KR20120076952A - Development of obc type streamer device for seismic refraction method in the marine - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An OBC(Ocean Bottom Cable) type streamer device is provided to obtain high quality data by respectively establishing a preamplifier and a hydrophone in each channel for amplifying a signal. CONSTITUTION: An OBC type streamer device is composed of total 24channels by interlinking a hydrophone(420) and a preamplifier(410) as one group. The hydrophone and the preamplifier amplify a refractive signal according to each channel. Each group is filled with silicon oil(400). The interval between channels is 4m. The total length of a streamer having a sensor is established as 92m. A 27 pin connector(300) is connected with the end of a cable.

Description

굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 ＯＢＣ 타입 스트리머 장치{Development of OBC type streamer device for seismic refraction method in the marine}Development of OBC type streamer device for seismic refraction method in the marine}

본 발명은 굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치에 관한 것으르서, OBC 타입(OBC type, Ocean Bottom Cable type)을 이용하여 해저면에 스트리머를 설치하면서 신호의 증폭을 위한 하이드로폰과 전치증폭기를 함께 형성하여 보다 나은 양질의 자료를 취득할 수 있는 굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an OBC type streamer device for refraction marine seismic wave exploration, using a OBC type (OBC type, Ocean Bottom Cable type) while installing a streamer on the bottom of the hydrophone for amplifying a signal And an OBC type streamer device for refraction marine acoustic wave exploration that can form better quality data by forming a pre-amp and a preamplifier together.

굴절법 탄성파탐사는 지표 부근에서 발파 등으로 탄성파(P파, S파)를 발생시켜 속도가 다른 지층 경계에서 굴절되어 돌아오는 굴절파를 지표에 설치한 측정 장치로 기록하여 지하의 속도구조를 알아내는 탐사법이다. 땅속을 전파하는 실체파에는 P파와 S파가 있는데 굴절법에서는 P파 초동을 이옹한 방법이 일반적으로 사용된다.Refraction method The seismic wave detection generates seismic waves (P waves, S waves) by blasting near the surface, and records the refraction waves that are refracted at the strata boundary with different speeds by using a measuring device installed on the surface to find the underground velocity structure. I am exploration. The real wave propagating in the ground includes P wave and S wave. In the refraction method, P wave first wave method is generally used.

해양에서의 굴절법 탄성파 탐사는 지상에서의 탐사법과 방법은 동일하나 적용하는 대상의 차이에 기인한다. 육상에서는 해머 등을 이용하여 P파를 발생시키지만 해양에서는 에어건 등을 이용하여 음원을 발생하고 스트리머 등을 이용하여 초동을 확인하여 지하의 속도분포를 알아내는 방법이다.Refraction in Oceans Seismic surveys are the same as those on the ground, but are due to differences in the applications. On the land, P-waves are generated using hammers, but in the oceans, sound sources are generated using air guns, and streamers are used to check the initial velocity to find underground velocity distribution.

굴절파 탄성파 탐사의 자료처리 및 해석 방법은 먼저 관측 파형 기록을 통하여 기록장치에 기록된 파형을 확인하는 것이다. 다음으로는 자료의 정리와 함께 초동주시를 발췌하여 주시곡선을 작성하게 된다. 주시곡선이 작성된 다음에는 주시곡선을 검토 및 조정 과정을 거쳐 선정을 하게 되고 그 다음으로는 속도주시를 계산하게 된다. 속도주시 계산이 끝나게 되면 심도주시를 계산을 하게 되고 속도층 단면을 작성하게 된다. 다음으로는 경사보정을 하여 최종적인 자료를 도출하게 된다.The method of processing and interpreting the seismic seismic wave detection is to first confirm the waveform recorded in the recording device by recording the observation waveform. Next, we prepare the observation curve by extracting the initial poetry poems together with the data. After the watch curve is created, the watch curve is reviewed and adjusted, and then the speed watch is calculated. When the velocity scan is finished, the depth scan is calculated and the velocity layer section is created. Next, the slope correction is used to derive the final data.

한편 해양에서 이루어지는 많은 조사들이 단일방법으로 수행되는 경우가 많아 공사현장에 제공할 수 있는 자료의 정확도와 정밀도에 한계가 있고, 획득한 자료의 신뢰성이 부족해 공사 진행에 어려움이 발생될 수 있다. 따라서, 엔지니어링 목적의 품질 좋은 자료를 제공하기 위해서는 여러가지 탐사 기술이 동시에 적용되고, 또한 탐사 결과에 대한 해석은 상호 연관성을 가지고 통합적으로 진행되어야 한다.On the other hand, many surveys conducted at sea are carried out by a single method, which limits the accuracy and precision of the data that can be provided to the construction site. Therefore, in order to provide quality data for engineering purposes, various exploration techniques are applied at the same time, and the interpretation of the exploration results must be integrated and integrated.

본 발명은 상기 필요성에 의해 고안된 것으로서, 기존의 해양 굴절법 탄성파 탐사의 문제점으로 지적되어 온 스트리머를 이용하여 자료를 취득하게 될 경우 스트리머가 수면 근처에 존재함으로서 발생되는 오차를 줄이기 위해 OBC 타입(OBC type, Ocean Bottom Cable type)을 이용하여 해저면에 스트리머를 설치하면서 신호의 증폭을 위한 하이드로폰과 전치증폭기를 함께 형성하여 보다 나은 양질의 자료를 얻기 위한 굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치의 제공을 그 목적으로 한다.The present invention has been devised by the above necessity. When the data is acquired using a streamer that has been pointed out as a problem of conventional ocean refraction seismic survey, the OBC type ( OBC type for refraction marine acoustic wave exploration to obtain better quality data by forming hydrophone and preamplifier together for installing a streamer while installing streamer on the bottom using OBC type, Ocean Bottom Cable type) The aim is to provide a streamer device.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치에 있어서, 상기 스트리머는, 다채널로 구성되며 각 채널별로 굴절 신호의 증폭을 위한 하이드로폰과 전치증폭기가 형성되는 것을 특징으로 하는 굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치를 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the OBC type streamer device for refraction marine acoustic wave exploration, the streamer is composed of a multi-channel hydrophone and preamplifier for amplification of the refraction signal for each channel An OBC type streamer device for refraction marine acoustic wave exploration characterized in that it is formed is a technical point.

또한, 각각의 채널은 자료의 취득이 용이하도록 실리콘 오일을 충전하는 것이 바람직하다.In addition, each channel is preferably filled with silicone oil to facilitate the acquisition of data.

여기에서, 상기 각 채널의 간격은 4m, 스트리머의 총 길이는 92m로, 채널의 갯수는 24개로 형성되는 것이 바람직하다.Here, the interval of each channel is 4m, the total length of the streamer is 92m, the number of channels is preferably formed of 24.

상기 과제 해결 수단에 의해 본 발명은, 기존의 해양 굴절법 탄성파 탐사의 단점을 보완하고 굴절 신호 수신이 최대한 용이하도록 OBC 타입의 스트리머를 제작하여 굴절법 탐사가 용이하도록 하였으며, 또한, 제작된 OBC 타입의 스트리머는 다채널로 제작을 하고, 각각의 채널에는 신호의 증폭을 위해 전치증폭기와 하이드로폰을 각각 설치하여 양질의 자료를 취득할 수 있어 지반 공학적 특성의 정확한 정량적 평가가 가능한 효과가 있다.In accordance with the above-described problem solving means, the present invention is to make the OBC-type streamers to facilitate the refraction of the existing ocean refraction seismic wave detection and to receive the refraction signal as much as possible, and to facilitate the refraction detection, the produced OBC The type streamer is manufactured in multiple channels, and each channel is equipped with a preamplifier and a hydrophone to amplify the signal, so that high quality data can be obtained. Therefore, accurate quantitative evaluation of geotechnical characteristics is possible. .

도 1 - 기본적인 굴절법 탄성파 탐사 측정 시스템의 모식도.
도 2 - OBC 타입 스트리머를 이용한 해양 굴절법 탄성파 탐사 측정 모식도.
도 3 - 굴절법 탄성파 탐사 자료처리 및 해석 작업 흐름도.
도 4 - 본 발명의 실시예에 따른 굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치에 대한 모식도.
도 5 - 본 발명의 실시예에 따라 각각의 채널에 장착된 전치증폭기와 하이드로폰의 실제 모습을 나타낸 도.
도 6 - 본 발명의 실시예에 따라 제작된 24채널 OBC 타입 스트리머 장치에 대한 제작 완료 모습을 나타낸 도.1-Schematic diagram of a basic refraction acoustic wave exploration measurement system.
Figure 2-Schematic diagram of ocean refraction seismic survey using OBC type streamer.
Figure 3-Refractive seismic exploration data processing and analysis work flow chart.
4-Schematic diagram of an OBC type streamer device for refraction marine acoustic wave exploration according to an embodiment of the present invention.
5 shows an actual view of the preamplifier and hydrophone mounted to each channel in accordance with an embodiment of the invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a completed state of a 24-channel OBC type streamer device manufactured according to an embodiment of the present invention. FIG.

본 발명은 해양 굴절법 탄성파 탐사에 있어서, 기존의 스트리머를 이용한 굴절법 탐사의 단점을 극복하기 위하여 해저 바닥에 설치가 가능한 OBC 타입(Ocean Bottom Cable type)의 스트리머를 개발하여 탐사 수행이 가능하도록 한 것이다.In the present invention, in the ocean refraction seismic survey, in order to overcome the disadvantages of the conventional refraction method using the streamer to develop the OBC streamer (Ocean Bottom Cable type) that can be installed on the bottom of the seabed can be performed I did it.

상기 스트리머는 다채널로 구성되며 각 채널별로 굴절 신호의 증폭을 위한 하이드로폰과 전치증폭기가 형성되어, 튜빙 작업(tubing)에 의해 튜브 내부에 형성된다.The streamer is composed of multiple channels, and hydrophones and preamplifiers for amplifying the refraction signal are formed for each channel, and are formed inside the tube by tubing.

또한, 24채널의 스트리머를 제작함에 있어서 일정 간격으로 납덩이를 매달아 해저 바닥에 스트리머가 위치되도록 하여 OBC 방식의 자료 취득이 가능하도록 하였고, 스트리머는 선상 및 해저까지의 연결부분인 케이블의 길이가 약 80m, 24채널에서 채널간격 4m로서 92m 등 총 172m에 달한다.In addition, in the production of 24 channel streamers, the streamers are hung at regular intervals so that the streamers are positioned on the bottom of the sea floor, so that OBC data can be obtained. The streamers are connected to the ship and the sea floor. The channel spacing is about 80m, and the channel interval is 4m at 24 channels, totaling 172m including 92m.

또한, 상기 OBC 방식의 스트리머는 진폭의 크기가 매우 작기 때문에 각 채널별로 한 개의 하이드로폰과 함께 전치증폭기(preamplifier)를 동시에 설치하여 자료의 품질을 향상시키는 것이 바람직하다.In addition, since the amplitude of the OBC streamer is very small, it is preferable to simultaneously install a preamplifier with one hydrophone for each channel to improve the quality of data.

여기에서, 해양 굴절법 탐사에서는 탐사효율을 높이기 위하여 음원을 위한 선박과 스트리머 설치를 위한 선박이 필요하여 두 척의 선박을 이용하는 것이 바람직하다.Here, in marine refraction exploration, it is preferable to use two vessels because a vessel for sound source and a vessel for streamer installation are required in order to increase the detection efficiency.

이에 의해 기존의 해양 굴절법 탄성파 탐사의 단점을 보완하고 굴절 신호 수신이 최대한 용이하도록 OBC 타입의 스트리머를 제작하여 굴절법 탐사의 용이성을 가지고자 하였다. 제작된 OBC 타입의 스트리머에는 24채널로 하여 제작을 하고 각각의 채널에는 신호의 증폭을 위해 전치증폭기와 하이드로폰을 각각 위치하여 굴절 신호를 취득할 수 있게 하여, 기존의 굴절법 탐사에 비해 양질의 자료를 취득할 수 있도록 한 것이다.
In this way, OBC-type streamers were fabricated to compensate for the disadvantages of the existing ocean refraction seismic survey and to facilitate the reception of refraction signals. The OBC type streamer is made of 24 channels, and each channel has a preamplifier and a hydrophone for amplification of the signal, so that the refraction signal can be obtained. It is to be able to obtain the data of.

이하에서는 본 발명의 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 기본적인 굴절법 탄성파 탐사 측정 시스템 모식도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 음원(100)을 통하여 파를 발생시키게 되고 이렇게 발생된 파는 굴절파(200)와 직접파(210)의 형태로 지하 매질을 통과하게 된다. 굴절파(200)는 지하 매질의 속도경계층에서 굴절되어 다시 되돌아오게 되고 되돌아온 파는 수진기(110)를 통하여 기록하게 된다. 이렇게 기록되니 자료들은 자료처리 과정을 통하여 지하의 속도 구조를 파악하게 된다.Figure 1 shows a schematic diagram of a basic refraction acoustic wave survey measurement system. As shown, the wave is generated through the sound source 100, and the generated wave passes through the underground medium in the form of the refraction wave 200 and the direct wave 210. The refraction wave 200 is refracted in the velocity boundary layer of the underground medium and returned again, and the returned wave is recorded through the receiver 110. As it is recorded like this, the data are used to understand the speed structure of underground.

도 2는 해양에서의 OBC 타입의 스트리머를 통하여 굴절법 탐사를 수행하는 모식도를 나타낸 것이다. 해양에서는 하나의 선박에서 음원을 발생시키고 해저 바닥에 설치된 OBC 타입의 스트리머를 통하여 지하 매질에서 굴절된 신호를 수신하여 다른 선박에서 기록을 하게 된다.Figure 2 shows a schematic diagram of performing refraction exploration through the OBC type streamer in the ocean. In the ocean, the sound source is generated by one vessel, and the OBC type streamer installed at the bottom of the ocean receives the signal refracted by the underground medium and records it in another vessel.

도 3은 굴절법 탄성파 탐사의 자료처리 및 해석 방법을 나타낸 것이다. 먼저 관측 파형 기록을 통하여 기록장치에 기록된 파형을 확인하는 것이다. 다음으로는 자료의 정리와 함께 초동주시를 발췌하여 주시곡선을 작성하게 된다. 주시곡선이 작성된 다음에는 주시곡선을 검토 및 조정 과정을 거쳐 선정을 하게 되고, 그 다음으로는 속도주시를 계산하게 된다. 속도주시 계산이 끝나게 되면 심도 주시를 계산을 하게 되고 속도층 단면을 작성하게 된다. 다음으로는 경사보정을 하고, 파선 계산에 의한 검토 및 수정을 통하여 최종적인 자료를 도출하게 된다.Figure 3 shows the data processing and analysis method of refraction acoustic wave exploration. First, the waveform recorded in the recording device is checked through the observation waveform recording. Next, we prepare the observation curve by extracting the initial poetry poems together with the data. After the watch curve is created, the watch curve is reviewed and adjusted, and then the speed watch is calculated. When the velocity scan is finished, the depth of sight is calculated and the velocity layer cross section is created. Next, slope correction is performed, and final data are derived through review and correction by dashed line calculation.

도 4는 본 발명에 따른 굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치에 대한 모식도이다. 상기 스트리머는 각 채널 당 1개의 하이드로폰(420)과 전치증폭기(410)를 한 그룹으로 연결하여 총 24채널로 설계 및 제작하였다. 각각의 그룹에는 실리콘 오일(400)을 채워 수신의 용이성을 가지도록 하였다. 각 채널의 간격은 4m로 하였으며, 센서가 장착된 스트리머의 총 길이는 92m이고 케이블을 80m로 제작하였으며 케이블 단부에 27핀 커넥터(300)가 연결되어 있다. 첫 번째 채널(310)에서 24번째 채널(330)로 구성하여 총 24채널로 구성하였으며, 전체적인 튜브(320) 작업을 하여 하나의 관으로 구성되게 하였다.4 is a schematic diagram of an OBC type streamer device for refraction marine acoustic wave exploration according to the present invention. The streamer was designed and manufactured with a total of 24 channels by connecting one hydrophone 420 and a preamplifier 410 to each group in a group. Each group was filled with silicone oil 400 to have easy reception. The distance of each channel was 4m, the total length of the streamer equipped with the sensor was 92m, the cable was made 80m, and the 27-pin connector 300 was connected to the cable end. The first channel 310 is composed of a 24 th channel 330 and composed of a total of 24 channels, and the entire tube 320 is operated to form a single tube.

도 5는 본 발명의 구성에 따른 전치증폭기와 하이드로폰의 모습을 나타낸 사진이다. 도시된 바와 같이 각각의 채널에는 도 5의 왼쪽에 보이는 전치증폭기와 오른쪽 부분의 신호를 수신하는 하이드로폰으로 구성되어 있다. 하이드로폰은 미국 Benthos사의 Geopoint Export 모델을 사용하며, 전치증폭기는 직접 제작하여 사용하였다. 하이드로폰의 사양은 Acoustic Sensitivity는 Geopoint Export(-194dB)이며, 전치증폭기의 파워(intensity)는 20dB(Dual ±12V)이다.5 is a photograph showing a state of the preamplifier and the hydrophone according to the configuration of the present invention. As shown, each channel consists of a preamplifier shown on the left side of FIG. 5 and a hydrophone that receives the signal of the right part. Hydrophone uses Benpoint's Geopoint Export model, and the preamplifier is manufactured by hand. Hydrophones feature Acoustic Sensitivity of Geopoint Export (-194dB) and preamplifier power of 20dB (Dual ± 12V).

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 실제 제작한 24채널 OBC 타입 스트리머의 모습을 나타낸 사진으로, 총 92m의 24채널 OBC 타입 스트리머 장치에 대한 제작 완료 모습을 나타낸 것이다.
FIG. 6 is a photograph showing the appearance of a 24-channel OBC type streamer actually manufactured according to an embodiment of the present invention, and shows the completion of fabrication of a total of 92m 24-channel OBC type streamer apparatus.

이에 의해 본 발명은 해양에서의 탄성파 굴절법 탐사를 위해서 개발된 OBC 타입의 스트리머 장치를 개발하여 지층의 물리적 특성인 속도를 파악할 수 있어 그 속도에 의한 지하영상화가 가능하며, 또한, 표토층 및 풍화대 깊이, 연암 또는 기반암의 심도, 단층 파쇄대나 연약지반의 위치 및 규모, 지질경계 등을 파악, 지하속도분포를 도출함으로서 지반 공학적 특성의 정확한 정량적 평가가 가능하도록 한다.Accordingly, the present invention has developed an OBC type streamer device developed for seismic refraction exploration in the ocean to grasp the speed, which is a physical characteristic of the strata, allowing underground imaging by the speed, and also the topsoil layer and weathering zone. Accurate quantitative evaluation of geotechnical characteristics is possible by understanding the depth, depth of soft rock or bedrock, location and size of fault fracture or soft ground, geological boundary, and deriving underground velocity distribution.

100 : 음원 110 : 수진기
200 : 굴절파 210 : 직접파
300 : 27핀 커넥터 310 : 첫 번째 채널
320 : 튜브 330 : 24번째 채널
400 : 실리콘 오일 410 : 전치증폭기
420 : 하이드로폰100: sound source 110: receiver
200: refraction wave 210: direct wave
300: 27-pin connector 310: First channel
320: Tube 330: 24th Channel
400: silicone oil 410: preamplifier
420: hydrophone

Claims (3)

굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치에 있어서,
상기 스트리머는, 다채널로 구성되며 각 채널별로 굴절 신호의 증폭을 위한 하이드로폰과 전치증폭기가 형성되는 것을 특징으로 하는 굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치.In the OBC type streamer device for refraction ocean acoustic wave exploration,
The streamer is composed of a multi-channel OBC type streamer for refraction marine acoustic wave exploration, characterized in that for each channel is formed hydrophone and preamplifier for amplification of the refraction signal. 제 1항에 있어서, 각각의 채널은 실리콘 오일이 충전되어 형성됨을 특징으로 하는 굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치.An OBC type streamer apparatus for refraction marine acoustic wave exploration according to claim 1, wherein each channel is formed by filling with silicone oil. 제 2항에 있어서, 상기 각 채널의 간격은 4m, 스트리머의 총 길이는 92m로, 채널의 갯수는 24개로 형성되는 것을 특징으로 하는 굴절법 해양탄성파 탐사를 위한 OBC 타입 스트리머 장치.3. The OBC type streamer apparatus for refraction marine acoustic wave exploration according to claim 2, wherein the interval of each channel is 4 m, the total length of the streamers is 92 m, and the number of channels is 24.
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