海底震源及海底探测系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种海底震源及海底探测系统。海底震源包括：底座，底座上设置有第一承压仓、第二承压仓和第三承压仓；第一承压仓内设置有中央控制单元、水声通讯单元、子波记录单元；第二承压仓内设置有能量供给单元；第三承压仓内设置有地震波激发单元。海底探测系统包括间隔设置的若干海底震源及海底地震仪。本实用新型专利技术提供的震源工作时位于海底，不需要调查船拖曳作业，不需要调查船提供能源，工作时被置放于海底，工作后可被回收，在海底激发地震波，避免了地震波激发后在海水中远距离传播导致的能量损失，提高了地层穿透深度。提高了地层穿透深度。提高了地层穿透深度。

【技术实现步骤摘要】
海底震源及海底探测系统


[0001]本技术涉及海洋探测
，尤其涉及一种海底震源及海底探测系统。

技术介绍

[0002]常规海洋地震探测通常是将声波激发系统(震源1)用调查船拖曳于海面，结构参考图1。震源系统包括拖拽震源1和室内系统。拖拽震源1发射的声波经过海水传播并经海底反射后被海底地震仪(OBS)2接收采集，经过计算系统进一步计算、成图来分析判断海底地质情况。
[0003]现有技术中的地震探测系统存在以下不足：由于采用的为拖拽式的探测方式，深海海域工作时，地震波传播路径长，海水对高频声波的大幅度衰减，常规海面震源系统对深海地层的探测分辨率，难以满足深海大洋精细地震探测需求。通常，声波在海水中单程传播损失为20logH，其中H为海水深度。对于1000m深的海水，声波在海水中单程传播损失约为60dB，海水深度越大则传播损失越大，严重影响探测效果。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足之处，解决深海海域海洋地震探测分辨率下降的问题，提供一种探测精度高的海底震源及海底探测系统。
[0005]为了达到上述目的，本技术首先提供一种海底震源，采用的技术方案为：
[0006]海底震源，包括：
[0007]底座，所述底座上设置有第一承压仓、第二承压仓和第三承压仓；
[0008]中央控制单元：设置在第一承压仓内；
[0009]水声通讯单元：设置在第一承压仓内，与海面控制端连接，接收海面控制端对海底震源的控制信号，进一步与中央控制单元，以及，除所在震源外的其他海底震源通信；
[0010]子波记录单元：设置在第一承压仓内，用于采集记录海底震源激发声波的近场子波信号；
[0011]能量供给单元：设置在第二承压仓内，与地震波激发单元、水声释放单元、中央控制单元连接，以为各单元供电；
[0012]地震波激发单元：包括脉冲源和换能器，设置在第三承压仓内，与中央控制单元通信，输出激发地震波。
[0013]本技术一些实施例中，所述水声通讯单元包括水声换能器和调制解调器，所述水声换能器为收发合置换能器，所述调制解调器与水声换能器和中央控制单元通信，以对信号进行模数转换和解析。
[0014]本技术一些实施例中，所述第三承压仓采用碳纤维材料制作。
[0015]本技术一些实施例中，进一步包括北斗RDSS单元，设置在第一承压仓，与中央控制单元通讯。
[0016]本技术一些实施例中，所述能量供给单元包括储能电池及与储能电池连接的
洋流电机。
[0017]本技术一些实施例中，所述震源进一步包括：
[0018]配重：与底座经释放单元连接，所述释放单元与中央控制连接，接收中央控制单元的控制信号，以控制配重于底座之间的连接。
[0019]本技术一些实施例中，所述第三承压仓相对第一承压仓和第二承压仓位于靠近海底的位置。
[0020]本技术一些实施例中，进一步提供一种海底探测系统，包括上述的海底震源，以及，若干个海底地震仪；所述海底震源和海底地震仪呈行排列，包括至少一个排列行。
[0021]本技术一些实施例中，将每个排列行按等间距划分为若干个节点位，在每个节点位随机放置海底震源或海底地震仪。
[0022]本技术一些实施例中，连续布置的海底地震仪数量不超过3个，连续布置的海底震源的数量不超过3个。
[0023]与现有技术相比，本技术的优点和积极效果在于：
[0024](1)不同于现有的拖曳式震源，本技术的震源为海底震源，不需要调查船拖曳作业，不需要调查船提供能源，工作时被置放于海底，工作后可被回收。震源在海底激发地震波，避免了地震波激发后在海水中远距离传播导致的能量损失，提高了地层穿透深度。
[0025](2)基于海底震源构造的海底探测系统为一种分布式震源探测系统，可以将大量海底海底震源布置到海底，与大量海底地震仪OBS分布式协同作业。
附图说明
[0026]图1为现有技术拖拽式震源结构示意图；
[0027]图2为本技术海底震源系统逻辑框图；
[0028]图3为本技术海底震源结构示意图；
[0029]图4为海底探测系统中海底地震仪和海底震源排布结构示意图；
[0030]以上各图中：
[0031]1‑
震源；
[0032]2‑
海底地震仪；
[0033]3‑
底座；
[0034]4‑
第一承压仓；
[0035]5‑
第二承压仓；
[0036]6‑
第三承压仓；
[0037]7‑
水听器；
[0038]8‑
水声换能器；
[0039]9‑
配重。
具体实施方式
[0040]下面，通过示例性的实施方式对本技术进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
[0041]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0042]需要说明的是，当元件被称为“设置在”，“连接”，“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0043]本技术第一实施例首先提供一种海底震源。
[0044]参考图2，海底震源，包括中央控制单元、声波激发单元、水声释放单元、北斗RDSS单元、人机接口单元、子波记录单元、能量供给单元；以上单元分别被设置在不同的承压仓内。
[0045]参考图3，海底震源，其包括底座3，底座3上设置有第一承压仓4、第二承压仓5和第三承压仓6。三个承压仓均可以承受海底高静水压力。为提高海底震源的回收可重复利用性，可在底座3下方进一步设置配重9，配重9采用密度大于海水的材质制作，例如可采用密度较高的钢材质，三个承压仓的主体采用密度小于海水的材质制作，使其可以为海底震源主体提供正浮力，且可在深海高静压环境下为海底震源主体提供正浮力。配重9与底座3之间径释放机构安装在底座3上，释放机构包括电控单元，电控单元在控制指令下可控制释放机构的开闭，当释放机构打开时，配重9和承压仓机构之间的连接脱离，配重9脱落。
[0046]更进一步的，本技术一些实施例中，第一承压仓4、第二承压仓5为中空玻璃舱球；第三承压仓6为承压声仓，采用碳纤维材料制作舱体，碳纤维材料具有优异的透声性能，利于声波输出。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.海底震源，其特征在于，包括：底座，所述底座上设置有第一承压仓、第二承压仓和第三承压仓；中央控制单元：设置在第一承压仓内；水声通讯单元：设置在第一承压仓内，与海面控制端连接，接收海面控制端对海底震源的控制信号，进一步与中央控制单元，以及，除所在震源外的其他海底震源通信；子波记录单元：设置在第一承压仓内，用于采集记录海底震源激发声波的近场子波信号；能量供给单元：设置在第二承压仓内，与地震波激发单元、水声释放单元、中央控制单元连接；地震波激发单元：包括脉冲源和换能器，设置在第三承压仓内，与中央控制单元通信。2.如权利要求1所述的海底震源，其特征在于，所述水声通讯单元包括水声换能器和调制解调器，所述水声换能器为收发合置换能器，所述调制解调器与水声换能器和中央控制单元通信，以对信号进行模数转换和解析。3.如权利要求1所述的海底震源，其特征在于，所述第三承压仓采用碳纤维材料制作。4.如权利要求1所述的海底震源，其特征在于，进一步包括北...

【专利技术属性】
技术研发人员：华清峰，裴彦良，刘晨光，张连成，李西双，闫克平，刘保华，
申请(专利权)人：自然资源部第一海洋研究所，
类型：新型
国别省市：