一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统及应用技术方案

技术编号:17938135 阅读:94 留言:0更新日期:2018-05-15 18:55
本发明专利技术属于海洋地震勘探技术领域,尤其是涉及一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统及应用。相比于传统的海洋表面水平测线观测方式,本发明专利技术所提供的竖直测线系统及应用能够较好的实现与水平面大角度相交的异常体的成像,同时,由于其测线主要在深度方向延展,在水平方向仅占用很小的区域,不影响海上的船只运行,受到往来船只的干扰也小;气枪震源采用了多个不同方向气枪组成,震源激发后,地震波能向多个方向传播,因此能较好的获得侧方及下方界面所返回的地质信息。在此基础上,震源的触发采用测量电缆通过无线模式进行激震,有效的确保了系统的防水性,同时也能较大程度的减少海水对震源的侵蚀。

A vertical line survey system for shallow seismic exploration at sea and its application

The invention belongs to the technical field of marine seismic exploration, in particular to a vertical line measuring system for shallow seismic exploration at sea and its application. The vertical line measuring system and application of this invention can better realize the imaging of the abnormal body which intersects the horizontal plane in large angle compared with the traditional method of measuring the horizontal line of the ocean surface. At the same time, because its measuring line is mainly extended in the direction of depth, it occupies only a very small area in the horizontal direction, and does not affect the ship at sea. When the source is excited, the seismic wave can propagate in many directions, so it can better obtain the geological information returned by the side and below the interface. On this basis, the trigger of the source is triggered by the wireless mode, which effectively ensures the waterproofing of the system, and can also reduce the erosion of the sea water to the source of the sea water.

【技术实现步骤摘要】
一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统及应用
本专利技术属于海洋地震勘探
,尤其是涉及一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统及应用。
技术介绍
近海是人类开发利用海洋活动最早、最频繁的地带。当前,如何有效保护、合理利用和开发海洋是世界各国研究的热点。我国是一个海洋大国,海洋资源丰富,合理开发和利用海洋资源有利于我国经济的快速发展。近年来,随着海洋资源开发水平的提高,我国海洋工程建设的规模愈来愈大,结构愈来愈复杂,对于工程建设的要求也愈加严格,尤其是港口、滨海发电厂、跨海桥梁隧道、海上石油平台工程等建设项目,对基岩面的起伏形态和暗礁、风化深槽、海底断层、海底滑坡等特殊地质现象往往有较高的勘探要求,对地层穿透深度的要求也越来越高。进行近海海底断层探测和海底滑坡探测,能够为近海工程建设(港口、滨海发电厂、跨海桥梁隧道工程等)提供强有力的前期勘察保障。提前查明探测区域内的断层分布情况、滑坡范围与滑移面深度和形态等地质参数提供支撑与指导,为工程建设的选址、建设期工程地质问题的应对与处置措施提高依据。地震波勘查技术方法是海域浅层地质与构造探测中最常用方法之一。为优化海洋观测方式及研究海底地质成像特征,采取有效的海洋地震勘探装置及方法是非常有必要的。目前的探测装置有以下几个问题。①测线布置范围大,影响航运。海洋地震勘探往往采用多条测线的观测方式,在这种观测方式下,若要对海下地质获得较准确的探测,则需要大面积的布置测线。在近海位置航运较多,大范围测线的布置既影响了航运,采集的数据也受到了航运的影响,降低了探测的准确度。同时,近海处地质条件复杂,界面倾角变化较大,若采用小范围的观测方式,则难以达到多种地质界面的详细探测。因此,急需提出一种水平占用范围小且能够实现多种倾角界面准确探测的观测方式。②震源与检波器位置不易固定。常规的测线中,常常将震源和检波器分别布置,这种观测方式仅能在海洋表面实现较好的设定,但在海洋深较处(10~100m),受到海流等的影响,采用拖缆难以将震源与检波器之间的相互位置进行固定,容易对震源及检波器点的坐标测量和计算造成较大的困难,影响结果解释。因此,急需提出一种使检波器与震源能够较好固定且完成多点激震的装置和方法。③检波器所采集的波场受限。常规的海洋探测往往只需要对测线正下方的地质信息进行数据采集,因此,采用单分量检波器即可满足要求。但当检波器沉入水中后,所采集的信息既包含了下方的反射信息,也需要侧向传播来的地震信息;同时,由于海中竖直测线为直线观测方式,采用单分量检波器的数据进行处理,往往会形成镜像假异常。因此,急需提出一种能够满足竖向测量的三分量检波器采集装置来获得较全面的波场信息并压制假异常。④防水及控制系统。由于在深水中布置测线,因此,对仪器设备的防水及防压有较高的要求,现有的仪器设备难以满足该要求。因此,急需提出一种防水及防压效果好且能实现非接触式的控制方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,针对现有技术中存在的不足,提供一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统。为此,本专利技术的上述目的通过以下技术方案来实现:一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统,所述海上浅层地震勘探的竖直测线系统包括:移动式气枪震源装置、固定式三分量检波器和中央控制系统,所述移动式气枪震源装置和固定式三分量检波器沿着竖直方向设置在测量电缆上,所述测量电缆内设置震源激震控制电缆和地震波信息传输电缆;所述中央控制系统设置在勘探船船体上且与测量电缆相连接;所述移动式气枪震源装置在测量电缆上沿着竖直方向上下滑动,所述移动式气枪震源装置包括气枪载体,所述气枪载体上设置多个水平气枪、多个竖直气枪和气枪组合控制器,多个水平气枪设置在气枪载体的侧壁上且均匀分割气枪载体四周的空间,多个竖直气枪设置在气枪载体的下部且均匀分割气枪载体下部的空间,所述气枪组合控制器用于控制水平气枪和竖直气枪进行多种组合激震;所述固定式三分量检波器为多个且间隔地沿着竖直方向设置在测量电缆上,所述固定式三分量检波器包括X-分量检波器、Y-分量检波器、Z-分量检波器和震源无线发射器;所述中央控制系统通过设置在测量电缆内的震源激震控制电缆传输控制信号至震源无线发射器并通过震源无线发射器发射控制信号给移动式气枪震源装置进行震源激发,同时固定式三分量检波器进行地震波信息的数据采集并通过地震波信息传输电缆传输回中央控制系统。在采用上述技术方案的同时,本专利技术还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案:优选地,所述移动式气枪震源装置上方设置吊环,所述吊环经吊绳连接至勘探船船体上设置的吊绳线圈上。优选地,所述移动式气枪震源装置内侧设置小型永久性磁铁;所述固定式三分量检波器内设置电磁铁,所述测量电缆内还设置有电磁铁控制电缆,所述电磁铁控制电缆与中央控制系统相连接,所述电磁铁控制电缆与固定式三分量检波器内设置的电磁铁相连接并用于控制其通断,所述电磁铁在通断的条件下与小型永久性磁铁相配合用于固定或松开移动式气枪震源装置。优选地,所述测量电缆的尾部沿着竖直方向由上至下依次设置托板和铁坠,所述托板用于限位移动式气枪震源装置以防止其下落,所述铁坠用于为竖直测线系统提供向下的驱动力。优选地,所述竖直测线系统还包括设置在勘探船船体上的固定架、设置在固定架上的测量电缆定滑轮,所述测量电缆定滑轮用于穿过测量电缆并用于测量电缆在其表面滑动。优选地,所述竖直测线系统还包括设置在勘探船船体上的固定架、设置在固定架上的吊绳定滑轮,所述吊绳定滑轮用于穿过吊绳并用于吊绳在其表面滑动。优选地,所述竖直测线系统还包括测量电缆线圈,所述测量电缆线圈连接至中央控制系统并由其控制转动用于收、放测量电缆。优选地,所述竖直测线系统还包括吊绳线圈,所述吊绳线圈分别连接至中央控制系统并由其控制转动用于收、放测量吊绳。本专利技术的另外一个目的在于,针对现有技术中存在的不足,提供一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统的应用。为此,本专利技术的上述目的通过以下技术方案来实现:一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统的应用,所述海上浅层地震勘探的竖直测线系统的应用包括:应用前面所述的海上浅层地震勘探的竖直测线系统于海上地震勘探。在采用上述技术方案的同时,本专利技术还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案:优选地,所述海上浅层地震勘探的竖直测线系统的应用包括:(1)对近海工程现场进行调研,根据需要,选取合适的探测地点,并停止勘探船;(2)将移动式气枪震源装置安装在测量电缆的尾部,并使其靠在设置在移动式气枪震源装置下方的托板上;(3)打开电磁铁开关,使得移动式气枪震源装置吸附在托板上,并使得两者之间保持固定;(4)中央控制系统控制测量电缆线圈和吊绳线圈释放测量电缆和吊绳,通过定滑轮将测量电缆垂直放入至水中,通过设置在测量电缆线圈上的转速传感器计算测量电缆的释放长度,当设置在托板下方的铁坠下放到测量电缆线下放的最深位置处,停止测量电缆和吊绳的释放;(5)关闭固定式三分量检波器内的电磁铁,并转动吊绳线圈,将吊绳沿着竖直方向向上提升1/2最小检波器间距,然后打开固定式三分量检波器内的电磁铁;(6)继续转动吊绳线圈,提升移动式气枪震源装置,当移动式气枪震源装置到达其上方最接近固定式三分量检波器所在位置处时,移动式气枪震源装置会立刻和固定式三分量检波器中的电磁铁相互吸引,本文档来自技高网
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一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统及应用

【技术保护点】
一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统,其特征在于,所述海上浅层地震勘探的竖直测线系统包括:移动式气枪震源装置、固定式三分量检波器和中央控制系统,所述移动式气枪震源装置和固定式三分量检波器沿着竖直方向设置在测量电缆上,所述测量电缆内设置震源激震控制电缆和地震波信息传输电缆;所述中央控制系统设置在勘探船船体上且与测量电缆相连接;所述移动式气枪震源装置在测量电缆上沿着竖直方向上下滑动,所述移动式气枪震源装置包括气枪载体,所述气枪载体上设置多个水平气枪、多个竖直气枪和气枪组合控制器,多个水平气枪设置在气枪载体的侧壁上且均匀分割气枪载体四周的空间,多个竖直气枪设置在气枪载体的下部且均匀分割气枪载体下部的空间,所述气枪组合控制器用于控制水平气枪和竖直气枪进行多种组合激震;所述固定式三分量检波器为多个且间隔地沿着竖直方向设置在测量电缆上,所述固定式三分量检波器包括X‑分量检波器、Y‑分量检波器、Z‑分量检波器和震源无线发射器;所述中央控制系统通过设置在测量电缆内的震源激震控制电缆传输控制信号至震源无线发射器并通过震源无线发射器发射控制信号给移动式气枪震源装置进行震源激发,同时固定式三分量检波器进行地震波信息的数据采集并通过地震波信息传输电缆传输回中央控制系统。...

【技术特征摘要】
1.一种海上浅层地震勘探的竖直测线系统,其特征在于,所述海上浅层地震勘探的竖直测线系统包括:移动式气枪震源装置、固定式三分量检波器和中央控制系统,所述移动式气枪震源装置和固定式三分量检波器沿着竖直方向设置在测量电缆上,所述测量电缆内设置震源激震控制电缆和地震波信息传输电缆;所述中央控制系统设置在勘探船船体上且与测量电缆相连接;所述移动式气枪震源装置在测量电缆上沿着竖直方向上下滑动,所述移动式气枪震源装置包括气枪载体,所述气枪载体上设置多个水平气枪、多个竖直气枪和气枪组合控制器,多个水平气枪设置在气枪载体的侧壁上且均匀分割气枪载体四周的空间,多个竖直气枪设置在气枪载体的下部且均匀分割气枪载体下部的空间,所述气枪组合控制器用于控制水平气枪和竖直气枪进行多种组合激震;所述固定式三分量检波器为多个且间隔地沿着竖直方向设置在测量电缆上,所述固定式三分量检波器包括X-分量检波器、Y-分量检波器、Z-分量检波器和震源无线发射器;所述中央控制系统通过设置在测量电缆内的震源激震控制电缆传输控制信号至震源无线发射器并通过震源无线发射器发射控制信号给移动式气枪震源装置进行震源激发,同时固定式三分量检波器进行地震波信息的数据采集并通过地震波信息传输电缆传输回中央控制系统。2.根据权利要求1所述的海上浅层地震勘探的竖直测线系统,其特征在于,所述移动式气枪震源装置上方设置吊环,所述吊环经吊绳连接至勘探船船体上设置的吊绳线圈上。3.根据权利要求1所述的海上浅层地震勘探的竖直测线系统,其特征在于,所述移动式气枪震源装置内侧设置小型永久性磁铁;所述固定式三分量检波器内设置电磁铁,所述测量电缆内还设置有电磁铁控制电缆,所述电磁铁控制电缆与中央控制系统相连接,所述电磁铁控制电缆与固定式三分量检波器内设置的电磁铁相连接并用于控制其通断,所述电磁铁在通断的条件下与小型永久性磁铁相配合用于固定或松开移动式气枪震源装置。4.根据权利要求1所述的海上浅层地震勘探的竖直测线系统,其特征在于,所述测量电缆的尾部沿着竖直方向由上至下依次设置托板和铁坠,所述托板用于限位移动式气枪震源装置以防止其下落,所述铁坠用于为竖直测线系统提供向下的驱动力。5.根据权利要求1所述的海上浅层地震勘探的竖直测线系统,其特征在于,所述竖直测线系统还包括设置在勘探船船体上的固定架、设置在固定架上的测量电缆定滑轮,所述测量电缆定滑轮用于穿过测量电缆并用于测量电缆在其表面滑动。6.根据权利要求1所述的海上浅层地震勘探的竖直测线系统,其特征在于,所述竖直测线系统还包括设置在勘探船船体上的固定架、设置在固定架...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪明元单治钢孙淼军
申请(专利权)人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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