CN113759423B - 海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法 - Google Patents

海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113759423B
CN113759423B CN202111156782.4A CN202111156782A CN113759423B CN 113759423 B CN113759423 B CN 113759423B CN 202111156782 A CN202111156782 A CN 202111156782A CN 113759423 B CN113759423 B CN 113759423B
Authority
CN
China
Prior art keywords
submarine
data acquisition
seismic data
buoy
component node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111156782.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113759423A (zh
Inventor
苟量
余刚
刘海波
徐朝红
王熙明
夏淑君
安树杰
肖梦雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BGP Inc
Optical Science and Technology Chengdu Ltd of CNPC
Original Assignee
BGP Inc
Optical Science and Technology Chengdu Ltd of CNPC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BGP Inc, Optical Science and Technology Chengdu Ltd of CNPC filed Critical BGP Inc
Priority to CN202111156782.4A priority Critical patent/CN113759423B/zh
Publication of CN113759423A publication Critical patent/CN113759423A/zh
Priority to PCT/CN2022/077906 priority patent/WO2023050697A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113759423B publication Critical patent/CN113759423B/zh
Priority to US18/395,727 priority patent/US12013509B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3808—Seismic data acquisition, e.g. survey design
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/20—Arrangements of receiving elements, e.g. geophone pattern
    • G01V1/201—Constructional details of seismic cables, e.g. streamers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3817—Positioning of seismic devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3817—Positioning of seismic devices
    • G01V1/3835—Positioning of seismic devices measuring position, e.g. by GPS or acoustically
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3843—Deployment of seismic devices, e.g. of streamers
    • G01V1/3852—Deployment of seismic devices, e.g. of streamers to the seabed
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/20—Arrangements of receiving elements, e.g. geophone pattern
    • G01V1/201—Constructional details of seismic cables, e.g. streamers
    • G01V2001/204—Reinforcements, e.g. by tensioning cables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00—Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/10—Aspects of acoustic signal generation or detection
    • G01V2210/14—Signal detection
    • G01V2210/142—Receiver location
    • G01V2210/1427—Sea bed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30—Assessment of water resources

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法，包括沉放到海底的水声发射源潜标，海面带有GPS或北斗信号接收天线的浮标通过内置连续光栅光纤的光电复合缆与海底水声发射源潜标相连，海底四分量节点地震仪器顶部安装有水声应答器。海面浮标将定位和授时信号通过光电复合缆传送到海底的潜标内，布放到海底的四分量节点地震仪器通过工区四周布放的海底水声发射源潜标发出的水声信号进行精确定位与授时。海面浮标内置的复合调制解调仪器和连续光栅光纤缆实时测量从海面到海底的海水温度、压力、密度、含盐饱和度等参数，用于对海底潜标发射的水声信号速度进行修正，确保海底节点地震仪器的定位和授时精度满足误差要求。

Description

海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法
技术领域
本发明属于海洋地球物理勘探技术领域，涉及一种海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法。
背景技术
海洋地震勘探是利用勘探船在海洋上进行地震勘探的方法。海洋地震勘探的原理、使用的仪器，以及处理资料的方法都和陆地地震勘探基本相同。海底地震勘探技术是海上地震勘探技术的一种，同样由震源和采集仪器组成。海底地震勘探技术大都采用非***震源(以空***为主)，震源漂浮在接近海面，由海上地震勘探船拖曳；采集仪器放到海底来接收震源发出、经过海底底层反射的纵横波信号。由于海水不能传播横波，只有把检波器放到海底才可接收到横波及转换波。其特点是在水中激发，水中接收，激发，接收条件均一；可进行不停船的连续观测。检波器最初使用压电检波器，现在发展到压电与振速检波器组合使用。海底地震勘探技术又可分为海底电缆勘探技术(Ocean Bottom Cable，简称OBC)和海底节点地震仪勘探技术(Ocean Bottom Node，简称OBN)。OBC技术是将成百上千个检波器连接在海底电缆上，由专用的放线艇在定位仪的引导下将采集电缆沉放到海底(海底电缆可以是一条或多条)，海底电缆的一端连接到固定的仪器船上(仪器船要在海上抛前后锚以保证船身不转向和船位不偏移)，而由海洋地震勘探船在海面四周按设计测线放炮的方式采集海底地震数据。
目前的海底地震数据采集方式主要有两种，一种是单分量、二分量、三分量或四分量海底地震数据采集缆(OBC)沉入海底采集地震数据，另一是独立的三分量或四分量海底地震数据采集站(OBS和OBN)沉底采集地震数据，两者都使用独立的海洋地震***激发源在水中拖移时激发。独立的海底地震数据采集缆和海底地震数据采集站如ION、Sercel、Fairfield和OYOGeospace等公司生产销售的各种OBC、OBS和OBN。
海底节点地震仪勘探技术(OBN)是把节点地震仪器放置水下无缆供电并且不进行通讯，每个节点地震仪器自主运行，完全独立于所有其它节点，可以连续采集数据数个月。OBN的数据采集工作是两船作业－震源船和节点地震仪器布放和回收船。节点地震仪器的布设方式和间距没有约束限制，适合全方位角勘探。布设节点地震仪器时，每个节点仪器上可能会附加沿绳线或钢丝缆，可轻松回收节点地震仪器，类似渔民回收长串列蟹笼。往数千米水深的海底布设节点地震仪器时，不适用附加沿绳线或钢丝缆，一般由ROV携带节点地震仪器在海底按照设计的测点坐标布设仪器，回收时，也是由ROV下潜到海底去逐一回收深水节点地震仪器。
由于没有供电与通讯电缆与海底节点地震仪器相连接，无法对海底节点地震仪器进行实时供电或电池充电，致使仪器需要携带大量的可充电电池以保证能长时间在海底工作，增加了节点地震仪器的生产成本、体积和重量，无法对投放在海底的节点地震仪器进行定位、无法实时监测海底节点地震仪器的工作状态、无法实时传输海底节点地震仪器采集的数据(仪器只能进行盲采)、无法给在海底工作的节点地震仪器进行授时，它们只能依靠价格昂贵的原子钟芯片给仪器授时，长期在海底工作时会由于原子钟芯片的时间漂移而带来授时误差。
光纤地震检波器具有灵敏度高、频带宽、高频响应好、具有平坦的频率特性响应、相位呈线性变化、技术参数一致性好、性能稳定可靠、无电无源、耐腐蚀、耐高温的优势，是地震检波器技术的发展方向。光纤检波器比常规的检波器具有更高的灵敏度、更好的高频响应特性，可实现多通道、大数据量、高速传输。而且由于前端没有电子元件，使其具有更高的可靠性，耐高温高压，无需供电，防水耐腐蚀，可长期布放，抗电磁干扰，通道串扰小。
发明内容
鉴于现有的海底节点地震仪器存在的无法精准定位和原子钟价格昂贵且有授时漂移的技术问题，本发明提供了海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法，克服了现有技术无法对海底节点地震仪器在作业时的实时精准定位和精确授时，替代了价格昂贵且无法避免授时漂移的原子钟芯片。
底四分量节点地震数据采集***，包括多个海底潜标，多个海面浮标，铠装光电复合缆，多个海底四分量节点地震数据采集仪器，海面震源船；
多个所述海底四分量节点地震数据采集仪器布设在海底地震数据采集工区内；
所述的海底潜标布设在海底地震数据采集工区四周，海底潜标与海面浮标一一对应，并且通过铠装光电复合缆连接；
所述海面震源船通过船尾拖曳的***震源(14)在海底地震数据采集工区的水面以下进行震源激发。
其中，海底潜标内置长基线或短基线或超短基线定位***的水声信号发射源和可充电电池；
所述的海面浮标内置有GPS和北斗卫星信号接收天线、太阳能电池板、光电转换模块和复合调制解调仪器。
其中，所述的铠装光电复合缆内部设有线缆，外层再包裹用凯夫拉纤维编织的高强度护套或者用一层或多层不锈钢丝绞合的铠装；所述的线缆包括连续光栅光纤、单模和多模光纤、同轴电缆和双绞供电线。
其中，所述的海底四分量节点地震数据采集仪器顶部安装有水声应答器，四分量节点地震数据采集仪器为内置三分量常规检波器和压电水听器的常规四分量节点地震数据采集仪器，或光纤四分量节点地震数据采集仪器。
其中，所述的海底光纤四分量地震数据采集仪器，包括承压舱，承压舱内设有三分量光纤检波器、光纤声压水听器、三分量姿态传感器、半导体光源、内部光电转换模块、调制解调模块、前置放大与A/D转换模块、数据存储模块，可充电电池模块。
所述的海底四分量节点地震数据采集***的数据采集方法，包括以下步骤：
(a)首先在海底地震数据采集工区四周投放四个海底潜标，铠装光电复合缆的尾端连接海底潜标，首端连接海面浮标；
(b)将海底四分量节点地震数据采集仪器按照预先设计好的测网坐标用绳索或钢缆或ROV投放到海底地震数据采集工区的海底；
(c)启动海底潜标和海面浮标内的仪器，将海面浮标内GPS或北斗卫星信号接收天线接收到的定位和授时信号通过光电复合缆发送给海底潜标；
(d)海底潜标通过水声信号发射源将定位和授时信号向海底四分量节点地震数据采集仪器周围的水域中发射；
(e)每个海底四分量节点地震数据采集仪器顶部安装的水声应答器分别接收来自海底潜标发射的定位和授时信号，对其自身进行精准定位和不间断的实时授时；
(f)铠装光电复合缆内的各种光纤与海面浮标内的复合调制解调仪器相连接，实时不间断的测量沿铠装光电复合缆从海面到海底潜标位置的水温、压力、密度、海水的含盐饱和度；
(g)利用所有铠装光电复合缆测量的从海面到海底潜标位置的水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数据，插值计算出全测量工区水体内实时的三维水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数值；
(h)根据每个海底四分量节点地震数据采集仪器自身的精准定位的位置与每个海底潜标之间的水声传播的轨迹连线，利用步骤(g)计算出海底地震数据采集工区水体内实时的三维水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数值，对每条从海底潜标到每个海底四分量节点地震数据采集仪器之间的水声传播轨迹进行水声速度的实时校正；
(i)用每条从海底潜标到每个海底四分量节点地震数据采集仪器之间的水声传播轨迹进行的水声速度的实时校正量对每个海底四分量节点地震数据采集仪器的定位和授时数据进行实时校正，确保每个海底四分量节点地震数据采集仪器的定位和授时精度满足该测量工区内的测量误差要求。
光纤地震检波器具有灵敏度高、频带宽、高频响应好、具有平坦的频率特性响应、相位呈线性变化、技术参数一致性好、性能稳定可靠、无电无源、耐腐蚀、耐高温的优势，是地震检波器技术的发展方向。光纤检波器比常规的检波器具有更高的灵敏度、更好的高频响应特性，可实现多通道、大数据量、高速传输。而且由于前端没有电子元件，使其具有更高的可靠性，耐高温高压，无需供电，防水耐腐蚀，可长期布放，抗电磁干扰，通道串扰小。
本发明的海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法，其光纤传感器具有灵敏度高、频带宽、高频响应好、具有平坦的频率特性响应、相位呈线性变化、技术参数一致性好、性能稳定可靠、无电无源、耐腐蚀、耐高温的优势，是地震检波器技术的发展方向。光纤检波器比常规的检波器具有更高的灵敏度、更好的高频响应特性，可实现多通道、大数据量、高速传输。而且由于前端没有电子元件，使其具有更高的可靠性，耐高温高压，无需供电，防水耐腐蚀，可长期布放，抗电磁干扰，通道串扰小。可以克服常规电子检波器和压电水听器灵敏度低、动态范围小、信号频带有限以及功耗较大的缺陷。
附图说明
图1是本发明采集***布设示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明的基于水声信号定位授时的海底四分量节点地震数据采集***进行更详细的说明和描述。附图给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已，同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
图1是本发明的海底四分量节点地震数据采集***布设示意图，包括海底潜标1，海面浮标4，铠装光电复合缆10，海底四分量节点地震数据采集仪器11，海面震源船13；
多个所述海底四分量节点地震数据采集仪器11按照预先设计的测量网格布设在海底地震数据采集工区内；
所述的海底潜标1布设在海底地震数据采集工区四周，内置长基线或短基线或超短基线定位***的水声信号发射源2和可充电电池3；
所述的海面浮标4内置有GPS和北斗卫星信号接收天线5、太阳能电池板6、光电转换模块7和复合调制解调仪器8；
所述的铠装光电复合缆10内部设有线缆9，外层再包裹用凯夫拉纤维编织的高强度护套或者用一层或多层不锈钢丝绞合的铠装；所述的线缆9包括连续光栅光纤、单模和多模光纤、同轴电缆和双绞供电线；
海底潜标(1)与海面浮标(4)一一对应，并且通过铠装光电复合缆(10)连接；
所述的海底四分量节点地震数据采集仪器11顶部安装有水声应答器12，可为内置三分量常规检波器和压电水听器的常规四分量节点地震数据采集仪器或光纤四分量节点地震数据采集仪器；
所述的海底光纤四分量地震数据采集仪器11，包括承压舱，承压舱内设有三分量光纤检波器、光纤声压水听器、三分量姿态传感器、半导体光源、内部光电转换模块、调制解调模块、前置放大与A/D转换模块、数据存储模块，可充电电池模块；
所述海面震源船13通过船尾拖曳的***震源14在水面以下进行震源激发。
所述的海底四分量节点地震数据采集***的数据采集方法，包括以下步骤：
(a)首先在海底地震数据采集工区四周投放四个海底潜标1，铠装光电复合缆10的尾端连接海底潜标1，首端连接海面浮标4；
(b)将海底四分量节点地震数据采集仪器11按照预先设计好的测网坐标用绳索或钢缆或ROV投放到海底地震数据采集工区的海底；
(c)启动海底潜标1和海面浮标4内的仪器，将海面浮标4内GPS或北斗卫星信号接收天线5接收到的定位和授时信号通过光电复合缆发送给海底潜标1；
(d)海底潜标1将定位和授时信号通过水声信号发射源2向海底四分量节点地震数据采集仪器11周围的水域中发射；
(e)测量工区内的每个海底四分量节点地震数据采集仪器11顶部安装的水声应答器12分别接收来自测量工区四周海底潜标发射的定位和授时信号，对其自身进行精准定位和不间断的实时授时；
(f)铠装光电复合缆10内的各种光纤与海面浮标内的复合调制解调仪器8相连接，实时不间断的测量沿铠装光电复合缆10从海面到海底潜标位置的水温、压力、密度、海水的含盐饱和度；
(g)利用测量工区四周连接海面浮标4和海底潜标1之间的所有铠装光电复合缆10测量的从海面到海底潜标位置的水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数据，插值计算出全测量工区水体内实时的三维水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数值；
(h)根据每个海底四分量节点地震数据采集仪器11自身的精准定位的位置与每个海底潜标之间的水声传播的轨迹连线，利用步骤(g)计算出全测量工区水体内实时的三维水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数值，对每条从海底潜标1到每个海底四分量节点地震数据采集仪器11之间的水声传播轨迹进行水声速度的实时校正；
(i)用每条从海底潜标1到每个海底四分量节点地震数据采集仪器11之间的水声传播轨迹进行的水声速度的实时校正量对每个海底四分量节点地震数据采集仪器11的定位和授时数据进行实时校正，确保每个海底四分量节点地震数据采集仪器11的定位和授时精度满足该测量工区内的测量误差要求。
本发明的海底四分量节点地震数据采集***，其光纤传感器具有灵敏度高、频带宽、高频响应好、具有平坦的频率特性响应、相位呈线性变化、技术参数一致性好、性能稳定可靠、无电无源、耐腐蚀、耐高温的优势，是地震检波器技术的发展方向。光纤检波器比常规的检波器具有更高的灵敏度、更好的高频响应特性，可实现多通道、大数据量、高速传输。而且由于前端没有电子元件，使其具有更高的可靠性，耐高温高压，无需供电，防水耐腐蚀，可长期布放，抗电磁干扰，通道串扰小。可以克服常规电子检波器和压电水听器灵敏度低、动态范围小、信号频带有限以及功耗较大的缺陷。
本发明提供了基于海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法，克服了现有技术无法对海底节点地震仪器在作业时的实时精准定位和精确授时，替代了价格昂贵且无法避免授时漂移的原子钟芯片，大幅度降低了海底四分量节点地震数据采集***的制造成本，为大规模推广应用海底四分量地震数据的采集奠定了良好的基础，提供了有力的技术支撑。

Claims (1)

1.海底四分量节点地震数据采集***的数据采集方法，采用海底四分量节点地震数据采集***，包括多个海底潜标（1），多个海面浮标（4），铠装光电复合缆（10），多个海底四分量节点地震数据采集仪器（11），海面震源船（13）；
多个所述海底四分量节点地震数据采集仪器（11）按照预先设计的测量网格布设在海底地震数据采集工区内；
多个所述的海底潜标（1）布设在海底地震数据采集工区四周，海底潜标（1）与海面浮标（4）一一对应，并且通过铠装光电复合缆（10）连接；
所述海面震源船（13）通过船尾拖曳的***震源（14）在海底地震数据采集工区的水面以下进行震源激发；
所述的海底潜标（1）内置长基线或短基线或超短基线定位***的水声信号发射源（2）和可充电电池（3）；
所述的海面浮标（4）内置有GPS和北斗卫星信号接收天线（5）、太阳能电池板（6）、光电转换模块（7）和复合调制解调仪器（8）；
所述的铠装光电复合缆（10）内部设有线缆（9），外层再包裹用凯夫拉纤维编织的高强度护套或者用一层或多层不锈钢丝绞合的铠装；所述的线缆（9）包括连续光栅光纤、单模和多模光纤、同轴电缆和双绞供电线；
所述的海底四分量节点地震数据采集仪器（11）顶部安装有水声应答器（12），海底四分量节点地震数据采集仪器（11）为内置三分量常规检波器和压电水听器的常规四分量节点地震数据采集仪器，或光纤四分量节点地震数据采集仪器；
所述的海底四分量节点地震数据采集仪器（11），包括承压舱，承压舱内设有三分量光纤检波器、光纤声压水听器、三分量姿态传感器、半导体光源、内部光电转换模块、调制解调模块、前置放大与A/D转换模块、数据存储模块，可充电电池模块；
其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
（a）首先在海底地震数据采集工区四周投放四个海底潜标（1），铠装光电复合缆（10）的尾端连接海底潜标（1），首端连接海面浮标（4）；
（b）将海底四分量节点地震数据采集仪器（11）按照预先设计好的测网坐标用绳索或钢缆或ROV布设到海底地震数据采集工区的海底；
（c）启动海底潜标（1）和海面浮标（4）内的仪器，将海面浮标（4）内GPS或北斗卫星信号接收天线（5）接收到的定位和授时信号通过光电复合缆发送给海底潜标（1）；
（d）海底潜标（1）通过水声信号发射源（2）将定位和授时信号向海底四分量节点地震数据采集仪器（11）周围的水域中发射；
（e）每个海底四分量节点地震数据采集仪器（11）顶部安装的水声应答器（12）分别接收来自海底潜标（1）发射的定位和授时信号，对其自身进行精准定位和不间断的实时授时；
（f）铠装光电复合缆（10）内的各种光纤与海面浮标（4）内的复合调制解调仪器（8）相连接，实时不间断的测量沿铠装光电复合缆（10）从海面到海底潜标（1）位置的水温、压力、密度、海水的含盐饱和度；
（g）利用所有铠装光电复合缆（10）测量的从海面到海底潜标（1）位置的水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数据，插值计算出全测量工区水体内实时的三维水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数值；
（h）根据每个海底四分量节点地震数据采集仪器（11）自身的精准定位的位置与每个海底潜标之间的水声传播的轨迹连线，利用步骤（g）计算出海底地震数据采集工区水体内实时的三维水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数值，对每条从海底潜标（1）到每个海底四分量节点地震数据采集仪器（11）之间的水声传播轨迹进行水声速度的实时校正；
（i）用每条从海底潜标（1）到每个海底四分量节点地震数据采集仪器（11）之间的水声传播轨迹进行的水声速度的实时校正量对每个海底四分量节点地震数据采集仪器（11）的定位和授时数据进行实时校正，确保每个海底四分量节点地震数据采集仪器（11）的定位和授时精度满足该测量工区内的测量误差要求。
CN202111156782.4A 2021-09-30 2021-09-30 海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法 Active CN113759423B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111156782.4A CN113759423B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法
PCT/CN2022/077906 WO2023050697A1 (zh) 2021-09-30 2022-02-25 海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法
US18/395,727 US12013509B2 (en) 2021-09-30 2023-12-25 Methods and systems for acquiring seismic data of four-component ocean bottom node (OBN)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111156782.4A CN113759423B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113759423A CN113759423A (zh) 2021-12-07
CN113759423B true CN113759423B (zh) 2023-10-31

Family

ID=78798376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111156782.4A Active CN113759423B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US12013509B2 (zh)
CN (1) CN113759423B (zh)
WO (1) WO2023050697A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113759423B (zh) 2021-09-30 2023-10-31 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司 海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法
CN114442077A (zh) * 2022-01-21 2022-05-06 中国科学院声学研究所 可实时监测水下设备的有缆式声学发射潜标及其监测方法
CN114609673B (zh) * 2022-03-10 2022-12-09 中国科学院地质与地球物理研究所 一种具有二次定位功能的组合式海底地震采集节点
CN116400408B (zh) * 2023-06-09 2023-08-18 厦门大学 具有在线数据传输和水下定位功能的智能海底地震仪
CN117472917A (zh) * 2023-12-28 2024-01-30 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司 一种海洋节点采集数据存储***、方法、设备及存储介质
CN117853594B (zh) * 2024-03-07 2024-06-14 武汉普惠海洋光电技术有限公司 海底阵潜标位置标定方法、装置、存储介质及电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680877A (zh) * 2017-01-19 2017-05-17 中国科学院地质与地球物理研究所 一种低功耗宽频带单舱球海底地震仪
CN111323810A (zh) * 2020-03-16 2020-06-23 自然资源部第二海洋研究所 一种震源位于拖缆下方的海洋地震探测***及其方法
CN112666599A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 中油奥博(成都)科技有限公司 基于无人艇的海洋四分量光纤地震数据采集缆及采集方法
CN113391343A (zh) * 2021-06-11 2021-09-14 中油奥博(成都)科技有限公司 海底光纤四分量地震仪器***及其数据采集方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5497356A (en) * 1995-05-05 1996-03-05 Western Atlas International Method and apparatus for verifying the location of a seismic bottom cable in real time
GB2394045B (en) * 2002-10-11 2006-07-26 Westerngeco Seismic Holdings Method and apparatus for positioning of seismic sensing cables
US9086502B2 (en) * 2011-06-07 2015-07-21 Pgs Geophysical As System and method of a marine survey using vertically oriented sensor streamers
FR2985039B1 (fr) * 2011-12-21 2015-07-03 Cggveritas Services Sa Noeud sous-marin couple avec l'eau pour des etudes sismiques
US20140301161A1 (en) * 2012-11-14 2014-10-09 Cgg Services Sa Marine seismic survey and method using autonomous underwater vehicles and underwater bases
WO2016011250A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-21 Conocophillips Company Marine seismic surveying including direct far field measurements
WO2016066721A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-06 Seabed Geosolutions B.V. Touch down monitoring of an ocean bottom seismic node
WO2017091480A1 (en) * 2015-11-23 2017-06-01 Westerngeco Llc Gradient-based 4d seabed acquisition positioning
CA3033575A1 (en) * 2016-10-06 2018-04-12 Chevron U.S.A. Inc. System and method for seismic imaging using fiber optic sensing systems
NO20171338A1 (en) * 2017-08-11 2019-01-28 Polarcus Dmcc Passive acoustic source positioning for a marine seismic survey
CN109061720B (zh) * 2018-09-12 2023-10-20 国家***第一海洋研究所 一种基于海底物联网的海底地震监测装置及***
CN109298452B (zh) * 2018-09-12 2023-08-01 国家***第一海洋研究所 一种卫星传输海底地震探测装置
CA3178125A1 (en) * 2020-03-06 2021-09-10 Schlumberger Canada Limited Marine seismic imaging
CN113759423B (zh) * 2021-09-30 2023-10-31 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司 海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680877A (zh) * 2017-01-19 2017-05-17 中国科学院地质与地球物理研究所 一种低功耗宽频带单舱球海底地震仪
CN111323810A (zh) * 2020-03-16 2020-06-23 自然资源部第二海洋研究所 一种震源位于拖缆下方的海洋地震探测***及其方法
CN112666599A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 中油奥博(成都)科技有限公司 基于无人艇的海洋四分量光纤地震数据采集缆及采集方法
CN113391343A (zh) * 2021-06-11 2021-09-14 中油奥博(成都)科技有限公司 海底光纤四分量地震仪器***及其数据采集方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于时分外差解调的分立式四分量光纤地震波检测***研制;王良斯;中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科学辑(第3期);1-2 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023050697A1 (zh) 2023-04-06
US12013509B2 (en) 2024-06-18
US20240125963A1 (en) 2024-04-18
CN113759423A (zh) 2021-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113759423B (zh) 海底四分量节点地震数据采集***及其数据采集方法
CN109143325B (zh) 一种海底四分量节点地震仪器***及海底地震数据采集方法
US7417924B2 (en) Apparatus, systems and methods for determining position of marine seismic acoustic receivers
CA2072107C (en) Seismic cable device
WO2022257429A1 (zh) 海底光纤四分量地震仪器***及其数据采集方法
GB2458757A (en) Determining positions of towed marine streamers using acoustic ranging transducers and geodetic position receiver on paravane
US20140321238A1 (en) Remotely operated modular positioning vehicle and method
CN106842288A (zh) 一种海底地震电磁数据采集装置和方法
GB2589011A (en) Modified simultaneous long-offset acquistion with improved low frequency performance for full wavefield inversion
CN112666599A (zh) 基于无人艇的海洋四分量光纤地震数据采集缆及采集方法
CN208872883U (zh) 一种海底四分量节点地震仪器***
CN206557398U (zh) 一种海底地震电磁数据采集装置
CN115079251A (zh) 基于铠装螺旋光缆的海底地震数据采集缆及采集方法
US8462582B2 (en) Method for assistance in the localization of towed streamers comprising a step for defining and a step for generating distinct acoustic cycles
CN214067407U (zh) 一种大间距、多单元单道地震国产接收缆
CN111650593A (zh) 一种海上风电场海缆敷设状态探查***及其工作方法
CN111141330A (zh) 一种五分量海洋天然气水合物智能感知节点
CN213689961U (zh) 基于无人艇的海洋四分量光纤地震数据采集缆
CN215264066U (zh) 基于深海机器人的深海地震数据采集拖缆
CN112817048B (zh) 基于深海机器人的深海地震数据采集拖缆及采集方法
Khan et al. Cutting-edge marine seismic technologies—Some novel approaches to acquiring 3D seismic data in a complex marine environment
US20240230940A9 (en) Umbilical cable with sensors for collecting subsurface data and method
CN212301883U (zh) 一种海上风电场海缆敷设状态探查***
CN212460072U (zh) 一种海洋信息探测集群装置
WO2022047680A1 (zh) 一种浅水条件下等离子体震源子波高精度测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220128

Address after: No. 189, Fanyang West Road, Zhuozhou City, Baoding City, Hebei Province 072750

Applicant after: BGP INC., CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp.

Applicant after: ZHONGYOU AOBO (CHENGDU) TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 611730 No.11 Tianying Road, hi tech Zone, Chengdu City, Sichuan Province

Applicant before: ZHONGYOU AOBO (CHENGDU) TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant