自容式海洋垂直纜地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種地球物理勘探時(shí)使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，特別涉及一種自容式海洋垂直纜地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是海洋地震勘探的重要組成部分。目前，國(guó)內(nèi)海洋地震勘探系統(tǒng)采用的都是水平纜(Horizon Cable)或海底電纜(Ocean Bottom Cable)。近年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)研制了一些高分辨率的多道水平電纜，但是由于其距離海平面較近，獲得的數(shù)據(jù)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(dá)不到高精度地震勘探的要求。目前國(guó)內(nèi)的水平纜或者海底電纜的工作水深大多在30m以內(nèi)，超過(guò)30m的工作水深時(shí)，電纜就無(wú)法正常工作，給海洋地震勘探帶來(lái)極大的限制。目前，在開(kāi)展更接近海底的高精度探測(cè)方面國(guó)內(nèi)還沒(méi)有很好的先例。海洋地震勘探垂直電纜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是解決這一問(wèn)題的很好的途徑。
[0003]另外，國(guó)外的垂直纜系統(tǒng)都是與海地地震儀(Ocean Bottom Seismometer)進(jìn)行連接使用的，沒(méi)有單獨(dú)進(jìn)行工作的垂直纜，一定程度上提高了工作成本。且由于其技術(shù)壟斷，使施工成本大大提高，無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)的實(shí)際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種自容式海洋垂直纜地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]本實(shí)用新型是在現(xiàn)有激發(fā)系統(tǒng)和差分GPS導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，對(duì)采集系統(tǒng)部分的改進(jìn)。
[0006]—種自容式海洋垂直纜地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括工作船，該工作船上設(shè)有PC控制主機(jī)、差分GPS，并搭載有激發(fā)系統(tǒng)，激發(fā)系統(tǒng)包括位于甲板上的震源主機(jī)和位于水里的電極，其特征在于還包括用于采集地震數(shù)據(jù)的一條或多條自容式海洋地震勘探垂直纜及其浮球單元，
[0007]所述的自容式海洋地震勘探垂直纜包括輔助鋼纜和通過(guò)卡環(huán)固定在所述輔助鋼纜上的電纜部分，且輔助鋼纜與電纜部分均垂直設(shè)置，所述的電纜部分自上而下依次為前連接段、首工作段、尾工作段和尾連接段，并在前連接段上端部設(shè)有水密接頭，在前連接段、首工作段之間設(shè)有測(cè)斜儀和壓力傳感器組，且首、尾工作段內(nèi)部設(shè)有多組電纜，首、尾工作段沿長(zhǎng)度方向依次設(shè)置8道水聽(tīng)器組合，在首工作段與尾工作段之間設(shè)有可擴(kuò)展式8道數(shù)字包(該8道數(shù)字包用于處理前、后工作段中各四道接收的模擬信號(hào))，所述的電纜和水聽(tīng)器組合之間填充聚氨酯固體材料，在尾工作段和尾連接段之間設(shè)有測(cè)斜儀和壓力傳感器組，在尾連接段末端有鈦合金金屬接頭連接，所述輔助鋼纜上還設(shè)有多個(gè)用于懸掛重物的卡扣。
[0008]所述的一種自容式海洋垂直纜地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的浮體單元包括浮球體，以及位于浮球體內(nèi)的垂直纜控制與記錄單元、電池倉(cāng)和信號(hào)發(fā)射器;浮球體內(nèi)的垂直纜控制與記錄單元通過(guò)水密接頭和自容式海洋地震勘探垂直線纜連接，并控制信號(hào)發(fā)射器向PC控制主機(jī)發(fā)送位置信息，發(fā)射頻率為5分鐘一次，電池倉(cāng)為自容式海洋地震勘探垂直線纜供電。
[0009]所述的一種自容式海洋垂直纜地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于首、尾工作段內(nèi)的每道水聽(tīng)器組合采用由16個(gè)水聽(tīng)器構(gòu)成的等距不等權(quán)組合，水聽(tīng)器的組內(nèi)距為0.3m，采用權(quán)數(shù)的設(shè)計(jì)為:1，2，3，4，3，2，1。
[0010]所述的一種自容式海洋垂直纜地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于在首、尾工作段之間還增加有一個(gè)或多個(gè)工作段，所述的工作段與首、尾工作段結(jié)構(gòu)相同；首工作段與相鄰的工作段之間設(shè)有一個(gè)8道數(shù)字包，尾工作段與相鄰的工作段之間設(shè)有一個(gè)8道數(shù)字包，當(dāng)增加有多個(gè)工作段時(shí)，相鄰兩個(gè)工作段之間也設(shè)有一個(gè)8道數(shù)字包;該8道數(shù)字包通過(guò)56針電纜接頭分別與位于其上方的8道水聽(tīng)器組合的下四道、位于其下方的8道水聽(tīng)器組合的上四道相連接，從而將連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了纜的數(shù)字化，并以實(shí)現(xiàn)了對(duì)垂直纜的擴(kuò)展。
[0011 ]所述的一種自容式海洋垂直纜地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的8道數(shù)字包與工作段相互獨(dú)立，8道數(shù)字包包括柱狀的鈦合金金屬保護(hù)套，保護(hù)套內(nèi)部設(shè)有多個(gè)電路板，8道數(shù)字包通過(guò)保護(hù)套內(nèi)部的56針電纜接頭分別與位于其上下兩端的工作段相連接，8道數(shù)字包內(nèi)部的電路板包括:數(shù)字板A，數(shù)字板B、地震數(shù)據(jù)采集板，信號(hào)增益控制板，傾角數(shù)據(jù)采集板，壓力數(shù)據(jù)采集板，電流數(shù)據(jù)采集板;其中，數(shù)字板B用于收集地震數(shù)據(jù)的采集板的輸出數(shù)據(jù)，并控制信號(hào)增益控制板對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)增益;數(shù)字板A用于收集傾角數(shù)據(jù)采集板、壓力數(shù)據(jù)采集板及電流數(shù)據(jù)采集板的輸出數(shù)據(jù)，數(shù)字板A，數(shù)字板B之間無(wú)電路連接，而是采用并行分布組合，分別進(jìn)行垂直纜傳輸過(guò)程中的電源轉(zhuǎn)換和獲取實(shí)時(shí)狀態(tài)信息;地震數(shù)據(jù)采集板與其上端的4道水聽(tīng)器組以及其下端的4道的水聽(tīng)器組合相連，負(fù)責(zé)對(duì)每道水聽(tīng)器組合傳輸?shù)哪M信號(hào)進(jìn)行采樣和數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出到電子板B。
[0012]上述自容式海洋地震勘探垂直纜首工作段頂端與尾工作段下端各有一個(gè)測(cè)斜儀和壓力傳感器組3，可以實(shí)時(shí)記錄纜在工作時(shí)所處的深度位置和姿態(tài)等信息，最大可沉放到水深1000米;并且采用高性能深水水聽(tīng)器，采用垂直觀測(cè)方式，通過(guò)調(diào)整具有彈性的前連接段2的長(zhǎng)度，能夠保證在水深1000米處仍可正常工作，可用于軍事目標(biāo)追蹤。
[0013]上述的自容式海洋地震勘探垂直纜采用了輔助鋼纜8，使電纜部分不必采用剛性結(jié)構(gòu)而可以采用彈性結(jié)構(gòu)，將電纜部分懸掛于輔助鋼纜8時(shí)，可以通過(guò)將電纜部分彎曲懸掛的方式調(diào)整水聽(tīng)器組合11之間的距離，從而可以采用非固定道距排列，便于實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)的靈活調(diào)整，便于分離波場(chǎng)。它可以分離上行波(如反射波)和下行波(如直達(dá)波)，還便于識(shí)別出散射波、多次波。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):a.垂直纜上實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換，真正實(shí)現(xiàn)了纜的數(shù)字化，從而使纜在對(duì)應(yīng)采樣率下可達(dá)到最大道數(shù)的擴(kuò)展;b.工作水深大，在水深100m時(shí)，垂直纜纜仍可正常工作;c.采用非固定道距排列，便于實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)的靈活調(diào)整;d.時(shí)間采樣率高，可達(dá)I/8ms，且可選擇采樣率多:l/8ms, l/4ms, l/2ms, lms，2ms，4ms;e.垂直纜外部設(shè)有輔助鋼纜，實(shí)現(xiàn)了功能的合理分離;f.接收信號(hào)的頻帶寬:10Hz-8kHz ; g.探測(cè)深度深，配合6000J電火花震源，滿足在水深大于1000米對(duì)海底沉積地層大于1000米地層的探測(cè);h.通過(guò)調(diào)節(jié)前連接段、尾連接段，可以實(shí)時(shí)控制垂直纜的沉放深度；1.能夠在有限的空間里(尤其在復(fù)雜熱液地區(qū))實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的三維勘探方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的三維成像。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖2是本實(shí)用新型的施工示意圖
[0017]圖3是本實(shí)用新型的浮球結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖4是本實(shí)用新型的垂直纜總體結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖5是本實(shí)用新型的海洋地震勘探垂直纜擴(kuò)展示意圖
[0020]圖6是本實(shí)用新型的海洋地震勘探垂直纜水聽(tīng)器組合結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖7是本實(shí)用新型的海洋地震勘探垂直纜8道數(shù)字包的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]其中，I水密接頭，2前連接段，3壓力傳感器和測(cè)斜儀組，4首工作段，5數(shù)字包，6尾工作段，7尾連接段，8輔助鋼纜，9卡環(huán)，1