[發明專利]一種深拖多道地震拖纜姿態確定方法及處理終端

有效

• 申請號: 202011297248.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112505750B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 邢濤;劉斌;文鵬飛;溫明明
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: G01V1/20
• 分類號: G01V1/20;G01V1/38
• 代理公司: 廣州君咨知識產權代理有限公司 44437
• 代理人: 譚啟斌

本發明涉及一種深拖多道地震拖纜姿態確定方法及處理終端，所述方法包括如下步驟：步驟1：對每一個炮道集，拾取出每一個檢波器上的直達波旅行時、海面反射波旅行時和海底反射波旅行時；步驟2：獲得地震波在海水中的傳播平均速度；步驟3：計算出每一個檢波器相對于震源的水平距離和高度差；步驟4：按對應的方程組求解出每個檢波器的三維坐標，得到每一個檢波器的三維坐標，從而相當于得到拖纜的姿態。本發明不需要二維假設，可以獲得拖纜三維的空間形態。同時利用直達波、海底反射波、海面反射波的旅行時來確定檢波器與震源之間的相對位置，提高相對位置的準確性。

技術領域

本發明涉及海洋勘探中拖纜姿態確定技術領域，具體涉及一種深拖多道地震拖纜姿態確定方法及處理終端。

背景技術

深拖多道地震是一種將震源和拖纜布設在距離海底上方100米左右進行海底調查的技術，如圖1所示，圖1中帶有震源的拖體位于距離海底100m(米)左右的上方，拖體與拖纜連接，拖纜上設置有若干檢波器，拖纜呈理想的水平直線狀態，拖纜經過拖體后通過電纜與位于海表面的地震船連接。在常規的海面拖纜地震勘探中，由于勘探系統與深海海底之間存在一個厚厚的水層，導致地震波的菲涅爾帶較大，影響地震數據的分辨率。而深拖多道地震正好能夠減小菲涅爾帶，進而提高分辨率。對于海面拖纜地震，震源的位置由GPS精確確定，拖纜的形態和位置由水鳥、羅盤、尾標等控制。

深拖地震勘探存在兩個難題：(1)連接深拖系統和拖船(即圖1中的地震船)的電纜長達1km以上，且需要根據距離海底的高度進行調整,由此深拖系統的深度和相對拖船的距離及方向在整個測線上并不是固定的。(2)由于受拖曳速度、洋流、海水浮力變化等因素的影響,深拖多道地震的拖纜的幾何形態在拖曳過程中無法保持為理想的水平直線,而是處于一種不斷變化的非線性狀態。圖2為實際深拖拖纜采集時的形態，其拖纜(即圖中的接收纜)在三維空間中呈彎曲狀態，拖纜上的各個檢波器并不在一條理想的水平直線上。

現有的技術中，通過聲學超長基線技術能夠較好地確定深拖震源的位置，但深拖拖纜的幾何形態卻難以確定，而深拖拖纜的集合形態不能準確確定也即意味著后續利用拖纜采集的數據也導致出現偏差，因此需要確定拖纜的三維空間上的姿態，也即需要確定出拖纜上各個檢波器的三維坐標。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一提供一種深拖多道地震拖纜姿態確定方法，其能夠解決拖纜姿態確定的問題；

本發明的目的之二提供一種處理終端，其能夠解決拖纜姿態確定的問題。

實現本發明的目的之一的技術方案為：一種深拖多道地震拖纜姿態確定方法，包括如下步驟：

步驟1：對每一個炮道集，拾取出每一個檢波器上的直達波旅行時t_d、海面反射波旅行時t_ss和海底反射波旅行時t_sf；

步驟2：獲得地震波在海水中的傳播平均速度v；

步驟3：根據直達波旅行時t_d、海面反射波旅行時t_ss、海底反射波旅行時t_sf和地震波在海水中的傳播平均速度v計算出每一個檢波器相對于震源的水平距離d和高度差h；

步驟4：按方程組①求解出每個檢波器的三維坐標(x′,y′,h′)，得到每一個檢波器的三維坐標，從而相當于得到拖纜的姿態，

式中，(x_s,y_s,H)表示震源的三維坐標，θ表示檢波器所在拖纜的方位角。

進一步地，所述計算出每一個檢波器相對于震源的水平距離d和高度差h，其具體實現過程按公式②和公式③計算得到：