[實用新型]一種全井段超高分辨率地震勘探系統

有效

• 申請號: 202020373130.0
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN211453975U
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 冉曾令;王文郁
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01V1/40
• 分類號: G01V1/40;G01V1/18;G01H9/00;G01D5/353
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 胡曉麗

本實用新型公開了一種全井段超高分辨率地震勘探系統，包括為脈沖光源系統和相位解調模塊，脈沖光源系統和相位解調模塊通過光纜通信連接；還包括N個環形器，N為≥2的正整數；N個環形器沿光纜傳輸方向以并聯或串聯結構依次排布；對于每個環形器，環形器的1端用于輸入脈沖光信號，每個環形器的2端連接至傳感光纖，脈沖光信號經傳感光纖傳輸過程中產生瑞利散射光信號，沿脈沖光信號傳輸方向的逆方向經環形器的2端口進入、從3端口輸出，最后經探測光纖進入相位解調模塊中。本實用新型將環形器與傳感光纖組合，原有的極限光脈沖信號的重復頻率可提高N倍，從而使得探測相位變換信號的上限提升N倍，能夠實現在長距離探測的前提下使用高重復頻率的脈沖光。

技術領域

本實用新型涉及光纖傳感技術領域，具體涉及一種全井段超高分辨率地震勘探系統。

背景技術

隨著光纖技術的不斷進步,光纖傳感技術在很多的領域得到應用與發展。其中，分布式光纖傳感在傳感技術中獨樹一幟，集傳輸、傳感一體化，可實現長達上百公里的高密度的溫度、應變、振動、聲波全分布式測量，具有不可替代的優勢，而得到廣泛應用。由于高質量的信號對于后期信號分析至關重要，因此，信號探測的方法與系統顯得尤其重要。例如傳統分布式振動傳感系統，當傳感光纖受到一定頻率的振動信號時，可通過探測振動接收到傳感光纖中的背向瑞利散射光信號光的相位變化來解調信號。

在傳統的分布式光纖振動傳感系統中，可調脈沖光源在傳感光纖中注入脈沖光，探測器通過探測背向瑞利散射光信號，根據瑞利散射光信號的相位變化來解調信號。在這種系統中，為避免注入光脈沖信號與背向瑞利散射光信號發生干涉，整段傳感光纖中同一時間只允許最多一束脈沖光的存在，因此，這直接導致脈沖光的重復頻率與傳感光纖長度成反比，造成在長距離探測的情況下無法使用高重復頻率的脈沖光。但是，脈沖光的重復頻率直接決定待測信號的頻率上限，因此，傳統分布式振動傳感系統無法做到在長距離探測的前提下使用高重復頻率的脈沖光。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：傳統分布式振動傳感系統無法做到在長距離探測的前提下使用高重復頻率的脈沖光，本實用新型提供了解決上述問題的一種全井段超高分辨率地震勘探系統。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種全井段超高分辨率地震勘探系統，包括為脈沖光源系統和相位解調模塊，所述脈沖光源系統和相位解調模塊通過光纜通信連接，其特征在于，還包括N個環形器，N為≥2的正整數；N個環形器沿光纜傳輸方向依次排布，N個環形器排布結構包括串聯或并聯；

對于每個環形器，環形器的1端用于輸入脈沖光信號，每個環形器的2端連接至傳感光纖，脈沖光信號經傳感光纖傳輸過程中產生瑞利散射光信號，沿脈沖光信號傳輸方向的逆方向經環形器的2端口進入、從3端口輸出，最后經探測光纖進入相位解調模塊中，且在同一段傳感光纖內最多同時只存在一束脈沖光。

進一步地，在沿光纜整體傳輸方向上，任意前后相鄰兩個環形器之間的距離相等。

進一步地，在沿光纜整體傳輸方向上，相鄰兩個環形器之間的傳感光纖的長度相等。

進一步地，每個環形器通過一個獨立的探測光纖與相位解調模塊連接；用于連接第N個環形器和相位解調模塊的探測光纖長度與用于連接第N-1個環形器和相位解調模塊的探測光纖的長度的差值相等。

進一步地，當N個環形器沿以串聯結構排布時：還包括N個分波器、N個光隔離器和N個合波器；以1個分波器、1個環形器、1個光隔離器和1個合波器為1個結構單元，共N個結構單元；沿傳輸方向上，每個結構單元內，分波器位于上游端、合波器位于下游端，環形器合光隔離器在分波器和合波器之間并聯；N個結構單元沿傳輸方向上通過傳感光纖依次串聯，第1個結構單元的分波器與脈沖光源系統連接，第N個結構單元的分波器通過傳感光纖與第N-1個結構單元的合波器連接。