[發明專利]陣列式海洋四分量光纖地震數據采集裝置及四分量光纖地震數據采集系統

在審

• 申請號: 202011137824.5
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112114363A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 余剛;童奕翔;陳娟
• 申請（專利權）人: 威海智惠海洋科技有限公司
• 主分類號: G01V1/38
• 分類號: G01V1/38
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 馬千會

本發明屬于海洋地球物理勘探技術領域，涉及一種地震數據采集裝置及系統。一種陣列式海洋四分量光纖地震數據采集裝置，包括若干條海洋四分量光纖地震數據采集纜，所述采集纜由若干個海洋四分量光纖地震數據采集短節等間隔串聯組成；每一個海洋四分量光纖地震數據采集短節包括一個三分量光纖地震信號傳感單元。本發明采用了三分量光纖地震檢波器和光纖水聽器，頻帶范圍遠遠大于常規海洋地震信號的頻帶響應，靈敏度高、且四分量光纖地震數據采集裝置結構十分簡單，使得本發明的海洋陣列式四分量光纖地震數據采集裝置能夠用于水下拖纜或海底纜采集高品質海洋四分量地震數據，為海洋地質礦產資源和油氣資源的高效勘探和綜合評價提供有力的技術支持。

技術領域

本發明屬于海洋地球物理勘探技術領域，涉及一種海洋四分量光纖地震數據采集裝置及系統。

背景技術

目前的海洋地震數據采集方式主要有三種，一種是單分量、二分量、三分量或四分量拖曳式海洋地震數據采集纜（Streamer）拖在采集作業船尾部，海洋地震數據采集拖纜如ION、Sercel和OYO Geospace等公司生產銷售的各種地震拖纜（Streamer）。另一種是三分量或四分量海底地震數據采集纜（OBC）沉入海底，還有一種是獨立的三分量或四分量海底地震數據采集站（OBS和OBN）沉底，獨立的海洋地震氣槍激發源在水中拖移時激發。拖曳式海洋地震數據采集纜的工作方式是采集作業船拖曳著采集纜在水面以下一定的深度上勻速前行，采集作業船拖曳的可控震源（如氣槍震源）或另外的震源作業船拖曳的可控震源（如氣槍震源）一起和采集纜在水面以下一定的深度上同步移動并定時定位激發。沉入海底的海底地震數據采集纜，其工作方式是海底地震電纜（OBC）由放纜作業船是先投放鋪設到海底，然后由氣槍震源作業船拖曳著水下可控震源（如氣槍震源）在距海面以下一定的深度上前行并向海水中激發地震信號，由事先投放鋪設到海底的地震纜采集海底地震數據。數據采集結束后，放纜作業船回收海底地震纜，投放鋪設到新的測量工區，然后重復海底地震數據的采集作業。

目前行業內使用最廣泛的就是常規的三分量檢波器和壓電晶體水聽器采集四分量海洋地震數據。三分量檢波器是多波勘探時使用的特種檢波器。與單分量的常規地震檢波器不同，每個檢波器內裝有三個互相垂直的傳感器，以記錄質點振動速度向量的三個分量，用于同時記錄縱波、橫波、轉換波。這類檢波器輸出的信號電壓和其振動的位移速度有關，因此稱為速度檢波器。為了記錄檢波器感應到的震動信號，檢波器陣列內還設置有檢波器輸出的模擬信號放大、濾波、去噪、模數轉換、數據存儲和數據傳輸等電路模塊，以便將三分量檢波器陣列采集到的海洋地震數據通過數千米長的鎧裝電纜傳送到拖曳作業船上的采集控制計算機里存儲起來。從甲板上給遠離拖曳作業船數公里甚至數十公里的海洋地震數據采集纜上眾多的數據采集短接的供電也是十分困難的和非常有限的。此外，目前三分量檢波器加水聽器陣列采集的海洋四分量地震數據完全靠鎧裝電纜從數據采集纜向拖曳作業船傳輸，由于長距離（數千到數十千米）電纜數據傳輸的局限性，沒有辦法實現大量數據向拖曳作業船的高速實時傳輸。上面這些因素極大的限制了大道數或超大道數和大長度或超大長度海洋四分量地震檢波器陣列（或四分量地震數據采集纜）技術的發展和推廣應用。

發明內容

為了解決常規三分量檢波器加壓電水聽器構成的海洋地震數據采集纜的長距離電纜數據傳輸能力有限瓶頸的困難問題，以及遠離拖曳作業船數公里甚至數十公里的海洋地震數據采集纜上眾多的數據采集短接的供電問題，本發明目地在于提供一種使用光纖地震檢波器和光纖水聽器的拖曳式或沉底式海洋光纖四分量地震數據采集系統，以進行海洋多分量地震的數據采集工作，能夠測量海面之下或海底的四分量海洋地震數據。這一拖曳式或沉底式海洋光纖四分量地震數據采集系統由安置在采集纜里的光纜中均勻分布的三分量光纖檢波器、光纖水聽器和光纖姿態傳感器組成。

為了解決其技術問題，本發明提供的其中一種技術方案為：一種陣列式海洋四分量光纖地震數據采集裝置，包括：若干條海洋四分量光纖地震數據采集纜，所述采集纜由若干個海洋四分量光纖地震數據采集短節等間隔串聯組成；每一個海洋四分量光纖地震數據采集短節包括一個三分量光纖地震信號傳感單元。