CN212845960U - 一种双源多缆窄间距控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海洋地质调查领域，提供一种双源多缆窄间距控制系统及方法，用于解决地震数据采集的面元难以缩小的问题。本实用新型提供的一种双源多缆窄间距控制系统，包括双震源、拖缆、框架，所述框架同地震船连接，所述拖缆同地震船连接；所述拖缆不少于2条，所述拖缆为偶数条，所述中间的相邻的拖缆之间设置有一个双震源；所述拖缆之间通过间距绳连接，所述间距绳同拖缆的中部连接所述拖缆的一端同地震船连接；所述框架包括扩展绳、扩展臂，所述扩展臂、扩展绳同地震船连接；所述扩展绳同最外侧的拖缆的中部连接。可以尽可能的缩小面元的尺寸，多缆间距变化范围在±5%以内，为提高地震数据采集的横向分辨率提供了可能。

Description

一种双源多缆窄间距控制系统

技术领域

本实用新型涉及海洋地质调查领域，具体涉及一种双源多缆窄间距控制系统。

背景技术

根据地震勘探理论，横向采样间隔(亦称道间距，下同)决定横向分辨率，由采样定理可知，横向连续信号一旦进行离散采样，会产生不可恢复的频域范围，该频带区域的有关信息无法完全恢复，而该频带区域的信息经采样后会变成另一频域的新信息，这便是空间假频。由此可知，对某一具体研究对象，要保证其不失真必须依赖于采样间距、该信号本身的频带宽度和信号频带外的高频信息的能量大小，若横向采样能保证不可恢复频带区域位于信号频宽之外，且信号频带外的干扰能量很小，则信号完全可以恢复。

地震信号的横向采样虽己满足采样定理，但仍然存在能量很弱的假频信息，由于地震信号有限带宽外的干扰能量一般均很小，故地震剖面的成像精度，取决于道间距本身和地下构造及勘探精度，因此，应设法避开有效频带内的信号存在的空间假频，使有效信号不致失真，伊尔马滋对空间假频问题进行了深入的分析，指出空间假频的产生与地层倾角、区域速度和道间距有关，并给出如下的具体计算公式：

式中，

为横向不产生空间假频的最高频率；

为区域速度，

为道间距，

为地层倾角。可见，道间距越小，横向可记录的最高有效频率越高，对横向分辨率的提高越有利。

在三维地震面积观测中，为了全覆盖探测工区，一般在平面上将工区“离散化”，即将连续的工区划分为数量庞大的格子“面元”，采集信号时，由落在每个“面元”内的反射信号的多少来计算“覆盖次数”。在一定的观测系统参数条件下，面元最小尺寸是一定的。小于最小尺寸的面元，就会出现“漏测”问题。

常规海上三维地震勘探，气枪震源间距为50米，拖缆间距为100米。其中的接收信号拖缆，两道之间距离为12.5米，即道间距为12.5米，由此纵向面元尺寸最小为6.25米；拖缆之间的横向距离为100米，根据面元大小计算公式，横向面元尺寸最小为25米。由此进行的三维地震勘探，地下最小反射面元为6.25×25米(纵向面元尺寸×横向面元尺寸)。

而在海域天然气水合物地震勘探中，发育区的水合物赋存形态往往为分散状、斑块状、断层状及薄层状，极少有连续性非常好的厚层状，海域天然气水合物的赋存形态多样，且矿体体积大小不一，分散存在。由于常规三维地震勘探组合系统，地下反射面元最小尺寸仅能达到6.25×25米，无法满足海域天然气水合物地震勘探对横向和纵向分辨率的要求。随着目标精细探测的要求，震源间距、电缆间距需要大大缩小，以达到提高横向分辨率的目标。

常规海上三维地震勘探，一般双震源间距为50米，每个震源由多个子阵列组成；电缆间距为100米。2个震源间距控制方法是在各个子阵列之间系上定宽绳，并利用扩展绳向外扩展，最终使其间距保持在一定范围，间距变化一般在±10%，即间距在45-55米之间变化；多条电缆间距控制方法是通过定宽绳连接，外侧利用扩展器向外拖曳，电缆之间横向间距保持在一定范围，间距变化一般在±10%，即间距在90-110米之间变化。

随着间距缩小，间距的变化范围也需要缩小。如震源间距缩小到3.2米，电缆间距缩小到6.4米时，地下最小反射面元的横向尺寸为1.6米，如果按照±10%的间距变化要求，则震源间距变化范围在2.88-3.52米，电缆间距变化范围在5.76-7.04米，由于面元尺寸变小，间距的变化，会导致落在面元中的反射信号非常不均匀，影响信号的后续处理，造成假象。

为了更加精确控制震源间距、电缆间距，并使其间距变化进一步降低，达到±5%以内，考虑采用一种双源多缆窄间距控制技术。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题为解决地震数据采集的面元难以缩小的问题，提供一种双源多缆窄间距控制系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种双源多缆窄间距控制系统，包括双震源、拖缆、框架，所述框架同地震船连接，所述拖缆同地震船连接；所述拖缆不少于2条，所述拖缆为偶数条，所述中间的相邻的拖缆之间设置有一个双震源；所述拖缆之间通过间距绳连接，所述间距绳同拖缆的中部连接所述拖缆的一端同地震船连接；所述框架包括扩展绳、扩展臂，所述扩展臂、扩展绳同地震船连接，所述扩展绳至少两根，分别设置在船体两侧，所述扩展臂至少两条，分别设置在船体两侧；所述扩展绳同最外侧的拖缆的中部连接。

双震源发出地震波，框架用于控制拖缆的位置和间距。

可以尽可能的缩小面元的尺寸，同时维持托兰之间的间距稳定，多缆间距辩护范围在±5%以内，为提高地震数据采集的横向分辨率提供了可能。

优选地，所述双震源包括两个发射源，分别为第一发射源和第二发射源，所述两个发射源之间通过支撑杆连接，所述发射源同地震船通过脉冲电缆连接；所述双震源设置在间距绳和地震船之间。支撑杆可以保证两个震源之间相对稳定。

优选地，所述第一和第二发射源沿船中轴线对称设置。发射源沿船中轴线对称，可以有效的提高震源的覆盖范围，同时大多数的拖缆可以接收到返回的数据。

优选地，所述拖缆同间距绳的连接处设置有防折器，所述拖缆同地震船的连接处至防折器之间形成前导线，所述拖缆自防折器起沿远离地震船方向形成测试电缆，所述拖缆包括前导线和测试电缆；所述前导线的外径为46±2mm。防折器可以有效的避免拖缆弯折，同时，防折器可以稳定拖缆的位置及拖缆之间的距离，与扩展绳和扩展臂一同保证拖缆同船的位置相对稳定。

优选地，所述拖缆中最外侧的两根同头标通过头标拉绳连接；所述扩展绳通过防折器同拖缆连接。头标拉绳固定头标。

优选地，所述扩展绳、间距绳、头标拉绳采用SK78纤维缆绳；所述SK78纤维缆绳在海水中的吸水率为0，比重为0.98，熔点为144~152摄氏度，最高工作温度为65摄氏度。采用SK78纤维，拖缆的重量较小，可以减小阻力，提高拖缆的水下稳定性。

优选地，所述扩展臂上设置有滑轮，所述扩展绳一端同地震船连接，所述扩展绳的另一端同最外侧的拖缆的中部连接，所述扩展绳经过扩展臂的滑轮。扩展绳经过扩展臂的滑轮，从而实现在船动态移动的过程中，框架虽然有微小的形变，但是整体仍是稳定的。

优选地，所述测试电缆的尾端设置有尾标，所述防折器与尾标之间的测试电缆上设置有罗盘鸟、CMX和横向舵鸟；所述罗盘鸟设置有定深装置，所述横向舵鸟设置有声波测距装置、横向舵叶和马达；所述尾标设置有马达和舵桨。尾标和横向舵鸟的舵叶都可以从水流上获取一定的推力，从而实现拖缆之间的间距的调节。

优选地，所述头标上设置有相对GPS定位装置；所述发射源上设置有相对GPS定位装置和CTX。

一种双源多源窄间距控制方法，将双震源设置在距离船尾25~35m的位置，通过支撑杆将左右发射源的间距调整为2.5~3.5m通过罗盘鸟获取拖缆的深度，通过拖缆上的多个横向舵鸟获取拖缆间距，根据间距和深度控制横向舵鸟和尾标，具体包括：S11.调整横向舵鸟的横向舵叶，产生横向推力通过横向舵鸟控制拖缆的横向偏移；S12.调整尾标的舵桨，产生侧向推力，保证拖缆间距的稳定。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：可以尽可能的缩小面元的尺寸，同时维持托兰之间的间距稳定，多缆间距辩护范围在±5%以内，为提高地震数据采集的横向分辨率提供了可能。

震源的间距可以缩小到间距为3.125m，拖缆间距可以缩小到6.4m左右（均有10%上下波动）。

附图说明

图1为一种双源多缆窄间距控制系统的示意图。

图2为一种双源多缆窄间距控制系统的局部示意图。

图3为舵桨的连接示意图。

具体实施方式

以下实施列是对本实用新型的进一步说明，不是对本实用新型的限制。

实施例1

一种双源多缆窄间距控制系统，包括双震源1、拖缆2、框架，所述框架同地震船4连接，所述拖缆2同地震船4连接；所述拖缆2为4条，所述中间的两根相邻的拖缆2之间设置有一个双震源1；所述拖缆2之间通过间距绳27连接，所述间距绳27同拖缆2的中部连接所述拖缆2的一端同地震船4连接；所述框架包括扩展绳31、扩展臂32，所述扩展臂32、扩展绳31同地震船连接，所述扩展绳31至少两根，分别设置在船体两侧，所述扩展臂32至少两条，分别设置在船体两侧；所述扩展绳31同最外侧的拖缆2的中部连接。所述双震源包括两个发射源，分别为第一发射源11和第二发射源12，所述两个发射源之间通过支撑杆13连接，所述发射源同地震船4通过脉冲电缆连接；所述双震源设置在间距绳27和地震船4之间。所述第一11和第二发射源12沿船中轴线对称设置。所述拖缆2同间距绳27的连接处设置有防折器28，所述拖缆2同地震船4的连接处至防折器28之间形成前导线21，所述拖缆2自防折器28起沿远离地震船4方向形成测试电缆22，所述拖缆包括前导线21和测试电缆22；所述前导线21的外径为46±2mm。所述拖缆2中最外侧的两根同头标26通过头标拉绳连接；所述扩展绳31通过防折器28同拖缆连接。所述扩展绳31、间距绳27、头标拉绳采用SK78纤维缆绳；所述SK78纤维缆绳在海水中的吸水率为0，比重为0.98，熔点为144~152摄氏度，最高工作温度为65摄氏度。所述扩展臂32上设置有滑轮33，所述扩展绳31一端同地震船4连接，所述扩展绳31的另一端同最外侧的拖缆2的中部的防折器28连接，所述扩展绳31经过扩展臂32的滑轮33。所述测试电缆22的尾端设置有尾标25，所述防折器28与尾标25之间的测试电缆22上设置有罗盘鸟23、CMX和横向舵鸟24；所述罗盘鸟23设置有定深装置，所述横向舵鸟24设置有声波测距装置、横向舵叶和马达；所述尾标25设置有马达和舵桨。所述头标26上设置有相对GPS定位装置；所述发射源11、12上设置有相对GPS定位装置和CTX。

双震源发出地震波，框架用于控制拖缆的位置和间距。可以尽可能的缩小面元的尺寸，同时维持托兰之间的间距稳定，多缆间距辩护范围在±5%以内，为提高地震数据采集的横向分辨率提供了可能。支撑杆可以保证两个震源之间相对稳定。发射源沿船中轴线对称，可以有效的提高震源的覆盖范围，同时大多数的拖缆可以接收到返回的数据。防折器可以有效的避免拖缆弯折，同时，防折器可以稳定拖缆的位置及拖缆之间的距离，与扩展绳和扩展臂一同保证拖缆同船的位置相对稳定。头标拉绳固定头标。采用SK78纤维，拖缆的重量较小，可以减小阻力，提高拖缆的水下稳定性。扩展绳经过扩展臂的滑轮，从而实现在船动态移动的过程中，框架虽然有微小的形变，但是整体仍是稳定的。尾标和横向舵鸟的舵叶都可以从水流上获取一定的推力，从而实现拖缆之间的间距的调节。

实施例2

一种双源多缆窄间距控制系统，包括双震源1、拖缆2、框架，所述框架同地震船4连接，所述拖缆2同地震船4连接；所述拖缆2为2条，所述中间的两根相邻的拖缆2之间设置有双震源1；所述拖缆2之间通过间距绳27连接，所述间距绳27同拖缆2的中部连接所述拖缆2的一端同地震船4连接；所述框架包括扩展绳31、扩展臂32，所述扩展臂32、扩展绳31同地震船连接，所述扩展绳31两根，分别设置在船体两侧，所述扩展臂32至少两条，分别设置在船体两侧；所述扩展绳31同最外侧的拖缆2的中部连接。

实施例3

一种双源多缆窄间距控制方法，将双震源设置在距离船尾25~35m的位置，通过支撑杆将左右发射源的间距调整为2.5~3.5m通过罗盘鸟获取拖缆的深度，通过拖缆上的多个横向舵鸟获取拖缆间距，根据间距和深度控制横向舵鸟和尾标，具体包括：S11.调整横向舵鸟的横向舵叶，产生横向推力通过横向舵鸟控制拖缆的横向偏移S12.调整尾标的舵桨，产生侧向推力，保证拖缆间距的稳定。

实施例4

一种双源多缆窄间距控制方法，将双震源设置在距离船尾25~35m的位置，通过支撑杆将左右发射源的间距调整为2.5~3.5m通过罗盘鸟获取拖缆的深度，通过拖缆上的多个横向舵鸟获取拖缆间距，根据间距和深度控制横向舵鸟和尾标，具体包括：S11.调整横向舵鸟的横向舵叶，产生横向推力通过横向舵鸟控制拖缆的横向偏移；S12.调整尾标的舵桨，产生侧向推力，保证拖缆间距的稳定。

所述舵桨包括舵叶253和第一电机254，所述第一电机254同舵叶253连接；所述电机254带动舵叶253转动，所述舵叶253可转动的角度为-15~15°。所述尾标25上设置有相对GPS定位装置和第一通讯装置251，所述第一通讯装置251同地震船4连接，所述舵桨还包括第一单片机，所述第一通讯装置251同地震船4连接，所述相对GPS定位装置、第一单片机252同第一通讯装置251连接，所述第一电机254同第一单片机252连接。所述横向鸟包括声波测距装置241、横向舵桨，所述横向舵桨包括第二单片机242、第二电机243和横向舵叶244，所述声波测距装置241同第二单片机242连接，所述第二单片机242同第二电机243连接，所述第二电机243同横向舵叶244连接，所述横向舵叶244的数量不少于两个。所述横向鸟3还包括第二通讯装置245，所述第二通讯装置245同地震船4连接，所述第二单片机242同第二通讯装置245连接。所述罗盘鸟包括定深装置231和第三通讯装置232，所述第三通讯装置232同地震船4连接。所述舵叶253转动的响应值≥0.4°。

罗盘鸟、横向舵鸟、尾标等同地震船通讯，由地震船控制横向舵鸟、尾标的移动。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (9)

1.一种双源多缆窄间距控制系统，其特征在于，包括双震源、拖缆、框架，所述框架同地震船连接，所述拖缆同地震船连接；所述拖缆不少于2条，所述拖缆为偶数条，所述中间的相邻的拖缆之间设置有一个双震源；所述拖缆之间通过间距绳连接，所述间距绳同拖缆的中部连接所述拖缆的一端同地震船连接；所述框架包括扩展绳、扩展臂，所述扩展臂、扩展绳同地震船连接，所述扩展绳至少两根，分别设置在船体两侧，所述扩展臂至少两条，分别设置在船体两侧；所述扩展绳同最外侧的拖缆的中部连接。

2.根据权利要求1所述的一种双源多缆窄间距控制系统，其特征在于，所述双震源包括两个发射源，分别为第一发射源和第二发射源，所述两个发射源之间通过支撑杆连接，所述发射源同地震船通过脉冲电缆连接；所述双震源设置在间距绳和地震船之间。

3.根据权利要求2所述的一种双源多缆窄间距控制系统，其特征在于，所述第一和第二发射源沿船中轴线对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种双源多缆窄间距控制系统，其特征在于，所述拖缆同间距绳的连接处设置有防折器，所述拖缆同地震船的连接处至防折器之间形成前导线，所述拖缆自防折器起沿远离地震船方向形成测试电缆，所述拖缆包括前导线和测试电缆；所述前导线的外径为46±2mm。

5.根据权利要求2所述的一种双源多缆窄间距控制系统，其特征在于，所述拖缆中最外侧的两根同头标通过头标拉绳连接；所述扩展绳通过防折器同拖缆连接。

6.根据权利要求1所述的一种双源多缆窄间距控制系统，其特征在于，所述扩展绳、间距绳、头标拉绳采用SK78纤维缆绳；所述SK78纤维缆绳在海水中的吸水率为0，比重为0.98，熔点为144~152摄氏度，最高工作温度为65摄氏度。

7.根据权利要求1所述的一种双源多缆窄间距控制系统，其特征在于，所述扩展臂上设置有滑轮，所述扩展绳一端同地震船连接，所述扩展绳的另一端同最外侧的拖缆的中部连接，所述扩展绳经过扩展臂的滑轮。

8.根据权利要求4所述的一种双源多缆窄间距控制系统，其特征在于，所述测试电缆的尾端设置有尾标，所述防折器与尾标之间的测试电缆上设置有罗盘鸟、CMX和横向舵鸟；所述罗盘鸟设置有定深装置，所述横向舵鸟设置有声波测距装置、横向舵叶和马达；所述尾标设置有马达和舵桨。

9.根据权利要求5所述的一种双源多缆窄间距控制系统，其特征在于，所述头标上设置有相对GPS定位装置；所述发射源上设置有相对GPS定位装置和CTX。

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