[發明專利]一種淺水條件下氣槍子波測量裝置和方法

在審

• 申請號: 202010737899.0
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111856554A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 米立軍;張金淼;王建花;朱振宇;劉志鵬;王艷冬
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18;G01V1/38;G01S19/14
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

本發明涉及一種淺水條件下氣槍子波測量裝置和方法，包括依次連接的海底電纜，數據處理單元，垂直纜和浮體單元；海底電纜包括相互垂直的若干條海底電纜，各條海底電纜上均間隔相同距離設置若干第一種檢波器組合，第一種檢波器組合為包括磁電式檢波器和壓電檢波器的雙檢檢波器，用于檢測平面內的氣槍子波信號；垂直纜與海底電纜所在的平面垂直，且垂直纜上均勻設置若干水聽器組合，用于檢測垂直方向上的氣槍子波信號；數據處理單元采集海底電纜和垂直纜采集的氣槍子波信號，并對氣槍子波信號進行分析處理；浮體單元用于使測量裝置漂浮在水面上，從而確定測量裝置位置。其更適用于淺水條件下遠場子波采集，能夠實現立體觀測，測量精度顯著提高。

技術領域

本發明涉及一種淺水條件下氣槍子波測量裝置和方法，屬于地震勘探技術領域。

背景技術

氣槍震源的遠場子波不僅是衡量震源性能的重要指標，還是地震資料處理中的重要輸入數據。氣槍震源的遠場子波可以相對簡單地獲得地震氣槍震源信號特性，易于可視化和理解，是衡量震源性能的重要標準。在淺水條件下，復雜的多次波、導波、潮汐、涌浪等特殊干擾波和水體結構嚴重影響了測量到的氣槍子波的精度，而目前在淺水條件下比較常用的測量裝置為高分辨率的多道水平電纜，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。而另外一類方法為從淺層地震或淺地層剖面中提取的方法，該方法存在能量弱、抗干擾能力差等缺點，也無法獲得準確的氣槍震源的遠場子波。綜上所述，在淺水條件下很難通過實際測量獲得氣槍子波。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種淺水條件下氣槍子波測量裝置和方法，其更適用于淺水條件下遠場子波采集，能夠實現立體觀測，測量精度顯著提高。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種淺水條件下氣槍子波測量裝置，包括依次連接的海底電纜、垂直纜、數據處理單元和浮體單元；海底電纜包括相互垂直的若干條海底電纜，各條海底電纜中均間隔相同距離設置若干第一種檢波器組合，第一種檢波器組合為磁電式檢波器和壓電檢波器兩種檢波器的組合，用于檢測平面內的氣槍子波信號；垂直纜與海底電纜所在的平面垂直，且垂直纜上均勻設置若干水聽器組合，用于檢測垂直方向上的氣槍子波信號；數據處理單元采集海底電纜和垂直纜采集的氣槍子波信號，并對氣槍子波信號進行分析處理；浮體單元用于使測量裝置漂浮在水面上，從而確定測量裝置位置。

進一步，垂直纜包括工作段和連接段，工作段包括垂直電纜以及設置于垂直電纜上的若干等距離分布的水聽器組合，連接段套設在各水聽器組合的外部。

進一步，第二種檢波器組合為水聽器組合，包括至少兩個間隔一定距離的壓電檢波器。

進一步，連接段為高強度鈦合金保護套。

進一步，浮體單元內設姿態傳感器，姿態傳感器與數據處理單元連接，用于控制測量裝置相對于豎直方向的傾角

進一步，數據處理單元包括地震數據采集模塊、溫度傳感器、壓力傳感器、GPS定位系統和電源模塊，地震數據采集模塊采集溫度傳感器、壓力傳感器和GPS定位系統采集的數據，電源模塊為數據處理單元供電。

進一步，地震數據采集模塊包括總控制板、第一地震數據采集板、第二地震數據采集板、第三地震數據采集板、溫度壓力采集板、傾角數據采集板和GPS與電源控制板；其中，第一地震數據采集板、第二地震數據采集板、第三地震數據采集板分別用于采集垂直纜、第一海底電纜和第二海底電纜的子波信號，溫度壓力采集板與溫度傳感器、壓力傳感器相連以實現溫度、壓力的采集和控制，傾角數據采集板與姿態傳感器連接，以實現裝置傾角的采集和控制，GPS與電源控制板連接，GPS定位系統和電源模塊用于對裝置進行定位和供電，總控制板與各個采集板、GPS與電源控制板連接以實現對裝置工況的整體控制。

進一步，數據處理單元的底部設置有金屬基座；數據處理單元的側壁上分別設置有用于與垂直纜和海底電纜的水密接頭連接的數據處理單元的水密接頭。