[發(fā)明專(zhuān)利]單分量垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210545540.9
• 申請(qǐng)日: 2012-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103033845A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 游慶瑜;郝天珧;趙春蕾;黃松;徐亞;胡忠義
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01V1/22
• 分類(lèi)號(hào): G01V1/22
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球物理勘測(cè)中的海洋勘探領(lǐng)域，具體為海洋地震觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域和水下聲學(xué)傳播技術(shù)，特別涉及一種單分量垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所是我國(guó)研制海底地震儀的主要單位，承擔(dān)了國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的海底地震儀研制任務(wù)。2009年4月，利用我們自主研制的寬帶海底地震儀，我國(guó)首次在深水海區(qū)(4300米)記錄到天然地震數(shù)據(jù)。

隨著油氣勘探向深水和海洋殘留盆地發(fā)展的進(jìn)程以及對(duì)天然氣水合物的勘探研究需求，對(duì)海底數(shù)字地震儀性能指標(biāo)的要求也越來(lái)越高，海底地震儀需要具有易操作和長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)工作等能力。其中，垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)特別是具有獨(dú)立采集功能，組合式操作模式的易用型海底勘測(cè)儀器越來(lái)越被很多國(guó)家和地球科學(xué)研究單位所重視。已有的垂向海底地震采集系統(tǒng)使用的是充油式電纜連接水聽(tīng)計(jì)，一臺(tái)采集器最多可連接6個(gè)水聽(tīng)計(jì)，采集器集中將水聽(tīng)計(jì)的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和間距都受到局限，以及存在電纜易損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，解決現(xiàn)實(shí)難題，本發(fā)明提供一種單分量垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)；本發(fā)明采用獨(dú)立采集系統(tǒng)集成在每臺(tái)單分量垂向海底地震采集器內(nèi)部，使得垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)不受采集通道的數(shù)量限制，也沒(méi)有了水下電纜易損壞的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可以調(diào)節(jié)采集系統(tǒng)的采集密度。該單分量垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)是在已有海底地震儀的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)國(guó)外產(chǎn)品技術(shù)的消化吸收改進(jìn)而成，其提高了性能指標(biāo)，可以更好的滿足海洋科學(xué)研究與海洋油氣探測(cè)的需要。

為達(dá)到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種單分量垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)，包括單分量地震采集節(jié)點(diǎn)、浮球、釋放器、錨系架；多個(gè)單分量地震采集節(jié)點(diǎn)通過(guò)一根繩索串聯(lián)固接在釋放器的頂端的掛鉤上，另一端系有浮球；整套系統(tǒng)呈垂直漂浮狀態(tài)工作于海水中。單分量地震采集節(jié)點(diǎn)外殼采用鈦合金材質(zhì)，耐壓超過(guò)2000米水深，水聽(tīng)計(jì)固裝于單分量地震采集節(jié)點(diǎn)外殼頂部，單分量地震采集節(jié)點(diǎn)內(nèi)部裝有數(shù)字采集器和組合電源，數(shù)字采集器固裝在單分量地震采集節(jié)點(diǎn)外殼內(nèi)，組合電源與數(shù)字采集器并排固定在單分量地震采集節(jié)點(diǎn)外殼的密封殼內(nèi)以及為數(shù)字采集器提供所需電量的需求；數(shù)字采集器集裝有三分量加速度計(jì)，三分量加速度計(jì)集成焊接在數(shù)字采集器上，可在后期數(shù)據(jù)處理時(shí)根據(jù)三分量加速度計(jì)采集的數(shù)據(jù)估計(jì)采集系統(tǒng)在水中的姿態(tài)，從而對(duì)采集的地震數(shù)據(jù)作校正處理，鈦合金外殼通過(guò)擠壓O型圈來(lái)實(shí)現(xiàn)密封效果。

其中，每個(gè)單分量地震采集節(jié)點(diǎn)內(nèi)部都裝有獨(dú)立的數(shù)字采集器，多個(gè)單分量地震采集節(jié)點(diǎn)通過(guò)繩索而非電纜串聯(lián)在一起，單分量垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)中的每一個(gè)單分量地震采集節(jié)點(diǎn)均具有獨(dú)立數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的功能，無(wú)需通過(guò)電纜連接到一臺(tái)采集器上。單分量垂向海底地震采集器的串聯(lián)數(shù)量能夠任意組合，儀器擺放密度根據(jù)測(cè)試需求自行設(shè)定。

優(yōu)選地，采用釋放器依靠錨系以及釋放器自身的重力作用將用繩索串聯(lián)的單分量地震采集節(jié)點(diǎn)沉入海水中進(jìn)行工作。當(dāng)需要回收單分量地震采集節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)甲板上發(fā)送釋放碼給釋放器，釋放器接到指令后完成機(jī)械脫鉤動(dòng)作，單分量地震采集節(jié)點(diǎn)便一起上浮，回收到甲板上。

進(jìn)一步地，單分量垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)的釋放器采用OCEANO2500s-light型號(hào)的水下聲學(xué)釋放器。所有的單分量地震采集節(jié)點(diǎn)通過(guò)凱夫拉材質(zhì)耐拉力繩索串接。

優(yōu)選地，單分量垂向海底地震采集器包含數(shù)字采集器、組合電源；在采集器系統(tǒng)的前放電路中在信號(hào)輸入端加配一階無(wú)源LC低通抗混疊濾波器，采集器系統(tǒng)采用溫補(bǔ)晶振構(gòu)成的振蕩電路作為內(nèi)部時(shí)鐘；電源采用10AH鋰電池。

依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供使用上述單分量垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方法，其包括步驟：

1)選擇好投放地點(diǎn)和方位，作業(yè)船行駛到指定地點(diǎn)；

2)用繩索把多個(gè)單分量地震采集節(jié)點(diǎn)串聯(lián)在一起，一端與浮球連接，一端與釋放器連接，然后將釋放器與錨系掛接上

3)通過(guò)采集節(jié)點(diǎn)底部的水密插頭設(shè)置單分量地震采集節(jié)點(diǎn)的采集參數(shù)；

4)把錨系帶釋放器首先投入海中，靠重力作用，帶著一串單分量地震采集節(jié)點(diǎn)下放到海中，靠浮球的作用，多個(gè)單分量地震采集節(jié)點(diǎn)串聯(lián)的垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)在海水中呈垂向狀態(tài)工作；

5)當(dāng)需要回收垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)時(shí)，在該垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)所在的位置附近海域發(fā)出回收信號(hào)，垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)接到信號(hào)后，開(kāi)始啟動(dòng)釋放器脫鉤，約1～2分鐘釋放器與錨系脫離，垂向組合式海底地震采集系統(tǒng)自動(dòng)上浮至水面；