[發(fā)明專利]形成三部件式拖纜的壓力/速度感測拖纜用的雙軸檢波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710206249.1
• 申請日: 2011-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN107422370B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.馬普爾斯;J.S.赫普
• 申請（專利權(quán)）人: 舍塞爾公司
• 主分類號(hào): G01V1/18
• 分類號(hào): G01V1/18;G01V1/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周心志;安文森

本申請涉及形成三部件式拖纜的壓力/速度感測拖纜用的雙軸檢波器，其中一種地震拖纜包括傳感器，該傳感器包括：軸向定向的主體，該主體包括成對相對布置的多個(gè)軸向定向的通道；成對相對地布置在通道中的多個(gè)水聽器；一對正交定向的聲質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)傳感器；以及與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)傳感器相鄰或者相關(guān)聯(lián)的傾斜傳感器。拖纜具有多個(gè)水聽器，如先前所描述的那樣，多個(gè)水聽器與多個(gè)加速度計(jì)對準(zhǔn)，多個(gè)加速度計(jì)檢測拖纜沿水平方向和豎直方向的移動(dòng)，全部與傾斜傳感器耦合，使得海洋地震系統(tǒng)能夠檢測所檢測到的地震信號(hào)是來自拖纜下面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的反射還是來自空氣/海水界面的向下行進(jìn)的反射。

本申請是申請?zhí)枮?01180040539.4、申請日為2011年06月17日、發(fā)明名稱為“形成三部件式拖纜的壓力/速度感測拖纜用的雙軸檢波器”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本申請要求保護(hù)在2010年6月21日提交的美國臨時(shí)專利申請序列號(hào)61/356,835的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及在船只后面在水中拖曳以進(jìn)行地震勘測的地震拖纜的領(lǐng)域，并且更具體地涉及非流體填充的地震拖纜的領(lǐng)域。甚至更具體而言，本發(fā)明涉及一種地震拖纜，其包括與多個(gè)例如水聽器等壓力傳感器在同一區(qū)段中或緊密靠近的一對正交的聲學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)傳感器，例如檢波器或加速度計(jì)。

背景技術(shù)

由Vaage等人在美國專利7,684,281中描述了相關(guān)領(lǐng)域中的背景技術(shù)。在地震勘測中，通過從聲源向地表施加聲能并檢測從地下地層中的不同層之間的界面所反射的地震能量，來獲得地球物理數(shù)據(jù)。當(dāng)在界面的任一側(cè)的層之間存在聲阻抗差異時(shí)，反射震波場。通常，在海洋地震勘測中，在通常約6米至約9米之間的水深處，在勘測船只后面拖曳地震拖纜，但可以更淺或更深地拖曳。在拖纜電纜中包括水聽器，用于檢測地震信號(hào)。水聽器為潛水式壓力傳感器，其將壓力波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或光信號(hào)，通常記錄電信號(hào)或光信號(hào)以進(jìn)行信號(hào)處理，并且評(píng)估這些信號(hào)以估計(jì)地球的地下的特征。

在典型的地球物理勘測構(gòu)造中，在船只后面拖曳多個(gè)拖纜電纜。還通常在船只后面拖曳一個(gè)或多個(gè)震源。震源常常為氣槍陣列，但也可以是水槍陣列或者地震領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它類型震源，震源將地震能量或震波傳遞到地表中，由地表中的界面將震波反射回來并且由拖纜中的傳感器來記錄震波。通常采用有翼水力致動(dòng)器來在拖曳時(shí)將電纜維持在期望的橫向位置。替代地，在水體中將拖纜電纜維持基本上靜止的位置，漂浮在選定深度或者位于水體底部，在該情況下，可以在船只后面拖曳震源以在不同的位置生成聲能，或者震源也可以維持在靜止位置。

當(dāng)反射波到達(dá)拖纜電纜時(shí)，由拖纜電纜中的水聽器檢測該波作為主要信號(hào)。反射波還繼續(xù)傳播到水面處的水/空氣界面，波從水/空氣界面向下反射，并且再次由拖纜電纜中的水聽器檢測。水面為良好的反射體，并且水面處的反射系數(shù)的大小幾乎統(tǒng)一，且對于壓力信號(hào)而言符號(hào)是負(fù)的。在水面處反射的波因此將相對于向上傳播的波相移180°。由接收器所記錄的向下傳播的波通常被稱作表面反射或“虛假”信號(hào)。由于表面反射，使得水面充當(dāng)濾波器，其在所記錄的信號(hào)中形成頻譜陷波，從而難以記錄選定帶寬之外的數(shù)據(jù)。由于表面反射的影響，使得所記錄的信號(hào)中的一些頻率被放大(相長干涉)而一些頻率被衰減(相消干涉)。

最大衰減將在針對正在檢測的水聽器與水面之間的傳播距離為半波長的整數(shù)倍的頻率出現(xiàn)。最大放大將在針對正在檢測的水聽器與水面之間的傳播距離為四分之一波長的整數(shù)倍的頻率出現(xiàn)。聲波的波長等于速度除以頻率，并且水中的聲波速度為約1500米/秒。因而，能夠容易地確定所得到的第一(最低頻率)頻譜陷波在頻譜中的位置。例如，對于7米深的地震拖纜和豎直入射的波而言，最大衰減將在約107 Hz的頻率出現(xiàn)，并且最大放大將在約54 Hz的頻率出現(xiàn)。

一般慣例不在超過約9米的深度拖曳拖纜電纜，因?yàn)樵谒犉魉鶛z測的信號(hào)頻譜中最低頻率的頻譜陷波的位置顯著地減小了所記錄數(shù)據(jù)的實(shí)用性。一般慣例也不在小于6米的深度拖曳拖纜電纜，因?yàn)樵诘卣鹜侠|數(shù)據(jù)中引起的表面相關(guān)的噪聲顯著地增加。