[发明专利]一种数字化拖曳式地震勘探装置

说明书

技术领域

本发明属于地球物理勘探领域，特别是涉及一种数字化拖曳式地震勘探装置。

技术背景

目前，常规拖曳式地震勘探装置的结构有两种：

(1).模拟拖曳缆，由甲板揽、拖缆、弹性段、声阵段、弹性段、尾标组成。水听器信号经位于声阵段内的放大器放大后以模拟信号形式通过拖缆、甲板揽传送到处理机。这种拖曳缆的优点是结构简单，其缺点是：外界噪音大，信号传输过程中容易发生畸变。非声传感器数量有限，并且随着水听器数目的增多，传输线随之增多，缆的长度受到了限制。

(2).数字传输拖曳缆，由甲板揽、拖缆、弹性段、数字段、声阵段、弹性段、尾标组成。所有水听器信号在数字段完成A/D变换，经编码后通过拖缆、甲板揽传送到处理机。非声传感器信号通过拖缆、甲板揽单独传送至处理机。这种数字拖曳缆与模拟拖曳缆相比，减小了信号传输过程当中引入的干扰、减少了传输线的数目，其缺点是：随着水听器数目增多，不但增大了水听器信号在声阵段中传输的干扰，而且增加了装配布线的复杂度，缆的长度仍受到了限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服模拟拖曳缆的信号传输干扰和拖缆结构复杂的缺点；又要解决现有数字拖曳缆(1)随着水听器数目增大、声阵段长度增加，声阵段后段部分的水听器信号往前传输时引入干扰增大的问题；(2)随着水听器数目增大，装配布线复杂度增大的问题。

本发明是这样实现的：

一种数字化拖曳式地震勘探装置，包括依次连接的甲板缆、拖缆、前弹性段、一段或一段以上的工作段、后弹性段、尾绳段，甲板缆、拖缆、前弹性段和工作段，所述的甲板缆、拖缆、前弹性段、工作段之间通过通信电缆连接，一个工作段包括多道水听器和至少一个数字模块，同一道上的水听器全部并联，一个数字模块接收一道或一道以上水听器输出的信号，输送到数字模块的水听器信号经过滤波放大和A/D变换后生成的数字信号，经编码后由通信电缆传输。

作为优选实施方式，本发明的数字化拖曳式地震勘探装置，一个工作段内包括至少一个用来连接外挂传感器的线圈，所述线圈与线圈控制器相连，所述线圈控制器挂接到通信电缆上；工作段之间通过母接口和公接口相连；弹性段的承拉绳为尼龙绳，工作段的承拉绳为开夫拉绳；一个工作段内均匀分布六个数字模块和12道水听器，每两道水听器与相邻的一个数字模块相连。

本发明的优点在于：(1)在工作段内完成水听器信号的A/D变换，通过8B/10B编码后以数字信号形式传输，克服了模拟拖曳缆的信号畸变和拖缆结构复杂的缺点；(2)每个工作段内水听器分为12道，每两道水听器通过一个数字模块进行滤波放大、16位A/D变换和8B/10B编码，避免了所有水听器信号往一个方向传送时所带来的干扰增加和布线复杂等问题，具有布线简单、抗干扰能力强、传输可靠的优点；(3)工作段中只有一个用来控制线圈的非声信号，其他的传感器通过外挂实现，解决了大量非声传感器信号单独传输而增加拖缆复杂性的问题；(4)通过工作段接头的设计，实现了根据工作要求工作段可以前后连接的功能，工作段的长度可以增加，同时缆内传输线的数目不变。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中工作段的连接示意图。

图3是本发明中水听器排列示意图。

图4是本发明中水听器信号采集和数字通信示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

参见图1，本实施例由甲板缆、拖缆、前弹性段、工作段、后弹性段、尾绳段组成，所述拖曳缆的各段次序为甲板缆、拖缆、前弹性段、工作段、后弹性段、尾绳段，甲板揽直接与处理机连接。弹性段的承拉绳为尼龙绳，工作段的承拉绳为开夫拉绳。

工作段的一端为母头，一端为公头，相互之间通过母头和公头相连，一个数字化拖曳式地震勘探装置采用的工作段的多少可以根据需要而定，见图2。

参见图3和图4，工作段由水听器，线圈、数字模块组成，每个数字模块完成两道水听器信号的滤波放大、16位A/D变换、并以8B/10B编码格式通过PCI Express总线传输给数据传输控制模块。当信号通过PCI Express总线传输到下一个数字模块时，该数字模块中的数据传输控制模块完成信号的解码、成帧、重新编码。输出的数字信号经过拖缆、甲板揽和处理机连接。