CN114740524A - 基于检波器串的孔中岩溶探测方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于检波器串的孔中岩溶探测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质；检波器串包括多个依次串接的检波器，检波器串的一头连接有震源，方法包括：获得通过检波器串针对待测孔采集的多组共炮点数据；其中，每组共炮点数据包括检波器串中每个检波器采集的反射信号，反射信号为震源发射的信号经反射后被检波器接收的信号，每组共炮点数据对应一个震源位置；分别对多组共炮点数据中的每个共炮点数据进行波场分离，得到相应的波场分离结果；利用波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果；基于成像结果确定待测孔中岩溶的位置。通过本申请，能够准确确定孔内岩溶的方位。

Description

基于检波器串的孔中岩溶探测方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及岩溶探测技术，尤其涉及一种基于检波器串的孔中岩溶探测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

岩溶探测是采用直接(钻探法)或非直接方法(物探法)探测钻孔附近一定范围内岩溶分布特征的勘察技术。勘察阶段可以利用已有钻孔探测孔周岩溶物探方法主要管波探测法、钻孔雷达法、钻孔多频声波探测法、跨孔弹性波法、孔中高密度电法等。

其中，管波探测法可探测钻孔半径1m内岩体中的岩溶垂向分布范围，具有较高的垂向精度，但是探测结果没有指向性，无法指示孔周岩溶、破碎异常空间分布，且探测结果易受到地层界面、孔径变化、液面处等非溶洞波阻抗界面的影响。钻孔雷达与多频声波探测法原理与管波探测类似，同样没有解决探测方向性问题。跨孔弹性波CT是通过观测地震波穿越地质体时走时、能量(幅值)和波形等的变化，通过层析成像重建地质体内部结构，具有较高的探测精度，但是要两个钻孔才能实施，且需要合适的孔间距。孔中高密度电法属于电法类方法，在孔中实施同样无法探测孔周岩溶的方位，且分辨率较低。可见，现有孔中岩溶探测方法难以准确确定孔内岩溶的方位。

发明内容

本申请实施例提供一种基于检波器串的孔中岩溶探测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，能够准确确定孔内岩溶的方位。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供一种基于检波器串的孔中岩溶探测方法，所述检波器串包括多个依次串接的检波器，所述检波器串的一头连接有震源，方法包括：

获得通过所述检波器串针对待测孔采集的多组共炮点数据；

其中，每组共炮点数据包括所述检波器串中每个检波器采集的反射信号，所述反射信号为所述震源发射的信号经反射后被检波器接收的信号，每组共炮点数据对应一个震源位置；

分别对所述多组共炮点数据中的每个共炮点数据进行波场分离，得到相应的波场分离结果；

利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果；

基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置。

在一些实施例中，所述方法还包括：基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度；所述利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果，包括：利用所述弹性波在所述待测孔内的传播速度及所述波场分离结果中两个水平分量的波，对以所述待测孔为中心的预设范围进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果。

在一些实施例中，所述方法还包括：分别获得每组共炮点数据对应的检波器串中每个检波器的三维坐标，并将一组检波器串对应的检波器的三维坐标作为一个坐标集；基于每一个坐标集，建立观测系统；所述基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度，包括：根据所述观测系统，基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度。

在一些实施例中，所述基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置，包括：对所述成像结果中的成像剖面进行异常体检测，得到相应的异常区域；计算所述异常区域内两个水平分量的波的能量比值；基于所述能量比值计算反正切角；根据所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置。

在一些实施例中，所述检波器串与所述震源之间还连接有方向传感器，所述方法还包括：获得所述方向传感器的方向数据；所述根据所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置，包括：根据所述方向数据及所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置。

在一些实施例中，所述方法还包括：利用所述波场分离结果中的上行波，确定所述待测孔的孔底岩溶深度。

在一些实施例中，所述方法还包括：利用所述波场分离结果中的上行波，确定所述待测孔的孔底岩溶深度。在一些实施例中，所述方法还包括：对所述多组共炮点数据进行去噪处理；和/或，对所述多组共炮点数据进行直达波去除处理；和/或，对所述多组共炮点数据进行增益补偿处理。

本申请实施例提供一种基于检波器串的孔中岩溶探测装置，所述检波器串包括多个依次串接的检波器，所述检波器串的一头连接有震源，所述装置包括：

获得模块，用于获得通过所述检波器串针对待测孔采集的多组共炮点数据；

其中，每组共炮点数据包括所述检波器串中每个检波器采集的反射信号，所述反射信号为所述震源发射的信号经反射后被检波器接收的信号，每组共炮点数据对应一个震源位置；

波场分离模块，用于分别对所述多组共炮点数据中的每个共炮点数据进行波场分离，得到相应的波场分离结果；

成像模块，用于利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果；

岩溶确定模块，用于基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置。

本申请实施例提供一种电子设备，包括：

存储器，用于存储可执行指令；

处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现本申请实施例提供的方法。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有可执行指令，用于引起处理器执行时，实现本申请实施例提供的方法。

本申请实施例通过获得通过所述检波器串针对待测孔采集的多组共炮点数据；其中，每组共炮点数据包括所述检波器串中每个检波器采集的反射信号，所述反射信号为所述震源发射的信号经反射后被检波器接收的信号，每组共炮点数据对应一个震源位置；分别对所述多组共炮点数据中的每个共炮点数据进行波场分离，得到相应的波场分离结果；利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果；基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置，能够准确确定孔内岩溶的方位。

附图说明

图1是本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测系统的一个可选的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的岩溶探测设备101的一个可选的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的电子设备的一个可选的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测方法的一个可选的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的多出共炮点数据的一个可选的波形示意图；

图6A是本申请实施例提供的水平X分量的成像结果的一个可选的示意图；

图6B是本申请实施例提供的水平Y分量的成像结果的一个可选的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

本申请实施例提供一种基于检波器串的孔中岩溶探测方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质，能够准确确定孔内岩溶的方位。

首先对本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测系统进行说明，参见图1，图1是本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测系统100的一个可选的结构示意图，岩溶探测设备101与电子设备102通信连接。电子设备102以及岩溶探测设备101可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请实施例中不作限制。电子设备102可以实施为终端或服务器。终端可以是笔记本电脑，平板电脑，台式计算机，智能手机，专用消息设备，便携式游戏设备，智能音箱，智能手表等，但并不局限于此。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(CDN，Content Delivery Network)服务、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。

其中，参见图2，图2是本申请实施例提供的岩溶探测设备101的一个可选的结构示意图，岩溶探测设备101包括震源1011方向传感器1012及检波器串1013，检波器串1013包括多个依次串接的检波器10131，检波器串1013的一头与震源1011连接，方向传感器1012连接在检波器串1013与震源1011之间。检波器等间隔L1布置，震源1011为高频震源，其在距离检波器串L2处固定，各检波器之间以及检波器串与震源之间使用吸声材料阻隔。

接下来对本申请实施例提供的用于实施上述基于检波器串的孔中岩溶探测方法的电子设备进行说明，参见图3，图3是本申请实施例提供的电子设备的一个可选的结构示意图，在实际应用中，电子设备可以实施为终端或服务器，以电子设备为终端为例，对实施本申请实施例的基于检波器串的孔中岩溶探测方法的电子设备进行说明。图3所示的电子设备包括：至少一个处理器301、存储器305、至少一个网络接口302和用户接口303。电子设备中的各个组件通过总线系统304耦合在一起。可理解，总线系统304用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统304除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图3中将各种总线都标为总线系统304。

处理器301可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其中，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。

用户接口303包括使得能够呈现媒体内容的一个或多个输出装置3031，包括一个或多个扬声器和/或一个或多个视觉显示屏。用户接口303还包括一个或多个输入装置3032，包括有助于用户输入的用户接口部件，比如键盘、鼠标、麦克风、触屏显示屏、摄像头、其他输入按钮和控件。

存储器305可以是可移除的，不可移除的或其组合。示例性的硬件设备包括固态存储器，硬盘驱动器，光盘驱动器等。存储器305可选地包括在物理位置上远离处理器301的一个或多个存储设备。

存储器305包括易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)，易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)。本申请实施例描述的存储器305旨在包括任意适合类型的存储器。

在一些实施例中，存储器305能够存储数据以支持各种操作，这些数据的示例包括程序、模块和数据结构或者其子集或超集，本申请实施例中，存储器305中存储有操作系统3051、网络通信模块3052、呈现模块3053、输入处理模块3054及基于检波器串的孔中岩溶探测装置3055；具体地，

操作系统3051，包括用于处理各种基本系统服务和执行硬件相关任务的系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务；

网络通信模块3052，用于经由一个或多个(有线或无线)网络接口302到达其他计算设备，示例性的网络接口302包括：蓝牙、无线相容性认证(WiFi)、和通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)等；

呈现模块3053，用于经由一个或多个与用户接口303相关联的输出装置3031(例如，显示屏、扬声器等)使得能够呈现信息(例如，用于操作外围设备和显示内容和信息的用户接口)；

输入处理模块3054，用于对一个或多个来自一个或多个输入装置3032之一的一个或多个用户输入或互动进行检测以及翻译所检测的输入或互动。

在一些实施例中，本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测装置可以采用软件方式实现，图3示出了存储在存储器305中的基于检波器串的孔中岩溶探测装置3055，其可以是程序和插件等形式的软件，包括以下软件模块：获得模块30551、波场分离模块30552、成像模块30553和岩溶确定模块30554，这些模块是逻辑上的，因此根据所实现的功能可以进行任意的组合或进一步拆分。将在下文中说明各个模块的功能。

在另一些实施例中，本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测装置可以采用硬件方式实现，作为示例，本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测装置可以是采用硬件译码处理器形式的处理器，其被编程以执行本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测方法，例如，硬件译码处理器形式的处理器可以采用一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex ProgrammableLogic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)或其他电子元件。

下面将结合本申请实施例提供的终端的示例性应用和实施，说明本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测方法。

参见图4，图4是本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测方法的一个可选的流程示意图，将结合图4示出的步骤进行说明。

步骤401，获得通过所述检波器串针对待测孔采集的多组共炮点数据；

其中，每组共炮点数据包括所述检波器串中每个检波器采集的反射信号，所述反射信号为所述震源发射的信号经反射后被检波器接收的信号，每组共炮点数据对应一个震源位置；

步骤402，分别对所述多组共炮点数据中的每个共炮点数据进行波场分离，得到相应的波场分离结果；

步骤403，利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果；

步骤404，基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置。

需要说明的是，参见图2，本申请实施例涉及的检波器串包括多个依次串接的检波器，其中，每个检波器之间的间隔L1为固定值，可以根据实际需要进行设置，例如可以取0.1～1米，检波器的数量N大于或等于2，例如可以设置5～12个。这里，检波器可选用单一垂直分量的检波器，或一个垂直分量多个水平分量的检波器。优选地，可以选用一个垂直分量，两个水平分量，三者相互正交的三分量检波器。检波器的一头连接有震源，连接各检波器、以及震源的电缆采用吸声材料进行包裹。使用的吸声材料的形状为直径较小的柱形。

在实际实施时，探测人员在利用检波器串探测待测孔内的岩溶时，是将检波器串伸入待测孔内进行测量。可以使震源朝向待测孔的孔底将检波器串伸入待测孔，还可以使震源朝向待测孔的孔口将检波器串伸入待测孔。在将检波器串伸入待测孔进行测量的过程中，可以是由孔口至孔底依次下放，在每个位置处停留测量一次，得到一组共炮点数据，这里可以是等距下放，例如每次下放距离L3进行测量，直至检波器串下沉至孔底。在一些实施例中，在将检波器串伸入待测孔进行测量的过程中，可以是首先将检波器串下放至孔底，然后由孔底至孔口依次上升，在每个位置处停留测量一次，得到一组共炮点数据，这里可以将检波器串等距上升，例如每次上升距离L3进行一次测量，直至检波器串上升至孔口。

在实际实施时，终端从检波器串中获得其针对待测孔采集的多组共炮点数据。每组共炮点数据包括所述检波器串中每个检波器采集的反射信号，所述反射信号为所述震源发射的信号经反射后被检波器接收的信号，每组共炮点数据对应一个震源位置，也即对应于震源在待测孔内的一个具体位置。这里，震源位置表征震源距待测孔的孔口的距离。参见图5，图5是本申请实施例提供的多出共炮点数据的一个可选的波形示意图，其中，斜线51为直达纵波，斜线52为直达横波，斜线53为待测孔的孔底岩溶反射上行波。

接着，终端基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度。具体地，在一些实施例中，还可以执行，分别获得每组共炮点数据对应的检波器串中每个检波器的三维坐标，并将一组检波器串对应的检波器的三维坐标作为一个坐标集；基于每一个坐标集，建立观测系统。所述基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度，可以通过如下方式实现：根据所述观测系统，基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度。

在实际实施时，终端对采集到的所有共炮点数据采用速度扫描的方式计算弹性波传播速度，包括纵波传播速度Vp和横波传播速度Vs。具体地，终端针对同一组共炮点数据，获得该组共炮点数据对应的记录的各道直达纵波到达时间Tpi和横波到达时间Tsi，然后根据各个检波器到震源的距离L2+L1*(i-1)，采用线性回归的方法计算得到孔中的速度Vp和Vs。

在一些实施例中，还对获得的多组共炮点数据进行预处理。具体地，还可以执行：对所述多组共炮点数据进行去噪处理；和/或，对所述多组共炮点数据进行直达波去除处理；和/或，对所述多组共炮点数据进行增益补偿处理。

在实际实施时，终端可以根据预设的切除窗口长度WL进行直达波的去除处理，WL与仪器激发传感器发射的信号长度有关，例如可以取WL＝1/f，f为波形记录的主频，可基于原始的共炮点数据进行拾取直达波子波宽度得到。

接着，终端分别对所述多组共炮点数据中的每个共炮点数据进行波场分离，得到相应的波场分离结果。具体地，终端采用三分量偏振分析和拉东变换方法联合从共炮点数据中分离出纵波和横波。

在一些实施例中，所述利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果，包括：利用所述弹性波在所述待测孔内的传播速度及所述波场分离结果中两个水平分量的波，对以所述待测孔为中心的预设范围进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果。

在实际实施时，终端基于波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果。这里，终端可以基于波场分离结果中两个水平分量的纵波进行叠前偏移成像，还可以基于波场分离结果中两个水平分量的横波进行叠前偏移成像。

在一些实施例中，所述基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置，包括：对所述成像结果中的成像剖面进行异常体检测，得到相应的异常区域；计算所述异常区域内两个水平分量的波的能量比值；基于所述能量比值计算反正切角；根据所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置。

在实际实施时，终端根据两个水平分量上的成像结果确定异常位置，分析异常位置出的能量比值确定岩溶方位。

在一些实施例中，所述检波器串与所述震源之间还连接有方向传感器，所述方法还包括：获得所述方向传感器的方向数据；所述根据所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置，包括：根据所述方向数据及所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置。

在实际实施时，终端利用检波器串上的方位传感器记录的方向信息，对得到的岩溶方位进行方向校正。

具体地，终端根据观测系统，针对每一个检波器收发阵列，计算发射传感器S到成像点M以及成像点M到检波器G的距离，利用得到的传播速度Vp和Vs，计算相应的传播时间Ts和Tg。Ts和Tg的计算可使用简单的距离除以速度得到。将接收传感器G接收到的信号记录在信号的反射界面R中，Ts+Tg时刻的信号值放在成像点M处。通过以上计算过程分别利用两个水平分量的纵波或横波数据对待测孔的孔周预设范围的三维空间进行实时成像，得到两个水平分量的成像结果，并对两个水平分量的成像结果进行异常检测，得到相应的异常区域，计算异常与其的能量比值，利用能量比值计算反正切角θ，利用固定在检波器串上的方向传感器确定检波器串的初始方向α，则确定岩溶位置为α+θ。

示例性地，参见图6A和图6B，图6A是本申请实施例提供的水平X分量的成像结果的一个可选的示意图，图6B是本申请实施例提供的水平Y分量的成像结果的一个可选的示意图，其中，图6A中圈出的61处和图6B中圈出的62处对应为成像结果中的异常区域，为岩溶所在的位置。

在一些实施例中，所述方法还包括：利用所述波场分离结果中的上行波，确定所述待测孔的孔底岩溶深度。

在实际实施时，终端还可以利用波场分离结果中的上行波来确定待测孔的孔底岩溶深度。需要说明的是，从波传播到接收点的方向来分，上行波是指来自接收点下方的上行波(一次反射波和上行多次波)，下行波是指来自接收点上方的下行波(直达波和下行多次波)。具体地，根据上行波的走时和上覆地层的平均速度即可计算出反射界面R的深度，从而得到待测孔的孔底岩溶深度。

本申请实施例中，通过获得通过所述检波器串针对待测孔采集的多组共炮点数据，分别对所述多组共炮点数据中的每个共炮点数据进行波场分离，得到相应的波场分离结果；利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果，基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置，能够准确确定孔内岩溶的方位。

下面，将说明本申请实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。

本申请实施例提供的岩溶探测设备包括：等间隔L1布置一定数量N检波器形成检波器，使用高频震源在离检波器串固定的距离L2处固定，各检波器之间以及检波器串与震源之间使用吸声材料阻隔，检波器串上布置有方向传感器。其中，震源可以放置于检波器串顶部方向或底部方向。检波器可采用单一垂直分量的检波器，或一个垂直分量多个水平分量的检波器。示例性地，采用一个垂直分量，两个水平分量，三者相互正交的三分量检波器。在一些实施例中，检波器间隔L1为固定值，可以根据实际需要选择，例如取0.1-1米范围，数量N不小于2，例如可以是5-12个。检波器串与震源间隔L2为固定值，可根据实际需要选择，例如可取1-3米。此外，使用的吸声材料的形状为直径较小与钻孔直径的柱状，包裹着连接各传感器和震源之间的电缆，例如可采用多孔吸声材料。方向传感器可以为电子罗盘或陀螺仪。

本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测方法包括以下步骤：

步骤一，数据采集：将上述装置放在待测孔底(或孔口)检波器串接收到信号后整个装置整体提升(或下放)距离L3，重复上述采集过程，直到装置提升至孔口(下沉至孔底)。

在实际实施时，数据采集过程中，震源激振的同一时刻，各检波器开始接收并记录信号。每一次数据采集完成后整个装置移动距离L3为固定值，一般可取0.5—1米。

步骤二，建立观测系统：计算每个排列各收发检波器坐标，建立观测系统。

步骤三，波速分析：根据步骤二中建立的观测系统，对采集到的所有数据采用速度扫描的方式计算基岩中的弹性波传播速度Vp，Vs。

具体地，取其中一次采集到的共炮点数据，识别并拾取该炮集记录中各道的直达纵波和横波到达时间Tpi和Tsi，根据各个检波器到震源的距离L2+L1*(i-1)采用线性回归的方法计算得到地层中的速度Vp和Vs。

步骤四，数据预处理：对采集到的数据去噪、去直达波、增益补偿等。

具体地，直达波切除给定的切除窗口长度WL，于仪器激发传感器发射的信号长度有关，可取wl＝1/f，f为波形记录的主频，可由原始接收信号拾取直达波子波宽度得到。

步骤五，波场分离：对步骤四中的数据进行波场分离，得到纵波和横波记录。

这里，波场分离主要使用三分量偏振分析和拉东变换方法联合分离出纵波和横波。

步骤六，孔底岩溶分析：根据波场分离结果中的上行波确定孔底岩溶深度。

步骤七，孔周岩溶分析：对步骤五中记录在两个水平分量的纵波(或横波)对孔周一定范围进行叠前偏移成像。根据两个分量上的成像结果确定异常位置，两个成像剖面中具有较好对应性的异常，分析其能量比值确定岩溶方位。利用检波器串上的方位传感器记录的方向信息，对得到的结果进行方向校正。

具体地，根据步骤三中建立的观测系统，对每一个检波器收发阵列，计算发射传感器S到成像点M以及成像点M到检波器G的距离，按步骤3)中得到的速度V，计算相应的传播时间Ts、Tg。Ts和Tg的计算可使用简单的距离除以速度得到。将接收传感器G接收到的信号记录R中，Ts+Tg时刻的信号值放在成像点M处。通过以上计算过程分别利用两个水平分量的纵(横波)数据对孔周一定范围的三维空间进行实时成像。对两个分量的成像结果中具有较好对应性的异常根据其能量比值计算反正切角θ，利用固定在装置上的方向传感器确定装置初始方向α，则岩溶位置为α+θ。

下面继续说明本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测装置3055的实施为软件模块的示例性结构，在一些实施例中，如图3所示，存储在存储器305的基于检波器串的孔中岩溶探测装置3055中的软件模块可以包括：

获得模块30551，用于获得通过所述检波器串针对待测孔采集的多组共炮点数据；

其中，每组共炮点数据包括所述检波器串中每个检波器采集的反射信号，所述反射信号为所述震源发射的信号经反射后被检波器接收的信号，每组共炮点数据对应一个震源位置；

波场分离模块30552，用于分别对所述多组共炮点数据中的每个共炮点数据进行波场分离，得到相应的波场分离结果；

成像模块30553，用于利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果；

岩溶确定模块30554，用于基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置。

在一些实施例中，所述装置还包括：传播速度确定模块，用于基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度；所述成像模块30553，还用于利用所述弹性波在所述待测孔内的传播速度及所述波场分离结果中两个水平分量的波，对以所述待测孔为中心的预设范围进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果。

在一些实施例中，所述装置还包括：观测系统建立模块，用于分别获得每组共炮点数据对应的检波器串中每个检波器的三维坐标，并将一组检波器串对应的检波器的三维坐标作为一个坐标集；基于每一个坐标集，建立观测系统；所述传播速度确定模块，还用于根据所述观测系统，基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度。

在一些实施例中，所述岩溶确定模块30554，还用于对所述成像结果中的成像剖面进行异常体检测，得到相应的异常区域；计算所述异常区域内两个水平分量的波的能量比值；基于所述能量比值计算反正切角；根据所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置。

在一些实施例中，所述检波器串与所述震源之间还连接有方向传感器，所述装置还包括：方向数据获得模块，用于获得所述方向传感器的方向数据；所述岩溶确定模块30554，还用于根据所述方向数据及所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置。

在一些实施例中，所述装置还包括：岩溶深度确定模块，用于利用所述波场分离结果中的上行波，确定所述待测孔的孔底岩溶深度。

在一些实施例中，所述装置还包括：数据预处理模块，用于对所述多组共炮点数据进行去噪处理；和/或，对所述多组共炮点数据进行直达波去除处理；和/或，对所述多组共炮点数据进行增益补偿处理。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行本申请实施例上述的基于检波器串的孔中岩溶探测方法。

本申请实施例提供一种存储有可执行指令的计算机可读存储介质，其中存储有可执行指令，当可执行指令被处理器执行时，将引起处理器执行本申请实施例提供的基于检波器串的孔中岩溶探测方法。

在一些实施例中，计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。

在一些实施例中，可执行指令可以采用程序、软件、软件模块、脚本或代码的形式，按任意形式的编程语言(包括编译或解释语言，或者声明性或过程性语言)来编写，并且其可按任意形式部署，包括被部署为独立的程序或者被部署为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其它单元。

作为示例，可执行指令可以但不一定对应于文件系统中的文件，可以可被存储在保存其它程序或数据的文件的一部分，例如，存储在超文本标记语言(HTML，Hyper TextMarkup Language)文档中的一个或多个脚本中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者，存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。

作为示例，可执行指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。

综上所述，通过本申请实施例能够准确确定孔内岩溶的方位。

以上所述，仅为本申请的实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于检波器串的孔中岩溶探测方法，其特征在于，所述检波器串包括多个依次串接的检波器，所述检波器串的一头连接有震源，所述方法包括：

获得通过所述检波器串针对待测孔采集的多组共炮点数据；

其中，每组共炮点数据包括所述检波器串中每个检波器采集的反射信号，所述反射信号为所述震源发射的信号经反射后被检波器接收的信号，每组共炮点数据对应一个震源位置；

分别对所述多组共炮点数据中的每个共炮点数据进行波场分离，得到相应的波场分离结果；

利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果；

基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置。

2.根据权利要求1所述的基于检波器串的孔中岩溶探测方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度；

所述利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果，包括：

利用所述弹性波在所述待测孔内的传播速度及所述波场分离结果中两个水平分量的波，对以所述待测孔为中心的预设范围进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果。

3.根据权利要求2所述的基于检波器串的孔中岩溶探测方法，其特征在于，所述方法还包括：

分别获得每组共炮点数据对应的检波器串中每个检波器的三维坐标，并将一组检波器串对应的检波器的三维坐标作为一个坐标集；

基于每一个坐标集，建立观测系统；

所述基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度，包括：

根据所述观测系统，基于所述多组共炮点数据，确定弹性波在所述待测孔内的传播速度。

4.根据权利要求3所述的基于检波器串的孔中岩溶探测方法，其特征在于，所述基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置，包括：

对所述成像结果中的成像剖面进行异常体检测，得到相应的异常区域；

计算所述异常区域内两个水平分量的波的能量比值；

基于所述能量比值计算反正切角；

根据所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置。

5.根据权利要求4所述的基于检波器串的孔中岩溶探测方法，其特征在于，所述检波器串与所述震源之间还连接有方向传感器，所述方法还包括：

获得所述方向传感器的方向数据；

所述根据所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置，包括：

根据所述方向数据及所述反正切角，确定所述待测孔中岩溶的位置。

6.根据权利要求1所述的基于检波器串的孔中岩溶探测方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用所述波场分离结果中的上行波，确定所述待测孔的孔底岩溶深度。

7.根据权利要求1所述的基于检波器串的孔中岩溶探测方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述多组共炮点数据进行去噪处理；和/或，

对所述多组共炮点数据进行直达波去除处理；和/或，

对所述多组共炮点数据进行增益补偿处理。

8.一种基于检波器串的孔中岩溶探测装置，其特征在于，所述检波器串包括多个依次串接的检波器，所述检波器串的一头连接有震源，所述装置包括：

获得模块，用于获得通过所述检波器串针对待测孔采集的多组共炮点数据；

其中，每组共炮点数据包括所述检波器串中每个检波器采集的反射信号，所述反射信号为所述震源发射的信号经反射后被检波器接收的信号，每组共炮点数据对应一个震源位置；

波场分离模块，用于分别对所述多组共炮点数据中的每个共炮点数据进行波场分离，得到相应的波场分离结果；

成像模块，用于利用所述波场分离结果中两个水平分量的波进行叠前偏移成像，得到相应的成像结果；

岩溶确定模块，用于基于所述成像结果确定所述待测孔中岩溶的位置。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储可执行指令；

处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现权利要求1至7任一项所述的基于检波器串的孔中岩溶探测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有可执行指令，用于被处理器执行时，实现权利要求1至7任一项所述的基于检波器串的孔中岩溶探测方法。

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