[發明專利]高精度海洋地震勘探垂直纜

有效

• 申請號: 201610015990.5
• 申請日: 2016-01-10
• 公開（公告）號: CN105510978B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 邢磊;劉懷山;尉佳;劉洪衛;王林飛;高翔;李偉林
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01V1/38
• 分類號: G01V1/38
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 張中南;邱岳

技術領域

本發明涉及一種地震勘探時使用的數據采集電纜，特別涉及一種高精度海洋地震勘探垂直纜。

背景技術

海洋地震數據采集電纜是海洋地震勘探數據采集的關鍵設備。目前國內海洋地震勘探系統采用的都是水平纜(Horizon Cable)或海底電纜(Ocean Bottom Cable)。近年來，隨著技術的進步，國內研制了一些高分辨率的多道水平電纜，但是由于其距離海平面較近，獲得的數據精度較低，且其分辨率只能滿足中深層或淺層工程地震勘探的需要，達不到高精度地震勘探的要求。目前國內的水平纜或者海底電纜的工作水深大多在30m以內，超過30m的工作水深時，電纜就無法正常工作，給海洋地震勘探帶來極大的限制。目前，在開展更接近海底的高精度探測方面國內還沒有很好的先例。高精度海洋地震勘探垂直電纜是解決這一問題的很好的途徑。

目前國外的垂直纜都是與海地地震儀(Ocean Bottom Seismometer)進行連接使用的，沒有單獨進行工作的垂直纜，一定程度上提高了工作成本，且由于其技術壟斷，使施工成本大大提高，無法滿足國內的實際需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種高分辨率海洋地震勘探垂直纜，它不僅能夠克服國內現有技術的上述缺點，而且在技術指標上也已達到甚至超過了國外上述類型垂直纜。

一種高分辨率海洋地震勘探垂直纜，其特征在于該垂直纜包括輔助鋼纜和通過卡環固定在所述輔助鋼纜上的電纜部分，且輔助鋼纜與電纜部分均垂直設置，所述的電纜部分自上而下依次為前連接段、首工作段、尾工作段和尾連接段，并在前連接段上端部設有水密接頭，在前連接段、首工作段之間設有測斜儀和壓力傳感器組，且首、尾工作段內部設有多組電纜，首、尾工作段沿長度方向依次設置8道水聽器組合，在首工作段與尾工作段之間設有可擴展式8道數字包(該8道數字包用于處理前、后工作段中各四道接收的模擬信號)，所述的電纜和水聽器組合之間填充聚氨酯固體材料，在尾工作段和尾連接段之間設有測斜儀和壓力傳感器組，在尾連接段末端有鈦合金金屬接頭連接，所述輔助鋼纜上還設有多個用于懸掛重物的卡扣。

所述的一種高分辨率海洋地震勘探垂直纜，其特征在于首、尾工作段內的每道水聽器組合采用由16個水聽器12構成的等距不等權組合，水聽器的組內距為0.3m，采用權數的設計為：1，2，3，4，3，2，1。

所述的一種高分辨率海洋地震勘探垂直纜，其特征在于在首、尾工作段之間還增加有一個或多個工作段，所述的工作段與首、尾工作段結構相同；首工作段與相鄰的工作段之間設有一個8道數字包，尾工作段與相鄰的工作段之間設有一個8道數字包，當增加有多個工作段時，相鄰兩個工作段之間也設有一個8道數字包；該8道數字包通過56針電纜接頭分別與位于其上方的8道水聽器組合的下四道、位于其下方的8道水聽器組合的上四道相連接，從而將連續的模擬信號轉化為離散的數字信號，實現了纜的數字化，并以實現了對垂直纜的擴展。

所述的一種高分辨率海洋地震勘探垂直纜，其特征在于所述的8道數字包與工作段相互獨立，8道數字包包括柱狀的鈦合金金屬保護套，保護套內部設有多個電路板，8道數字包5通過保護套內部的56針電纜接頭分別與位于其上下兩端的工作段相連接，8道數字包內部的電路板包括：數字板A，數字板B，地震數據采集板，信號增益控制板，傾角數據采集板，壓力數據采集板，電流數據采集板；其中，數字板B用于收集地震數據的采集板的輸出數據，并控制信號增益控制板對數據進行信號增益；數字板A用于收集傾角數據采集板、壓力數據采集板及電流數據采集板的輸出數據，數字板A，數字板B之間無電路連接，而是采用并行分布組合，分別進行垂直纜傳輸過程中的電源轉換和獲取實時狀態信息；地震數據采集板與其上端的4道水聽器組合以及其下端的4道的水聽器組合相連，負責對每道水聽器組合傳輸的模擬信號進行采樣和數模轉換，輸出到電子板B。

本發明具有以下特點：

a.垂直纜的首工作段頂端與尾工作段下端各有一個測斜儀和壓力傳感器組，可以實時記錄纜在工作時所處的深度位置和姿態等信息，最大可沉放到水深1000米；并且采用高性能深水水聽器，采用垂直觀測方式，通過調整具有彈性的前連接段的長度，能夠保證在水深1000米處仍可正常工作，可用于軍事目標追蹤。

b.垂直纜每道的水聽器組合采用16個水聽器的等距不等權組合，組內距為0.3m，采用權數的設計為：1，2，3，4，3，2，1，可更好的壓制隨機干擾。