CN117607948A - 一种波形可控震源及地质体超前探测装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于地震勘探技术领域，具体涉及了一种波形可控震源及地质体超前探测装置、方法及系统，旨在解决现有技术中激发的地震波频率较低，并且激发装置体积过大，适用范围比较小的问题。本发明包括：高压源与储能电容连接，高压源用于为储能电容充电，储能电容用于向放电负载瞬时放电；空气开关的一端与储能电容连接，空气开关的另一端与放电负载连接；通过控制空气开关的通断，实现储能电容与放电负载之间的通断，放电负载用于通过储能电容的瞬时放电激发形成地震波。通过对地震波数据进行预处理、波形分析和频谱分析，得到速度异常体位置以及分布范围。

Description

一种波形可控震源及地质体超前探测装置、方法及系统

技术领域

本发明属于地震勘探技术领域，具体涉及了一种波形可控震源及地质体超前探测装置、方法及系统。

背景技术

人工地震是认识深部地质体内部结构的重要手段，在地表以人工激发地震波，地震波遇有介质性质不同的岩层分界面发生不同程度的反射与折射，通过对地震波信号进行转化处理来推断出地下岩层的性质和结构。人工地震勘探所获取的地质体的清晰度、分辨率的高低，很大程度上取决于人工震源所激发地震波的能量、峰值强度、频率、频宽，能量强、脉冲尖锐、频率范围宽的地震波，有利于观测成像。

现有的人工震源可分为两种，一种是有炸药震源，主要包括TNT炸药、硝铵炸药，在工业区和人口稠密区不宜使用，也不利于生态环境的保护，并且需要特殊运输、使用资质；另一种是无炸药震源，主要包括机械撞击震源、气爆震源、电能震源三种，其中，机械撞击震源频率、频宽可调，其输出方向垂直向下，减少了反射和表面波，避免环境噪声的影响，但其激发的地震波频率较低，并且激发装置体积过大，操作不方便。气爆震源具有频率高、频带宽的特点，仅适用于水域。电能震源环保、不需要特殊资质，但其能量不如炸药强。

近年电爆炸冲击波技术取得了较快发展，其中，可控冲击波技术通过将低感度含能材料包裹在金属丝周围，以金属丝电爆炸产生的等离子体、冲击波以及强电磁辐射等效应驱动低感度含能材料化学键断裂释能，将电能和化学能转换为冲击波，可以数十倍的增加冲击波能量。因此，有必要研究提出一种地震波波形可控的人工震源，通过改变低感度含能材料配方、设计冲击波输出窗口、控制冲击波激发次数，实现冲击波的幅值和能量可控、频率频宽可控、激发次数及间隔可控。通过波形可控震源产生能量、幅值强度、频率、频宽波形可控的人工地震波，用于地质体超前探测等地震勘探评价。

基于此，本发明提出了一种波形可控震源及地质体超前探测装置、方法及系统。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即现有技术中激发的地震波频率较低，并且激发装置体积过大，操作不方便，适用范围比较小的问题，本发明提供了一种波形可控震源及地质体超前探测装置、方法及系统。

本发明的一方面，提出了一种波形可控震源及地质体超前探测装置，包括高压源、储能电容、空气开关和放电负载；

所述高压源与所述储能电容连接，所述高压源用于为所述储能电容充电，所述储能电容用于向所述放电负载瞬时放电；

所述空气开关的一端与所述储能电容连接，所述空气开关的另一端与所述放电负载连接；

通过控制所述空气开关的通断，实现所述储能电容与所述放电负载之间的通断，所述放电负载用于通过所述储能电容的瞬时放电激发形成地震波。

在一些优选的实施方式中，所述空气开关的另一端通过放电电缆与所述放电负载连接，所述放电电缆用于实现所述空气开关与所述放电负载之间的连接。

在一些优选的实施方式中，所述空气开关包括空气压缩机、气压表和气动开关；

所述空气压缩机与所述气动开关连接并控制所述气动开关的通断，所述气动开关的一端与所述储能电容和所述高压源连接，所述气动开关的另一端与所述放电电缆连接；

所述空气压缩机与所述气动开关之间密封连接有气压表，所述气压表用于显示并监测所述空气压缩机的压力状况。

在一些优选的实施方式中，所述放电负载包括能量转换器和金属丝含能棒；

所述能量转换器与所述放电电缆和所述金属丝含能棒连接，所述能量转换器用于将电能转换为热能，通过热能触发所述金属丝含能棒释放能量产生地震波。

在一些优选的实施方式中，所述放电负载还包括含能棒弹夹，多个所述金属丝含能棒设置在所述含能棒弹夹内，所述金属丝含能棒用于当其中一个所述金属丝含能棒释放能量结束后，自动推送下一个所述金属丝含能棒。

本发明的第二方面，提出了一种波形可控震源及地质体超前探测方法，基于一种波形可控震源及地质体超前探测装置，该方法包括：

基于所述一种波形可控震源及地质体超前探测装置发射地震波，并通过检波器获取对应的地震波数据；

对所述地震波数据进行预处理，得到接收点与实际地震波出射点吻合的地震波数据；

将预处理后的地震波数据进行波形处理；

将波形处理后的地震波数据进行频散分析，得到频散曲线；同时获取偏移归位处理后的反射波数据，得出深度-速度数据；其中，所述反射波数据基于所述地震波数据获取；

基于所述频散曲线获取频率-相速度数据，并结合所述深度-速度数据得到深度-剪切波速度剖面，根据所述深度-剪切波速度剖面，得出速度异常体位置以及分布范围。

在一些优选的实施方式中，所述检波器包括含纵波检波器、二分量检波器和三分量检波器。

在一些优选的实施方式中，所述预处理包括地震波数据的格式转换以及坐标参数的细化调整。

在一些优选的实施方式中，所述波形处理的方式包括数据刷洗和数据增强。

本发明的第三方面，提出了一种波形可控震源及地质体超前探测系统，基于一种波形可控震源及地质体超前探测方法，该系统包括：

数据获取模块，其配置为基于所述一种波形可控震源及地质体超前探测装置发射地震波，并通过检波器获取对应的地震波数据；

预处理模块，其配置为对所述地震波数据进行预处理，得到接收点与实际地震波出射点吻合的地震波数据；

波形处理模块，其配置为将预处理后的地震波数据进行波形处理；

数据处理模块，其配置为将波形处理后的地震波数据进行频散分析，得到频散曲线；同时获取偏移归位处理后的反射波数据，得出深度-速度数据；其中，所述反射波数据基于所述地震波数据获取；

成果显示模块，其配置为基于所述频散曲线获取频率-相速度数据，并结合所述深度-速度数据得到深度-剪切波速度剖面，根据所述深度-剪切波速度剖面，得出速度异常体位置以及分布范围。

本发明的有益效果：

本发明克服传统震源波形不可控、不利于环保、需要特殊运输使用资质，通过控制开关快速切换，电能以脉冲形式，将能量瞬间释放，激发金属丝电爆炸产生等离子体、冲击波以及强电磁辐射等效应，驱动低感度含能材料化学键断裂释能，通过电能和化学能转换为高能冲击波，产生波形可控的人工地震波，用于地震勘探等高分辨率成像，尤其是在如下方向具有显著的有益效果：

（1）无炸药使用：相比于传统的炸药震源，可控冲击震源避免了使用高危险性的爆炸物，提高了现场作业的安全性。

（2）精确控制：可控冲击波能够实现对激发能量的精确调控，可以根据不同的地质条件和探测需求调整震源参数，提高探测精度和分辨率。

（3）环境友好：减少对环境的破坏和噪音污染，更符合现代绿色施工理念。

（4）连续工作：无需像爆破那样需要间隔等待安全时间，可以连续工作，提高施工效率。

（5）数据质量高：本发明对于地震数据的处理，能够获得高质量的地震记录，有助于生成清晰的地震成像，从而准确预报前方的地质结构以及其他的地质信息，相比于现有技术来说，具有较高的精度和准确性。

（6）便利性：本发明的装置体积较小，方便搬运和操作，适合在多种不同的地形上进行操作。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的一种波形可控震源及地质体超前探测装置的整体结构示意图；

图2是本发明的一种波形可控震源及地质体超前探测装置的放电负载内部结构示意图；

图3是本发明的一种波形可控震源及地质体超前探测装置的含能棒弹夹的结构示意图；

图4是本发明的一种波形可控震源及地质体超前探测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参见图1，本发明第一实施例提供了一种波形可控震源及地质体超前探测装置，包括高压源1、储能电容2、空气开关3和放电负载5；

所述高压源1与所述储能电容2连接，所述高压源1用于为所述储能电容2充电，所述储能电容2用于向所述放电负载5瞬时放电；

所述空气开关3的一端与所述储能电容2连接，所述空气开关3的另一端与所述放电负载5连接；

通过控制所述空气开关3的通断，实现所述储能电容2与所述放电负载5之间的通断，所述放电负载5用于通过所述储能电容2的瞬时放电激发形成地震波。

其中，本发明中的所述高压源1用于输入220V市电，输出数十KV高压电。储能电容2用于通过较长时间充电，而在数十毫秒放电，从而形成一个很大的脉冲功率。

作为对本发明的进一步解释，所述空气开关3的另一端通过放电电缆4与所述放电负载5连接，所述放电电缆4用于实现所述空气开关3与所述放电负载5之间的连接。

作为对本发明的进一步解释，所述空气开关3包括空气压缩机31、气压表32和气动开关33；

所述空气压缩机31与所述气动开关33连接并控制所述气动开关33的通断，所述气动开关33的一端与所述储能电容2和所述高压源1连接，所述气动开关33的另一端与所述放电电缆4连接；

所述空气压缩机31与所述气动开关33之间密封连接有气压表32，所述气压表32用于显示并监测所述空气压缩机31的压力状况。

作为对本发明的进一步解释，所述放电负载5包括能量转换器51和金属丝含能棒52；

所述能量转换器51与所述放电电缆4和所述金属丝含能棒52连接，所述能量转换器51用于将电能转换为热能，通过热能触发所述金属丝含能棒52释放能量产生地震波。

作为对本发明的进一步解释，所述放电负载5还包括含能棒弹夹53，多个所述金属丝含能棒52设置在所述含能棒弹夹53内，所述金属丝含能棒52用于当其中一个所述金属丝含能棒52释放能量结束后，自动推送下一个所述金属丝含能棒52。

其中，本发明由放电电缆4连接金属丝爆炸驱动低感度含能材料，输出冲击波能量主要由低感度含能材料体积决定，每次放电后含能棒弹夹53自动推送换弹，可以实现一次装填多次激发形成人工地震波。

其中，在本实施例中，所述能量转换器51与金属丝含能棒52连接的方式包括：所述能量转换器51与金属丝含能棒52中的金属丝搭接，当含能棒弹夹53自动推送换弹后，新的金属丝含能棒52中的金属丝始终与所述能量转换器51搭接。

其中，在本实施例中，参见图2、图3，含能棒弹夹53包括推送头531、供料弹簧532、往复弹簧533和补给壳体534；

所述补给壳体534为圆柱体，上部开设有沉头圆孔，沉头圆孔的侧壁与圆弧板c、直挡板d围成涡旋槽a，金属丝含能棒52容纳于涡旋槽a内。供料弹簧532设置于直挡板d与金属丝含能棒52之间，用于向金属丝含能棒52施加推力以推动金属丝含能棒52沿涡旋槽a移动并到达补给壳体534的中心。供料弹簧532可选用扇形弹簧。补给壳体534的中心设置有深孔b，深孔b用于容纳往复弹簧533，推送头531连接于往复弹簧533的上端，用于向上推动金属丝含能棒52移动。具体而言，往复弹簧533为压缩弹簧，向推送头531提供向上的推力；

所述补给壳体534和所述能量转换器51均固定在放电负载壳体54内，所述能量转换器51的具体位置本发明不做具体的限定，在本实施例中，所述能量转换器51可以固定在所述放电负载壳体54的靠近所述推送头531的一侧，使推送头531推送金属丝含能棒52后，所述金属丝含能棒52与能量转换器51搭接，所述放电电缆4穿过所述放电负载壳体54与所述能量转换器51连接；

在初始状态下，所述推送头531与所述能量转换器51之间设置有一个金属丝含能棒52，当初始的金属丝含能棒52爆炸后，其冲击波能够压缩往复弹簧533，进而实现自动换弹。

其中，在所述推送头531和所述能量转换器51之间设置有一个能够使金属丝含能棒52沿其移动的导轨，防止所述金属丝含能棒52在推送出来时掉落，为所述金属丝含能棒52提供导向作用。

其中，本发明的能量转换器51可为电热丝、电热管、陶瓷加热片等电阻加热器元件中的一种，本发明中不做具体限定。

本发明在具体使用中的实施方式参见如下步骤：

（1）依次连接高压源1、储能电容2、空气开关3放电电缆4和放电负载5，并确保储能电容2接地端可靠接地；

（2）利用空气压缩机31向气动开关33充气至气压表32显示的数值为3atm；

（3）将储能电容2充电至20kV；

（4）触发气动开关33，金属丝电爆炸驱动低感度含能材料起爆。

参见图4，本发明第二实施例提供了一种波形可控震源及地质体超前探测方法，基于一种波形可控震源及地质体超前探测装置，该方法包括：

基于所述一种波形可控震源及地质体超前探测装置发射地震波，并通过检波器获取对应的地震波数据；

对所述地震波数据进行预处理，得到接收点与实际地震波出射点吻合的地震波数据；

将预处理后的地震波数据进行波形处理；

将波形处理后的地震波数据进行频散分析，得到频散曲线；同时获取偏移归位处理后的反射波数据，得出深度-速度数据；其中，所述反射波数据基于所述地震波数据获取；

基于所述频散曲线获取频率-相速度数据，并结合所述深度-速度数据得到深度-剪切波速度剖面，根据所述深度-剪切波速度剖面，得出速度异常体位置以及分布范围。

本发明提供一种波形可控震源及地质体超前探测方法，可依据地震波传播的频散特性，利用波形可控震源激发产生多种频率成分的面波，频率成分与波形有着直接的数学关系式，即可实现频率成分的可控，根据具体地质勘察需求进一步设定激发频率属性参数。

本发明提供一种波形可控震源及地质体超前探测方法，依据数据采集观测系统具体形式选择震源激发模式，观测系统可有且不限于跨孔CT透射或反射层析观测模式、面波浅层走时观测模式、单孔波速直达波测试模式。本发明提供一种波形可控震源在以上且不限于以上三种观测模式中作为地震波激发源。

本发明所提供的方法是指地震波在波形可控震源端以柱面、球面波波前面形式向指定方向传播，因观测系统模式不同，可采集透射波、反射波、面波等，在观测系统接收端地震波适应所有类型检波器。

为了更清晰地对本发明的一种波形可控震源及地质体超前探测方法进行说明，下面结合图4对本发明实施例展开详述，详细描述如下：

基于所述一种波形可控震源及地质体超前探测装置发射地震波，并通过检波器获取对应的地震波数据；

本发明中，所述检波器包括含纵波检波器、二分量检波器和三分量检波器。

对所述地震波数据进行预处理，得到接收点与实际地震波出射点吻合的地震波数据；

本发明中的预处理步骤主要解决数据输入以及格式转换问题，不同采集设备可能提供不同地震数据格式，并且经过坐标参数的细化调整，保证接收点与实际地震波出射点吻合。

将预处理后的地震波数据进行波形处理；

本发明中的波形处理步骤主要解决数据刷洗以及信号增强问题，由于检波器埋置等问题造成单道信号波形发生畸变，使用人机交互功能配合滑动视窗法剔除坏道，保证信号的有效性；采集过程中混入自然、工程等噪声信号，通过噪声与有效信号在小波域的差异性进行降噪工作，保证信号频率成分上的有效性，同时，单发多收数据通过叠加手段抑制强随机信号以及多次反射信号；最终经过相位矫正，实现走时的精确拾取。

上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。

对于本发明第二实施例的一种波形可控震源及地质体超前探测方法的具体应用参见下述步骤：

（1）搜集工区资料，了解施工环境条件。某隧道横跨山体，全长1000m，该地段发育较多的小溶洞，地下水位标高受地形控制，与地势相关度较高。

（2）采集隧道现场布置观测系统。观测系统设置两条测线，在隧道两侧各布置一条测线，每条测线设置5个震源点，并相应布置25个三分量检波器，偏移距为8m，道间距为3m。选择Z分量垂直于隧道侧壁，其余分量用于计算剪切波。

（3）采集数据。在震源点上使用本发明第一实施例提供的一种波形可控震源及地质体超前探测装置，在岩体上产生冲击能量，并以地震波的形式向外扩散，检波线同步计时开启，接受地震波信号，检波器通过无线传输信号汇入到总基站存储下来。

（4）预处理。对第17道波形畸变的信号进行切除，格式转化为数字矩阵，以备后续步骤所需。

（5）根据频谱分析，有效信号分布在300Hz到700Hz范围内，并且范围内存在随机噪声以及多次反射信号，其频率范围与有效信号重叠，为了彻底消除噪声对波形的影响，采取dB10小波对信号进行5阶分解，噪声信号主要成分分布在第4尺度，对该尺度信号系数进行缩小操作，进而在重构过程中降低噪声的参与程度，最终实现噪声压制目的，从去噪后的数据频谱上看，400Hz左右的信号有部分损失，可被视为噪声信号被滤除。

（6）通过频谱分析以及剪切波成像图可知，在630m处有一倾角70左右的速度突变界面，一侧为灰岩高速岩体，另一侧为溶蚀孔洞显示的低速体，突变区域沿隧道分布范围约在5m左右。

本发明第三实施例提供了一种波形可控震源及地质体超前探测方法系统，基于一种波形可控震源及地质体超前探测方法，该系统包括：

数据获取模块，其配置为基于所述一种波形可控震源及地质体超前探测装置发射地震波，并通过检波器获取对应的地震波数据；

预处理模块，其配置为对所述地震波数据进行预处理，得到接收点与实际地震波出射点吻合的地震波数据；

波形处理模块，其配置为将预处理后的地震波数据进行波形处理；

数据处理模块，其配置为将波形处理后的地震波数据进行频散分析，得到频散曲线；同时获取偏移归位处理后的反射波数据，得出深度-速度数据；其中，所述反射波数据基于所述地震波数据获取；

成果显示模块，其配置为基于所述频散曲线获取频率-相速度数据，并结合所述深度-速度数据得到深度-剪切波速度剖面，根据所述深度-剪切波速度剖面，得出速度异常体位置以及分布范围。

所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

需要说明的是，上述实施例提供的一种波形可控震源及地质体超前探测方法系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。

在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波形可控震源及地质体超前探测装置，其特征在于，包括高压源（1）、储能电容（2）、空气开关（3）和放电负载（5）；

所述高压源（1）与所述储能电容（2）连接，所述高压源（1）用于为所述储能电容（2）充电，所述储能电容（2）用于向所述放电负载（5）瞬时放电；

所述空气开关（3）的一端与所述储能电容（2）连接，所述空气开关（3）的另一端与所述放电负载（5）连接；

通过控制所述空气开关（3）的通断，实现所述储能电容（2）与所述放电负载（5）之间的通断，所述放电负载（5）用于通过所述储能电容（2）的瞬时放电激发形成地震波。

2.根据权利要求1所述的一种波形可控震源及地质体超前探测装置，其特征在于，所述空气开关（3）的另一端通过放电电缆（4）与所述放电负载（5）连接，所述放电电缆（4）用于实现所述空气开关（3）与所述放电负载（5）之间的连接。

3.根据权利要求1所述的一种波形可控震源及地质体超前探测装置，其特征在于，所述空气开关（3）包括空气压缩机（31）、气压表（32）和气动开关（33）；

所述空气压缩机（31）与所述气动开关（33）连接并控制所述气动开关（33）的通断，所述气动开关（33）的一端与所述储能电容（2）和所述高压源（1）连接，所述气动开关（33）的另一端与所述放电电缆（4）连接；

所述空气压缩机（31）与所述气动开关（33）之间密封连接有气压表（32），所述气压表（32）用于显示并监测所述空气压缩机（31）的压力状况。

4.根据权利要求1所述的一种波形可控震源及地质体超前探测装置，其特征在于，所述放电负载（5）包括能量转换器（51）和金属丝含能棒（52）；

所述能量转换器（51）与所述放电电缆（4）和所述金属丝含能棒（52）连接，所述能量转换器（51）用于将电能转换为热能，通过热能触发所述金属丝含能棒（52）释放能量产生地震波。

5.根据权利要求4所述的一种波形可控震源及地质体超前探测装置，其特征在于，所述放电负载（5）还包括含能棒弹夹（53），多个所述金属丝含能棒（52）设置在所述含能棒弹夹（53）内，所述金属丝含能棒（52）用于当其中一个所述金属丝含能棒（52）释放能量结束后，自动推送下一个所述金属丝含能棒（52）。

6.一种波形可控震源及地质体超前探测方法，基于权利要求1-5任一项所述的一种波形可控震源及地质体超前探测装置，其特征在于，该方法包括：

基于所述一种波形可控震源及地质体超前探测装置发射地震波，并通过检波器获取对应的地震波数据；

对所述地震波数据进行预处理，得到接收点与实际地震波出射点吻合的地震波数据；

将预处理后的地震波数据进行波形处理；

将波形处理后的地震波数据进行频散分析，得到频散曲线；同时获取偏移归位处理后的反射波数据，得出深度-速度数据；其中，所述反射波数据基于所述地震波数据获取；

基于所述频散曲线获取频率-相速度数据，并结合所述深度-速度数据得到深度-剪切波速度剖面，根据所述深度-剪切波速度剖面，得出速度异常体位置以及分布范围。

7.根据权利要求6所述的一种波形可控震源及地质体超前探测方法，其特征在于，所述检波器包括含纵波检波器、二分量检波器和三分量检波器。

8.根据权利要求6所述的一种波形可控震源及地质体超前探测方法，其特征在于，所述预处理包括地震波数据的格式转换以及坐标参数的细化调整。

9.根据权利要求6所述的一种波形可控震源及地质体超前探测方法，其特征在于，所述波形处理的方式包括数据刷洗和数据增强。

10.一种波形可控震源及地质体超前探测系统，基于权利要求6-9任一项所述的一种波形可控震源及地质体超前探测方法，其特征在于，该系统包括：

数据获取模块，其配置为基于所述一种波形可控震源及地质体超前探测装置发射地震波，并通过检波器获取对应的地震波数据；

预处理模块，其配置为对所述地震波数据进行预处理，得到接收点与实际地震波出射点吻合的地震波数据；

波形处理模块，其配置为将预处理后的地震波数据进行波形处理；

数据处理模块，其配置为将波形处理后的地震波数据进行频散分析，得到频散曲线；同时获取偏移归位处理后的反射波数据，得出深度-速度数据；其中，所述反射波数据基于所述地震波数据获取；

成果显示模块，其配置为基于所述频散曲线获取频率-相速度数据，并结合所述深度-速度数据得到深度-剪切波速度剖面，根据所述深度-剪切波速度剖面，得出速度异常体位置以及分布范围。