描述了一种光学地震缆（２），包括：沿该缆的长隔开的若干个传感器单元（５）和沿该缆的长隔开的若干个连接单元（４），该缆进一步包括：沿该缆从一个连接单元基本上连续地延伸到下一连接单元的若干条第一光纤，以及各自沿该缆在相邻连接单元之间延伸一段距离的若干条第二光纤，并且其中在每个连接单元处，至少一条第一光纤接合到第二光纤，并且其中在所述传感器单元处，传感器接合到所述第二光纤。本发明专利技术的第二方面还提供一种光学地震缆模块（３），包括：从该缆模块的一端基本上连续延伸到另一端的若干条第一光纤，和各自沿该缆模块延伸一段距离的若干条第二光纤，该地震缆模块进一步包括：在一端的连接单元，在该连接单元处，至少一条第一光纤接合到第二光纤；和若干个传感器单元，在所述若干个传感器单元处，传感器接合到第二光纤。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及地震勘查装置，特别是涉及打算部署在感兴趣的区域并在那里保留若干年的地震勘查缆的模块化结构。这些地震勘查缆利用光敏技术收集数据，并且通过周期 性地询问阵列的传感器并将当前结果与先前结果进行比较，能够确定底层结构的变化。纤 维光学地震阵列主要打算用于监测海底油田资源分布和含量随时间的变化。
技术介绍
为了在感兴趣的区域部署传感器阵列，若干缆通常被铺设成跨该区域延伸的平行 线，在这些平行缆之间具有预定的间距。每条缆具有若干沿其长度隔开的传感器单元，每个 传感器单元包括若干用于检测加速度和压力的独立传感设备。在所谓的"4C"传感器单元 中，在每个传感器单元中提供四个传感器。三个传感器测量三个正交方向上的加速度，而第 四个传感器为压力变送器或水听器。 光纤测量技术在地震勘查中已经为人们所熟知，其既可用于压力测量又可用于加 速度测量。 在常规光纤压力传感器中，光纤线圈被缠绕在柔性线圈架上，该线圈架随着外压 的增加而变形，从而压縮纤维线圈。该压縮使该纤维的光程变短，并且使能利用已经穿过该 压縮线圈和没有穿过该压縮线圈的同步光脉冲各自之间的相位比较来对压力进行测量。 已知基于光纤技术的加速计，其中，感应块(a sensing mass)在弹性压杆一端被 支撑用于轴向运动，并且纤维光学线圈缠绕该压杆。当轴向加速度被施加到该压杆的另一 端时，线性加速度被感应到，在压杆被压縮或拉伸时，直径的变化使得光纤线圈的光程长度 发生变化。这种光程长度的变化利用已经穿过该压縮线圈和没有穿过该压縮线圈的同步光 脉冲之间的相位的比较被感应到。 在光学地震勘查缆中，典型的"4C"传感单元包含3个纤维光学加速计和一个纤维 光学压力传感器和或"水听器"。这三个加速计通常被正交布置，虽然在某些情况下也可使 用其它布置。这些加速计被安装在可被干燥惰性气体填充的防水外壳内。水听器位于该外 壳的外部以便容易受到外界的压力。 每个传感器单元的四个传感器的光纤线圈在具有信号输入/输出端和反射端的光纤上串联连接。在该反射端，布置镜子或其它反射元件以便将到达该反射端的光通过该纤维和传感器反射回输入/输出端。作为补充，将四个另外的镜子耦合到该纤维上每两个相邻的传感器之间的位置，以及第一传感器与该输入/输出端之间的置。 利用该布置，在该输入/输出端施加的单个脉冲的光沿该纤维传播并且到达第一耦合器，在第一耦合器处，该光的一部分被分离并且被送往第一镜子，而该光的其余部分穿过该第一传感器的纤维光学线圈继续传递。送往第一镜子的光被反射回到第一耦合器并且沿该光纤被送回该输入/输出端，在那里它作为第一返回脉冲出现。 穿过该第一传感器的线圈的光接着遇到第二耦合器，在第二耦合器中，该光的一 部分又被分离并被送往第二镜子。在第二镜子处反射的光回来穿过第一传感器线圈并且继续到输入/输出端，在这里它形成第二返回脉冲。已经穿过第一传感器线圈并且在第二耦 合器处没有被分离的光穿过第二传感器的纤维光学线圈，并且遇到第三耦合器。以与上述 类似的方式，该光的一部分再次被分离，在第三镜子处被反射，并且通过第一传感器和第二 传感器的线圈返回，以在该输入/输出端形成第三返回脉冲。在布置了四个传感线圈的传 感器单元中，将存在五个反射设备，因而施加到该纤维的输入/输出端的单个脉冲的光将 会产生一连串五个返回脉冲，每个反射镜产生一个。这些传感器线圈的光程通常是相似的， 因此这些返回脉冲在时间上均匀地分隔开。 为了对这些传感器的纤维光学线圈的状态进行测量，两个脉冲被施加到该纤维的 输入/输出端。这两个输入脉冲之间的时间间隔被布置为基本上与光沿该纤维从一个反射 镜到下一个反射镜并且回来所用的时间即来自单个输入脉冲的返回脉冲之间的间隔相同。 因此，当来自已经通过第一传感器线圈并且在第二镜子处被反射的第一脉冲的光返回到该 纤维的输入/输出端(即来自第一输入脉冲的第二返回脉冲)时，同时来自已经传递到第 一镜子并且没有通过第一传感器线圈的第二输入脉冲的光也返回到该纤维的输入/输出 端(即自第二输入脉冲的第一返回脉冲)，在这里，两个返回脉冲被叠加以形成干涉。根据 该干涉，能够测量这两个脉冲之间的相位差。该相位差是由该传感器线圈的状态引起的，并 且因此代表在第一光脉冲穿过传感器线圈时该传感器线圈所感应到的瞬时压力或加速度。 正如由上述说明将会理解的，单个输入感应脉冲对将引起来自每个传感器单元的 返回脉冲串。来自每个传感器单元的返回脉冲串必须能够被单独询问，并且这限制了在单 条纤维中能够容纳并保持分离的脉冲串的数目。这又限制了单条纤维可容纳的传感器单元 的数目。 在大型地震阵列中，部署了大量的传感器单元，并且单个询问脉冲对将引起来自 每个传感器的返回脉冲串。通过在合适的位置使用延迟线圈，可交替使用来自不同传感器 单元的返回脉冲。因此需要提供一种利用光纤感应技术的地震缆的结构，其中这些传感器 以最小化将返回脉冲串传到信号处理装置所需的纤维的数目的方式连接到该缆，该信号处 理装置将传感器结果与有意义的地震数据进行关联。 而且，穿过这些纤维的信号在光纤之间的每个接头处存在能量损失，因而在光纤 阵列的设计中要解决的另外考虑因素是最小化信号纤维中接头的数目。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种光学地震缆的结构，其中可将若干个传感器单元连接 到该缆，并有效使用在该缆中提供的各条纤维。 另一目的是要提供一种光学地震缆，其中从该缆的一端延伸到另一端的光纤具有最少的接头。优选地，至少一条纤维从该模块的一端没有中断地延伸到另一端。 另外的目的是要最小化附接到该光纤缆的单元的数目，并且是要降低模块之间的连接的复杂度。 在一个实施例中，该地震缆包括基本上呈管状的强度元件、沿该强度元件的腔延 伸的若干条芯纤维、以及在该强度元件的径向外侧在管中延伸的若干条外纤维，该强度元 件和外纤维被包含在缆护套内。本专利技术的另外目的是要使到这种缆中的芯纤维的纤维连接 的数目最少，因此使得沿该地震缆的长制成的该强度元件中的中断的数目最少。 根据本专利技术的第一方面，提供了一种光学地震缆，包括沿该缆的长隔开的若干个 传感器单元和沿该缆的长隔开的若干个连接单元，该缆进一步包括沿该缆从一个连接单 元基本上连续延伸到下一连接单元的若干条第一光纤以及各自沿该缆在相邻连接单元之 间延伸一段距离的若干条第二光纤，并且其中在每个连接单元处，至少一条第一光纤接合 到第二光纤，并且其中在所述传感器单元处，传感器接合到所述第二光纤。 在一个实施例中，提供了一种光学地震缆，包括基本上呈管状的强度元件、沿该强 度元件的腔延伸的若干条芯光纤维和在该强度元件的径向外侧沿在管中延伸的若干条外 纤维，该地震缆进一步包括若干个连接点，在这些连接点处，该强度元件被中断并且芯纤 维被接合到外纤维；以及若干个传感器点，在这些传感器点，传感器单元被接合到外纤维。 在一个实施例中，提供了模块化光学地震缆，在该模块化光学地震缆中，若干个缆 模块被端到端接合，每个模块包括连接点，在该连接点处，该强度元件被中断，芯纤维被连 接到外纤维；以及若干传感器点，在这些传感器点，传感器单元被接合到外纤维。优选地，每 个模块的两端具有接合设备，其提供了相邻缆模块的强度元件之间的载荷(load)路径，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学地震缆，包括：基本上呈管状的强度元件（１１）、沿该强度元件的腔延伸的若干条第一光纤（１３）和在该强度元件的径向外侧沿该缆延伸的若干条第二光纤（１５），该缆进一步包括：沿该缆的长隔开的若干个传感器单元（５）和沿该缆的长隔开的若干个连接单元（１０）、并且其中所述第一光纤（１３）沿该缆从一个连接单元基本上连续延伸到下一连接单元，每条第二光纤（１５）沿该缆在两个相邻连接单元（１０）之间延伸一段距离，并且其中在每个连接单元（１０）处，至少一条第一光纤（１３）接合到第二光纤（１５），并且其中在所述传感单元（５）处，传感器（Ｓ１、Ｓ２、．．．Ｓ４）接合到所述第二光纤（１５）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普纳什，迈克尔亨肖，
申请(专利权)人：斯汀格雷地球物理有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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