爾公司
• 主分類號: G01H5/00
• 分類號: G01H5/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;張穎玲

1.技術領域

本發明涉及地球物理數據采集領域。更具體地說，本發明涉及用于分析海床之下的地質層的設備。本發明特別涉及使用地震法的石油勘測工業，但可應用于任何使用用于采集海洋環境中的地球物理學數據的系統的領域。

更具體地說，本發明關于一種技術，所述技術用于在沿著拖曳聲學直線式天線布置的聲學節點的網絡中估計水下聲速。

2.背景技術

在本文件的下文中更特別地設法描述在石油勘測工業的地震數據采集領域中存在的問題。當然，本發明不限于此特定應用領域，而是有關于必須應付緊密相關或類似的事項和問題的任何技術。

按照慣例，使用地震傳感器(如加速計、地震檢波器或水聽器)網絡來實地進行采集地震數據的操作。當在海洋環境中進行地震數據采集時，這些傳感器沿著電纜分布，以便形成直線式聲學天線，其通常稱為“等浮電纜”或“地震等浮電纜”。地震等浮電纜網絡由地震勘測船拖曳。

所述地震法基于對反射地震波的分析。因此，為了在海洋環境中收集地球物理學數據，啟動一或多個水下震源以便傳播地震波列。由震源產生的壓力波穿過水柱且聲穿透海床的不同層。反射的地震波(即，聲學信號)的一部分隨后由沿地震等浮電纜的長度分布的傳感器(例如，水聽器)檢測到。通過遙測技術處理這些聲學信號并將其從地震等浮電纜轉發至位于地震勘測船上的操作員站，這些信號存儲于所述操作員站中。

此背景中的一個眾所周知的問題是地震等浮電纜的定位。實際上，尤其為了以下目的，準確定位等浮電纜十分重要：

-監視傳感器(水聽器)的位置，以便獲得具有令人滿意精度的勘測區域海床圖像；以及

-檢測等浮電纜相對于彼此的運動(等浮電纜經常遭受各種各樣可變大小的外部自然約束的作用，例如風、波浪、水流)；以及

-監視等浮電纜的航行。

實際上，目的在于使勘測船在有關區域內的通過次數最少地實行海床分析。為此目的，在所述聲學網絡中實施的等浮電纜數量顯著增加。因此，尤其在考慮到等浮電纜的長度(例如，可在6千米和15千米之間變化)時，這一定位等浮電纜的問題特別顯著。

控制等浮電纜位置的本質在于實施航行控制裝置(通常稱為“壓敏浮筒”)，其以固定間隔(例如，每隔300米)沿著地震等浮電纜安裝。

現有技術的壓敏浮筒只用于控制浸沒狀態的等浮電纜的深度?，F在，壓敏浮筒用于控制等浮電纜的深度以及橫向位置。

圖1展示等浮電纜13的一部分的配置，其包含一系列傳感器(水聽器)16，電聲轉換器14(在下文中更詳細描述)以及沿著等浮電纜13長度分布的壓敏浮筒10。

完整的等浮電纜13(沿著其長度)包含圖1中描述的許多部分，因而包含大量的傳感器(水聽器)16以及一系列電聲轉換器14。

每個壓敏浮筒10可與電聲轉換器14相關聯且包含配備至少一個機動樞轉翼12的主體11，使得橫向操縱等浮電纜13以及控制等浮電纜13的浸沒深度成為可能。

壓敏浮筒的控制是本地實現的或由位于勘測船上的主控制器實現。

眾所周知，聲學節點是轉換器14以及其相關聯的電子元件。壓敏浮筒10可與聲學節點17相關聯以使此聲學節點確保對相關聯的等浮電纜13的本地控制功能。

為了水平驅動，電聲轉換器14允許估計沿著兩條不同等浮電纜13(相鄰或不相鄰都可)放置的聲學節點之間的距離(下文中稱為“節點間距離”)。更準確地說，第一等浮電纜的電聲轉換器14發送若干第一聲學序列且也接收來自第二等浮電纜的第二電聲轉換器14的若干第二聲學序列，所述第二等浮電纜與所述第一等浮電纜相鄰或不相鄰都可。為了估計節點間距離，聲學節點的轉換器14接收的數據隨后由與轉換器14相關聯的電子模塊(圖1中未示)在本地進行處理，或由勘測船上的主控制器處理。

轉換器14是聲學序列(即，經調制的位形式的聲學信號)的傳輸器和接收器，這些聲學序列用于確定位于各個等浮電纜上的相鄰節點之間的距離，從而形成節點間距離的網格，以便知道所有等浮電纜的精確橫向定位。

應將本文中的轉換器理解為意味由聲學信號收發器(發射器/接收器)組成的單一電聲裝置，或發送器裝置(例如，聲波脈沖發射器)和接收器裝置(例如，壓力粒子傳感器(水聽器)或運動粒子傳感器(加速計、地震檢波器...))的組合。

通常，每個節點包含電聲轉換器，使所述節點能夠交替充當發送器節點和接收器節點(分別用于聲學信號的傳輸和接收)。在一項交替實施例中，第一組節點只充當發送器節點且第二組節點只充當接收器節點。第三組節點也可與第一和第二組節點結合使用。