一种基于水下移动平台的地震勘探系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于水下移动平台的地震勘探系统。所述系统包括：外挂式电子舱、电路集成装置、水下移动平台、挂载机构、多电极发射列阵和多通道水听器线列阵；外挂式电子舱通过挂载机构外挂固定在水下移动平台上，电路集成装置设置在外挂式电子舱内，电路集成装置与多电极发射列阵连接，多电极发射列阵与多通道水听器线列阵连接；电路集成装置包括多通道水声数据采集装置、声源主机、光电接驳盒和电池组，多通道水声数据采集装置与声源主机连接，光电接驳盒分别与多通道水声数据采集装置、声源主机、电池组以及多电极发射列阵连接。本发明专利技术能够避免大深度海水对声波的大幅度衰减，提高地震探测分辨率，增加地层穿透深度，进而提高勘探精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水下移动平台的地震勘探系统
本专利技术涉及地球物理勘探调查
，特别是涉及一种基于水下移动平台的地震勘探系统。
技术介绍
常规海洋地震探测通常是将声源发射阵和水听器拖曳阵列均用调查船拖曳于海面，声源发射的声波经过海水传播并经海底反射后被水听器阵列接收采集，经过进一步计算、成图来分析判断海底地质情况。这种常规地震探测方式在深海海域工作时，由于海水对声波(特别是高频声波)的大幅度衰减，常规地震设备对深海地层的探测分辨率和穿透深度降低，导致勘探精度不高。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能提高勘探精度的基于水下移动平台的地震勘探系统。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于水下移动平台的地震勘探系统，包括：外挂式电子舱、电路集成装置、水下移动平台、挂载机构、多电极发射列阵和多通道水听器线列阵；所述外挂式电子舱通过所述挂载机构外挂固定在所述水下移动平台上，所述电路集成装置设置在所述外挂式电子舱内，所述电路集成装置与所述多电极发射列阵连接，所述多电极发射列阵与所述多通道水听器线列阵连接；所述电路集成装置包括多通道水声数据采集装置、声源主机、光电接驳盒和电池组，所述多通道水声数据采集装置与所述声源主机连接，所述光电接驳盒分别与所述多通道水声数据采集装置、所述声源主机、所述电池组以及所述多电极发射列阵连接，所述多通道水声数据采集装置用于采集所述多通道水听器线列阵接收到的水声数据，所述声源主机用于控制所述多电极发射列阵放电激发声波，所述光电接驳盒用于对接收到的光信号或电信号进行转接并对所述电池组进行管理。可选的，所述系统还包括光电复合电缆，所述电路集成装置通过所述光电复合电缆与所述多电极发射列阵连接，所述光电复合电缆穿过所述多电极发射列阵与所述多通道水听器线列阵连接。可选的，所述系统还包括尾部挂接杆，所述尾部挂接杆的一端与所述水下移动平台的尾部固定连接，所述尾部挂接杆的另一端与所述光电复合电缆挂接，所述尾部挂接杆用于承受所述水下移动平台航行过程中所述光电复合电缆、所述多电极发射列阵以及所述多通道水听器线列阵的拖曳拉力。可选的，所述多通道水声数据采集装置包括：微处理器、逻辑控制器、光纤数传接口、外围传感器、机内自检装置、时钟管理模块、声源主机接口、以太网接口和存储管理模块；所述微处理器分别与所述水下移动平台、所述逻辑控制器、所述外围传感器、所述声源主机接口和所述以太网接口连接，所述声源主机接口与所述声源主机连接，所述微处理器用于将预设参数发送至所述逻辑控制器和所述多通道水听器线列阵，同时将触发信号发送至所述声源主机和所述多通道水听器线列阵，将接收到的所述外围传感器数据发送至所述逻辑控制模块，并实时接收所述逻辑控制器发送的数据，通过以太网接口将所述数据实时发送，所述预设参数包括预设采用间隔、预设采样率以及预设记录长度；所述逻辑控制器分别与所述光纤数传接口、所述机内自检装置、所述时钟管理模块和所述存储管理模块连接，所述光纤数传接口与所述光电接驳盒连接，所述逻辑控制器用于接收所述多通道水听器线列阵发送的地震数据，对所述地震数据进行解析，将解析后的地震数据实时发送至微处理器模块和所述存储管理模块；所述光纤数传接口用于进行光电转换；所述外围传感器包括深度传感器、高度传感器、温度传感器和姿态传感器；所述机内自检模块用于实时监测和测试；所述时钟管理模块采用高精度晶振或者原子钟作为系统的时钟源；所述声源主机接口用于对所述声源主机输出触发脉冲信号以及对所述声源主机进行激发能量参数设置；所述以太网接口用于连接上一级的控制设备；所述存储管理模块用于存储解析后的地震数据。可选的，所述声源主机包括：中央控制器、升压整流充电电路、储能电容组、全固体放电开关、以及与所述中央控制器均连接的充电控制电路、采样电路、放电开关控制电路、串行接口、光电隔离接口；所述储能电容组分别与所述升压整流充电电路、所述全固体放电开关以及所述采样电路连接，所述升压整流充电电路与所述充电控制电路连接，所述全固体放电开关与所述放电开关控制电路连接，所述全固体放电开关连接所述光电接驳盒，所述串行接口和所述光电隔离接口均所述多通道水声数据采集装置连接；所述中央控制器用于控制所述充电控制电路开始充电或结束充电以及控制所述放电开关控制电路闭合；所述升压整流充电电路，用于对所述储能电容组进行充电；所述储能电容组，由多个脉冲储能电容组成；所述全固体放电开关用于实现所述储能电容组的单脉冲快速放电；所述充电控制电路用于根据所述中央控制器的命令，启动或者停止充电；所述采样电路用于对所述储能电容组的电压进行分压采样，获得电容电压值，并将所述电容电压值传送至所述中央控制器；所述放电开关控制电路，用于控制所述储能电容组电能释放；所述串行接口用于所述声源主机与所述多通道水声数据采集装置之间的通讯；所述光电隔离接口用于接收外部触发信号，并将所述外部触发信号发送至所述中央控制器；所述无线网络接口用于接收用户设置的声源参数，并将所述声源参数传送至所述中央控制器，所述声源参数包括激发能量、工作模式、激发间隔和工作时间表，所述无线网络接口为蓝牙接口或者WIFI接口。可选的，所述多电极发射列阵包括高压电极阵列、金属框架、透声耐压桶、第一浮力柱、第二浮力柱、高压转接盒以及电解质溶液；所述透声耐压桶内充满所述电解质溶液，且所述高压电极阵列、所述金属框架均沉浸于所述电解质溶液内，所述高压转接盒位于所述透声耐压桶的上部，所述第一浮力柱位于所述透声耐压桶的首端，所述第二浮力柱位于所述透声耐压桶的尾端，所述第一浮力柱和所述第二浮力柱均与所述透声耐压桶固定连接，所述高压电极阵列与高电位电线连接，所述金属框架与零电位电线连接；所述高压电极阵列包括多个高压放电电极，用于作为所述多电极发射列阵的放电的高压电位；所述金属框架用于作为所述多电极发射列阵的放电的零电位；所述透声耐压桶用于隔绝深水高静压环境，使所述高压电极阵列和所述金属框架处于常压环境；所述第一浮力柱和所述第二浮力柱均用于抵消所述高压电极阵列和所述金属框架的重量；所述电解质溶液用于作为所述多电极发射列阵的高压电位与零电位之间的放电通道；所述高压转接盒用于转接高压。可选的，所述多通道水听器线列阵包括光电转换包、前弹性段、工作段、数字包和后弹性段；所述光电复合缆通过所述光电转换包与所述前弹性段连接，所述前弹性段通过所述数字包与所述工作段连接，多个所述工作段之间通过所述数字包连接，所述工作段通过所述数字包与所述后弹性段连接；所述光电转换包用于将所述多通道水听器线列阵采集到的地震数据及其状态信息转换为光纤信号，并将多通道水声数据采集装置发送至所述多通道水听器线列阵的控制信息转换为电信号；所述前弹性段用于隔离所述水下移动平台和所述多电极发射列阵产生的机械振动；所述工作段包括多个水听器，用于采集水声信号，并将所述水声信号转换为模拟电信号；所述数字包用于将所述模拟电信号转换为数字电信号；所述后弹性段用于隔离尾部噪声。可选的，所述透声耐压桶的材料为碳纤维材料。可选的，所述所述第一浮力柱和所述第二浮力柱的材料均为玻璃微珠浮力材料。可选的，所述多通道水听器线列阵还包括阻力伞，所述阻力伞与所述后弹性段连接，用于保持所述多通道水听器线列阵的姿态。可选的，所述外挂式电子舱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于水下移动平台的地震勘探系统，其特征在于，包括：外挂式电子舱、电路集成装置、水下移动平台、挂载机构、多电极发射列阵和多通道水听器线列阵；所述外挂式电子舱通过所述挂载机构外挂固定在所述水下移动平台上，所述电路集成装置设置在所述外挂式电子舱内，所述电路集成装置与所述多电极发射列阵连接，所述多电极发射列阵与所述多通道水听器线列阵连接；所述电路集成装置包括多通道水声数据采集装置、声源主机、光电接驳盒和电池组，所述多通道水声数据采集装置与所述声源主机连接，所述光电接驳盒分别与所述多通道水声数据采集装置、所述声源主机、所述电池组以及所述多电极发射列阵连接，所述多通道水声数据采集装置用于采集所述多通道水听器线列阵接收到的水声数据，所述声源主机用于控制所述多电极发射列阵放电激发声波，所述光电接驳盒用于对接收到的光信号或电信号进行转接并对所述电池组进行管理。

【技术特征摘要】
1.一种基于水下移动平台的地震勘探系统，其特征在于，包括：外挂式电子舱、电路集成装置、水下移动平台、挂载机构、多电极发射列阵和多通道水听器线列阵；所述外挂式电子舱通过所述挂载机构外挂固定在所述水下移动平台上，所述电路集成装置设置在所述外挂式电子舱内，所述电路集成装置与所述多电极发射列阵连接，所述多电极发射列阵与所述多通道水听器线列阵连接；所述电路集成装置包括多通道水声数据采集装置、声源主机、光电接驳盒和电池组，所述多通道水声数据采集装置与所述声源主机连接，所述光电接驳盒分别与所述多通道水声数据采集装置、所述声源主机、所述电池组以及所述多电极发射列阵连接，所述多通道水声数据采集装置用于采集所述多通道水听器线列阵接收到的水声数据，所述声源主机用于控制所述多电极发射列阵放电激发声波，所述光电接驳盒用于对接收到的光信号或电信号进行转接并对所述电池组进行管理。2.根据权利要求1所述的一种基于水下移动平台的地震勘探系统，其特征在于，所述系统还包括光电复合电缆，所述电路集成装置通过所述光电复合电缆与所述多电极发射列阵连接，所述光电复合电缆穿过所述多电极发射列阵与所述多通道水听器线列阵连接。3.根据权利要求2所述的一种基于水下移动平台的地震勘探系统，其特征在于，所述系统还包括尾部挂接杆，所述尾部挂接杆的一端与所述水下移动平台的尾部固定连接，所述尾部挂接杆的另一端与所述光电复合电缆挂接，所述尾部挂接杆用于承受所述水下移动平台航行过程中所述光电复合电缆、所述多电极发射列阵以及所述多通道水听器线列阵的拖曳拉力。4.根据权利要求1所述的一种基于水下移动平台的地震勘探系统，其特征在于，所述多通道水声数据采集装置包括：微处理器、逻辑控制器、光纤数传接口、外围传感器、机内自检装置、时钟管理模块、声源主机接口、以太网接口和存储管理模块；所述微处理器分别与所述水下移动平台、所述逻辑控制器、所述外围传感器、所述声源主机接口和所述以太网接口连接，所述声源主机接口与所述声源主机连接，所述微处理器用于将预设参数发送至所述逻辑控制器和所述多通道水听器线列阵，同时将触发信号发送至所述声源主机和所述多通道水听器线列阵，将接收到的所述外围传感器数据发送至所述逻辑控制模块，并实时接收所述逻辑控制器发送的数据，通过以太网接口将所述数据实时发送，所述预设参数包括预设采用间隔、预设采样率以及预设记录长度；所述逻辑控制器分别与所述光纤数传接口、所述机内自检装置、所述时钟管理模块和所述存储管理模块连接，所述光纤数传接口与所述光电接驳盒连接，所述逻辑控制器用于接收所述多通道水听器线列阵发送的地震数据，对所述地震数据进行解析，将解析后的地震数据实时发送至微处理器模块和所述存储管理模块；所述光纤数传接口用于进行光电转换；所述外围传感器包括深度传感器、高度传感器、温度传感器和姿态传感器；所述机内自检模块用于实时监测和测试；所述时钟管理模块采用高精度晶振或者原子钟作为系统的时钟源；所述声源主机接口用于对所述声源主机输出触发脉冲信号以及对所述声源主机进行激发能量参数设置；所述以太网接口用于连接上一级的控制设备；所述存储管理模块用于存储解析后的地震数据。5.根据权利要求1所述的一种基于水下移动平台的地震勘探系统，其特征在于，所述声源主机包括：中央控制器、升压整流充电电路、储能电容组、全固体放电开关、以及与所述中央控制器均连接的充电控制电路、采样电路、放电开关控制电路、串行接口、光电隔离接口；所述储能电容组分别与所述升压整流充电电路、所述全固体放电开关以及所述采样电路连接，所述升压整流充电电路与所述充电控制电路连接，所述全固体放电开关与所述放电开关控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴彦良，刘保华，华清峰，于凯本，解秋红，景春雷，黄逸凡，连艳红，闫克平，
申请(专利权)人：国家海洋局第一海洋研究所，国家深海基地管理中心，
类型：发明
国别省市：山东,37