[发明专利]一种浅水条件下气枪子波测量装置和方法

说明书

本发明涉及一种浅水条件下气枪子波测量装置和方法，包括依次连接的海底电缆，数据处理单元，垂直缆和浮体单元；海底电缆包括相互垂直的若干条海底电缆，各条海底电缆上均间隔相同距离设置若干第一种检波器组合，第一种检波器组合为包括磁电式检波器和压电检波器的双检检波器，用于检测平面内的气枪子波信号；垂直缆与海底电缆所在的平面垂直，且垂直缆上均匀设置若干水听器组合，用于检测垂直方向上的气枪子波信号；数据处理单元采集海底电缆和垂直缆采集的气枪子波信号，并对气枪子波信号进行分析处理；浮体单元用于使测量装置漂浮在水面上，从而确定测量装置位置。其更适用于浅水条件下远场子波采集，能够实现立体观测，测量精度显著提高。

技术领域

本发明涉及一种浅水条件下气枪子波测量装置和方法，属于地震勘探技术领域。

背景技术

气枪震源的远场子波不仅是衡量震源性能的重要指标，还是地震资料处理中的重要输入数据。气枪震源的远场子波可以相对简单地获得地震气枪震源信号特性，易于可视化和理解，是衡量震源性能的重要标准。在浅水条件下，复杂的多次波、导波、潮汐、涌浪等特殊干扰波和水体结构严重影响了测量到的气枪子波的精度，而目前在浅水条件下比较常用的测量装置为高分辨率的多道水平电缆，由于其距离海平面较近，获得的数据精度较低，且其分辨率只能满足中深层或浅层工程地震勘探的需要，达不到高精度地震勘探的要求。而另外一类方法为从浅层地震或浅地层剖面中提取的方法，该方法存在能量弱、抗干扰能力差等缺点，也无法获得准确的气枪震源的远场子波。综上所述，在浅水条件下很难通过实际测量获得气枪子波。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种浅水条件下气枪子波测量装置和方法，其更适用于浅水条件下远场子波采集，能够实现立体观测，测量精度显著提高。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种浅水条件下气枪子波测量装置，包括依次连接的海底电缆、垂直缆、数据处理单元和浮体单元；海底电缆包括相互垂直的若干条海底电缆，各条海底电缆中均间隔相同距离设置若干第一种检波器组合，第一种检波器组合为磁电式检波器和压电检波器两种检波器的组合，用于检测平面内的气枪子波信号；垂直缆与海底电缆所在的平面垂直，且垂直缆上均匀设置若干水听器组合，用于检测垂直方向上的气枪子波信号；数据处理单元采集海底电缆和垂直缆采集的气枪子波信号，并对气枪子波信号进行分析处理；浮体单元用于使测量装置漂浮在水面上，从而确定测量装置位置。

进一步，垂直缆包括工作段和连接段，工作段包括垂直电缆以及设置于垂直电缆上的若干等距离分布的水听器组合，连接段套设在各水听器组合的外部。

进一步，第二种检波器组合为水听器组合，包括至少两个间隔一定距离的压电检波器。

进一步，连接段为高强度钛合金保护套。

进一步，浮体单元内设姿态传感器，姿态传感器与数据处理单元连接，用于控制测量装置相对于竖直方向的倾角

进一步，数据处理单元包括地震数据采集模块、温度传感器、压力传感器、GPS定位系统和电源模块，地震数据采集模块采集温度传感器、压力传感器和GPS定位系统采集的数据，电源模块为数据处理单元供电。

进一步，地震数据采集模块包括总控制板、第一地震数据采集板、第二地震数据采集板、第三地震数据采集板、温度压力采集板、倾角数据采集板和GPS与电源控制板；其中，第一地震数据采集板、第二地震数据采集板、第三地震数据采集板分别用于采集垂直缆、第一海底电缆和第二海底电缆的子波信号，温度压力采集板与温度传感器、压力传感器相连以实现温度、压力的采集和控制，倾角数据采集板与姿态传感器连接，以实现装置倾角的采集和控制，GPS与电源控制板连接，GPS定位系统和电源模块用于对装置进行定位和供电，总控制板与各个采集板、GPS与电源控制板连接以实现对装置工况的整体控制。

进一步，数据处理单元的底部设置有金属基座；数据处理单元的侧壁上分别设置有用于与垂直缆和海底电缆的水密接头连接的数据处理单元的水密接头。