[發明專利]一種高精度淺地層剖面采集系統

有效

• 申請號: 201710762512.5
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107515422B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 童思友;鄭洪浩;張一鳴;王忠成;鄭江龍;王杰;陳明
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/38
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

1.一種高精度淺地層剖面采集系統，包括具有十二個通道的淺地層剖面采集系統，其特征在于：所述具有十二個通道的淺地層剖面采集系統包括換能器、淺地層剖面儀、檢波器和數據記錄儀，所述換能器將控制信號轉換為不同頻率的向下傳播的聲波脈沖，所述聲波脈沖在海水和沉積層傳播過程中遇到聲阻抗界面，經反射返回換能器轉換為模擬或數字信號通過所述數據記錄儀記載，所述淺地層剖面儀為反映淺地層聲學記錄剖面，其中，具體實施步驟包括以下：

步驟a，獲得組合內每個檢波器采集到的單炮記錄；

步驟b，利用系統自動識別海水速度并對單炮記錄中的各道進行線性動校正；

步驟c，采集系統根據預設參數確定互相關時窗；

步驟d，采集系統根據預設時窗分別對各道進行互相關，獲得各道間的互相關時差；

步驟e，利用獲得的互相關時差和線性動校正量的時差在原始單炮記錄上對組合內各道記錄進行時差校正；

步驟f，將進行過時間校正的各檢波道進行疊加，獲得單道數據；

步驟g，輸出單炮記錄和自適應校正疊加后的單道記錄以及未做校正直接疊加的單道數據。

2.根據權利要求1所述的一種高精度淺地層剖面采集系統，其特征在于：所述檢波器間距為1m，最小偏移距為5m，即可以記錄組合內各檢波器采集到的數據，同時根據各檢波點采集到的數據，利用動校正和互相關的方法消除由于組內距的影響導致反射波到達各檢波器的時間存在時差的問題。

3.根據權利要求1所述的一種高精度淺地層剖面采集系統，其特征在于：步驟e中，設有n個等靈敏度檢波器沿直線等距Δx排列，設地震波為平面波，波前與地面所成角度為α，地震波速度為v，將第一個檢波器接收到振動的時間記為0，振動函數為f(t)，其中，f代表函數，第二個檢波器接收到的振動要比第一個檢波器接收到的振動晚Δt，所以，第二個檢波器接收到的振動是f(t-Δt)，第n個檢波器接收到的振動為f[(t-(n-1)Δt)]，即組合后的振動記作F(t)，并有：

F(t)＝f(t)+f(t-Δt)+f(t-2Δt)+…+f[(t-(n-1)Δt)] (1-1)

對上式兩邊取傅里葉變換，將F(t)的傅里葉變換記作G(jω)，可得：

G(jω)＝g(jω)+g(jω)·e^-jωΔt+g(jω)·e^-2jωΔt+…+g(jω)·

e^-(n-1)jωΔt，其中，j代表虛數單位，ω代表角頻率， (1-2)

即:

從組合的原理可以確定，組合過程可以視為一個濾波過程，

設

函數K(jω)與信號的形狀無關，與信號的到達時間無關，只與信號的頻率以及信號到達組合內各檢波器的相對時差Δt有關，對于平面波而言，組合后的信號頻率與組合前單個檢波器的信號頻率是一樣的，因此沒有頻率畸變，而實際地震波不是簡諧波，而是包含許多頻率成分的脈沖波，由于有效波到達各檢波器的時間存在時差，所以組合后的波形就會產生畸變，根據組合的方向-頻率特性公式(1-5)來考察一下脈沖波組合后波形畸變程度，

固定組合數目n，以Δt為參量、以f為橫坐標變量，可以繪制組合頻率特性曲線。

4.根據權利要求1所述的一種高精度淺地層剖面采集系統，其特征在于：步驟f中，在野外進行淺地層剖面探測時，由于采用組合的方式接收數據，致使獲得的地震剖面中出現直達波內含多個同相軸的現象，出現這種情況的原因是由于存在組內距Δx，即各檢波器接收的直達波的時間存在時差，如果我們用未經校正時差的數據直接疊加就會出現直達波的波形產生畸變的現象，利用互相關的原理對直達波和一次反射波進行時差校正，從而消除組內距對波形的影響，

假設有兩個函數x(t)和y(t),并存在y(t)＝x(t+t₀)的關系，F⁺為正向傅氏變換算子，那么有

如果只保留式(S1)中的相位信息，那么可以得到由相位信息構造的互相關函數

從式(S2)可以看出：無論是在頻率，還是逆向變換到時域，都可以利用相位互相關函數計算延時量t₀，相位互相關的計算結果不再體現原信號中的周期、幅值參數信息，只保留兩個信號的相對延遲量信息。