用于获取六分量地震数据的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于获取地震数据的系统，特征在于所述用于获取地震数据的系统包括：被配置成使得能够对介质沿三个独立的空间分量的平移运动以及围绕这三个独立的空间分量中的每一个的旋转运动进行测量、从而形成六分量系统的装置（２０，３０，２１，３１，２２，３２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于对平移及旋转运动进行测量的地震数据获取系统。更准确地说，本专利技术涉及一种用于对沿三个独立的空间分量的平移运动以及围绕这三个分量的旋转运动进行测量的地震数据获取系统。因此，更准确地说，本专利技术涉及一种能够沿六个空间分量(即三个平移分量和三个旋转分量)进行测量的地震数据获取系统。因此，这种系统被称作六分量系统或者全波系统。本专利技术还涉及一种进行这种类型的测量的方法。
技术介绍
目前的地震数据获取系统使用埋在地下的地震传感器，如使用地震检波器或者加速度计，所述加速度计是质量块-弹簧类型的惯性传感器。这些系统被用于：通过利用合适的手段，来测量在表面处发生大地扰动之后、被不同地层反射的波的垂直分量。因此，在地震业中惯常使用的系统通常允许对沿单个垂直分量的运动进行测量。而且，目前的系统测量与平移运动相关、或者与旋转运动相关或者甚至与这两者都相关的运动的效应，而不能进行任何区分。为了改进现有的设备，本领域的技术人员建议在这些数据获取系统中使用三正交分量的运动传感器，该运动传感器被用来沿三个分量(即沿彼此正交的一个垂直分量和两个水平分量)测量人们试图认知的介质的运动。就以下方面来说，这样的设备是有利的：通过适合的数字处理，其允许去除由所述系统获取的表面波，因此仅需考虑由大地扰动实际发出的波以及由地层反射的波。然而，已经注意到，尽管进行了数字处理，但是，对不期望的表面波-->的去除并非总是理想的。实际上，在某些情况中，这些系统不再满足当前对于精度和效率的要求。具体地，这些系统在以下方面仍不完善：它们不是在任何情况下都能区分与旋转和平移运动相关的介质的运动。由于表面波(不期望的波)是瑞利波(Rayleigh wave)的类型，因此，具体地，所述表面波的特征之一是：传播所述表面波的介质的摇摆(旋转运动)。因此，必须改进目前的解决方案。为了改进对不期望的波的去除，一种可能的途径是：全面了解传感器模块所处的介质的运动。因此，本专利技术的一个目的是提出一种能够同时测量沿三个优选的正交空间分量的平移运动以及围绕空间中的这三个空间分量的旋转运动的系统。为了确定旋转运动，我们还知道各种测量系统，如陀螺仪。所述陀螺仪仅仅是作为示例而提及的。这些陀螺仪是使用高速旋转的轮的惯性陀螺仪，或者是光学陀螺仪，如在Sagnac干涉仪的情况下。然而，这些部件相对昂贵且/或体积庞大。
技术实现思路
为了实现这些目的中的至少一个，本专利技术包括一种用于获取地震数据的系统和方法，所述系统的特点在于：其包括被设置用来对介质沿三个独立的空间分量的平移运动及围绕这三个独立的空间分量中的每一个的旋转运动进行测量、从而形成六分量系统的装置。根据本专利技术的地震数据获取系统还具有下述特征中的至少一个：-形成六分量系统的装置包括至少六个运动传感器；-所述运动传感器是平移运动传感器；-所述系统包括容纳所述运动传感器的模块，所述运动传感器在位置和方向上以准随机的方式设置，使得将表示由传感器测量的运动的向量m以及表示介质的实际运动的向量v联系起来的矩阵(A)是可逆的；-所述运动传感器成对设置，使得一对传感器中的各运动传感器关于-->该模块的几何中心相互对称地布置；-所述运动传感器被设置成：使得穿过一对传感器中的各运动传感器的几何轴与穿过另一对传感器中的各运动传感器的几何轴正交；-每个运动传感器包括灵敏轴，一对传感器中的各运动传感器被配置成：使得它们的灵敏轴平行；-所述运动传感器被设置成：使得一对传感器的平行的灵敏轴与另一对传感器的平行灵敏轴正交；-所述模块是立方体形状的；-形成六分量系统的装置包括至少三个平移传感器以及至少三个旋转传感器。附图说明通过阅读下文中参考附图、以非限制性示例的方式给出的详细描述，将看到本专利技术的其它特点、目标和优点，在附图中：图1以截面图的形式示意性地示出根据现有技术的一种数据获取系统；图2a以截面图的形式示意性地示出以非限制性示例的方式给出的、一种根据本专利技术的数据获取系统的优选实施例，其中所述系统正经受平移运动；图2b根据同样的横截面图示出了图2a的数据获取系统，其中所述系统经受围绕与图2a的平移运动方向正交的轴的旋转运动；图3以透视图的形式示意性地示出了以非限制性示例的方式给出的、一种根据本专利技术的数据获取系统的优选实施例；图4以透视图的形式示意性地示出了根据本专利技术的一个推广的替代实施例的数据获取系统。具体实施方式图1示出一种根据现有技术的数据获取系统的截面图，该系统由模块1构成，该模块1在其中心位置处包括运动传感器2，该运动传感器2具有灵敏轴3，用于对沿单个空间分量的运动进行测量。更准确地说，该运-->动传感器2用于测量在地表处激发的大地扰动之后、在各地层中反射的波沿垂直分量(z轴)的运动。所述运动传感器2通常是测量速度的地震检波器，或者是加速度计。这种具有质量块-弹簧类型的设备的地震数据获取系统，对线性加速度(平移或局部与平移相似的任何运动)敏感，其不能识别由旋转运动而引起的加速度，因此不能将和旋转运动相关的加速度与和平移运动相关的加速度区分开。图2a和2b以截面图的形式示出了根据本专利技术的有关优选实施例的一种六分量地震数据获取系统中存在的一对运动传感器。由于所述截面图仅部分地示出了该系统，因此，参考这些图而给出的说明仅仅用来表示根据本专利技术的六分量系统的一部分。实际上，这对运动传感器可用来测量沿第一空间分量的平移运动以及围绕与第一空间分量正交的另一空间分量的旋转运动。完整的系统将在下文中参考图3来描述。在图2a和2b中，地震数据获取系统示出有模块10及两个运动传感器20和30，所述运动传感器20和30是平移运动传感器。所述运动传感器20和30基于根据现有技术而使用的运动传感器，每个运动传感器包括至少一个灵敏轴，并且优选地，仅包括一个灵敏轴，分别用41和42来表示。所述运动传感器20、30关于模块10的几何中心o相互对称地布置。所述传感器20、30附着于所述数据获取系统的模块10，使得它们各自的灵敏轴41、42平行，并且优选地，具有共同的方向。所述模块是平行六面体的形状，并且优选地是立方体的形状。更准确地说，传感器20、30分别附着于数据获取系统的模块10的两个平行而相对的面11、12，灵敏轴41、42分别在由面11、12限定的平面内。再准确地说，传感器20和30附着于模块10的面11和12的中心。运动传感器20、30可以是速度传感器或者是加速度传感器。然而，在本说明书的剩余部分中，为了简略，仅仅描述运动传感器20、30是速度传感器的情形。在图2a中，以一对运动传感器20、30部分示出的根据本专利技术的系统-->经受在介质50的平面xz中的平移运动。在平移运动(由图2a的箭头51表示)的情况中，使用两个传感器20和30来获取对与平移运动相关的速度的测量，即获取对传感器(更准确地说，数据获取模块10)所处的介质的运动的速度的测量。使用第一传感器20来获取速度v1，而使用第二传感器30来获取速度v2。随后，通过求传感器20和30中的每个所获得的值的和的一半，来估计介质50的平移速度vt，即速度vt＝(v1+v2)/2。另外，在这种情况下，使用两个传感器而不是使用单个传感器会导致器件的信噪比增加3dB。在图2b中，同样用所述的一对运动传感器20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地震数据获取系统，特征在于，其包括：被设置成用于对介质沿三个独立的空间分量的平移运动以及围绕这三个独立的空间分量中的每一个的旋转运动进行测量、从而形成六分量系统的装置（２０，３０，２１，３１，２２，３２）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2005-12-29 0513444;US 2006-2-8 11/349,3331.一种地震数据获取系统，特征在于，其包括：被设置成用于对介质沿三个独立的空间分量的平移运动以及围绕这三个独立的空间分量中的每一个的旋转运动进行测量、从而形成六分量系统的装置(20，30，21，31，22，32)。2.根据权利要求1所述的系统，特征在于，所述形成六分量系统的装置(20，30，21，31，22，32)包括至少六个运动传感器。3.根据权利要求2所述的系统，特征在于，所述运动传感器是平移运动传感器。4.根据权利要求2或3所述的系统，特征在于，所述地震数据获取系统包括容纳所述运动传感器(20，30，21，31，22，32)的模块(10)，所述运动传感器在位置和方向上以准随机的方式来设置，使得将向量m与向量v联系起来的矩阵(A)是可逆的，其中所述向量m表示由所述传感器测量的运动，而所述向量v表示所述介质的实际运动。5.根据权利要求2至4中的任一项所述的系统，特征在于，所述运动传感器(20，30，21，31，22，32)成对设置，使得任一传感器对(20，30)中的各运动传感器关于所述模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：让保罗梅纳尔，杰罗姆莱恩，
申请(专利权)人：舍塞尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]