一种横缆拖曳式三维地震采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及海洋人工反射地震勘探领域技术领域，具体而言，涉及一种横缆拖曳式三维地震采集装置。


背景技术：

2.海洋人工反射地震探测是一种重要的地球物理勘探方法。它对于资源调查、沉积构造单元划分和工程地质灾害等调查，特别是海洋油气和天然气水合物等能源的调查具有重要的战略意义。传统的三维地震探测，为了避免电缆相互缠绕，保证电缆安全，电缆间距较远(通常大于25米)，由此导致地震探测的横向分辨率较低，同时海水中的漂浮物容易挂在电缆尾翼上，导致电缆运动过程不稳定，容易出现与相邻的电缆缠绕以及晃动幅度过大导致采集数据不精确的问题。


技术实现要素：

3.为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种横缆拖曳式三维地震采集装置，通过两个拖体分离器展开一条采集横缆，将若干条数字地震电缆组件与采集横缆相连接，这种工作方式，可以大大缩短电缆间距，从而提高三维地震采集的横向分辨率。该方法采集的经海底反射的震源信号，可以获得高精度海底以下地层的信息，同时，在尾翼中设置刀片、惯性轮、第一粉碎叶片和第二粉碎叶片，在运行过程中刀片能将挂在尾翼上的漂浮物切断，通过第一粉碎叶片和第二粉碎叶片粉碎后排出到外部，避免产生堵塞，同时，惯性轮在旋转过程中保持尾翼的稳定，从而使数字地震电缆组件的运动状态保持稳定，解决了目前海洋人工反射地震探测存在的探测的横向分辨率较低以及漂浮物容易挂在电缆尾翼上，导致电缆运动过程不稳定，容易出现与相邻的电缆缠绕以及晃动幅度过大导致采集数据不精确的问题。
4.本实用新型是这样实现的：
5.一种横缆拖曳式三维地震采集装置，包括调查船和设置于所述调查船上的采集记录装置，包括：展开装置组件、信号采集组件和数字地震电缆组件。
6.展开装置组件，所述展开装置组件包括拓展缆绳和拖体分离器，所述拓展缆绳的一端设置于所述调查船的船尾，所述拖体分离器设置于所述拓展缆绳的一端，所述拓展缆绳和所述拖体分离器的数量为两个，两条所述拓展缆绳的同一端与所述调查船的船尾连接，两条所述拓展缆绳的另一端分别与所述拖体分离器连接；
7.信号采集组件，所述信号采集组件包括前导缆、采集横缆、定位浮标、电火花发射阵和交叉数据传输单元，所述采集横缆的两端分别与所述拓展缆绳的另一端连接，所述前导缆的一端与所述调查船的船尾连接，所述前导缆的另一端与所述采集横缆的中部连接，所述定位浮标设置于所述采集横缆上靠近所述拖体分离器的一侧，所述电火花发射阵与所述定位浮标连接，所述交叉数据传输单元设置于所述采集横缆上位于所述前导缆和所述定位浮标之间，所述采集横缆上设置有电缆接口；
8.数字地震电缆组件，所述数字地震电缆组件包括工作段、数据采集单元、数据采集通道、水听器和尾翼，所述数字地震电缆组件的一端与所述电缆接口连接，所述数据采集单元设置于所述数字地震电缆的头部和中部，所述尾翼设置于所述数字地震电缆的尾部，所述工作段分别设置于相邻的两个所述数据采集单元之间和所述数据采集单元与所述尾翼之间，所述采集通道和所述水听器依次设置于所述工作端的内部；
9.所述尾翼包括导流筒、导流片、粉碎装置、连接板、刀片和线缆连接装置，所述导流片安装于所述导流筒的外部，所述粉碎装置设置于所述导流筒的内部，所述连接板设置于所述导流筒和所述粉碎装置之间，所述刀片安装于所述连接板的顶部，所述线缆连接装置与所述粉碎装置的顶部螺纹连接，所述尾翼用于提供向后的拉力。
10.在本实用新型的一种实施例中，所述电缆接口的数量至少大于一个，且相邻的两个所述电缆接口之间的间距为3m-6m。
11.在本实用新型的一种实施例中，所述拖体分离器通过内部设置的分水板产生向外侧的拉力，用于将所述拓展缆绳和所述采集横缆展开。
12.在本实用新型的一种实施例中，所述采集记录装置的信号输入端通过前导缆和所述采集横缆与所述交叉数据传输单元的信号输出端通信连接，所述水听器的信号输出端与所述采集通道的信号输入端通信连接，所述采集通道的信号输出端与所述数据采集单元的信号输入端通信连接，所述数据采集单元的信号输出端与所述交叉数据传输单元的信号输入端通信连接。
13.在本实用新型的一种实施例中，所述前导缆采用铠装结构，用于将所述交叉数据传输单元接收到的地震信号传输到位于所述调查船上设置的所述数据采集装置，所述前导缆还用于为所述采集横缆提供向前的拉力，用于使所述数字地震电缆组件拉直。
14.在本实用新型的一种实施例中，所述定位浮标的数量为两个，分别分布于所述采集横缆的两端靠近所述拖体分离器的一侧，所述定位浮标的内部设置有rgps，用于确定所述数字地震电缆组件中设置的所述数据采集通道的位置。
15.在本实用新型的一种实施例中，所述数字地震电缆组件的数量与所述电缆接口的数量一致，所述数据采集通道采用32位的模拟/数字转换器，用于将所述水听器采集模拟信号转换为数字信号，并发送到所述数据采集单元，所述数据采集单元采用32位的模拟/数字转换器，用于接收所述数据采集通道发送的信号并将信号发送到所述交叉数据传输单元，单个所述数据采集单元用于同时连接四个所述数据采集通道，单个所述数据采集通道用于同时连接四个所述水听器。
16.在本实用新型的一种实施例中，所述粉碎装置包括固定柱、电机、惯性轮、第一粉碎叶片和第二粉碎叶片，所述固定柱的内部设置有空腔，所述固定柱的顶部开设有凹槽，所述凹槽内壁开设有螺纹槽，所述电机安装于所述空腔的内部，所述电机的输出轴自上而下贯通所述固定柱并延伸至所述导流筒的内部，所述惯性轮设置于所述电机的输出轴的表面，位于所述空腔的内部，所述第一粉碎叶片和所述第二粉碎叶片自上而下依次设置于所述电机的输出轴的表面，位于所述导流筒的内部，所述线缆连接装置的外壁底部与所述凹槽螺纹连接。
17.在本实用新型的一种实施例中，所述线缆连接装置包括第一固定块、第二固定块和固定条，所述第一固定块和第二固定块的形状和大小均完全一致，所述第一固定块和所
述第二固定块呈镜像设置，所述第一固定块和所述第二固定块合并后形成一个圆管，该圆管的表面上侧开设有环形槽，该圆管的表面下侧设置有与所述凹槽内部设置的螺纹槽大小相同方向相反的螺纹，该圆管的外壁下侧与所述凹槽的内壁螺纹连接，所述固定条分别设置于所述第一固定块和所述第二固定块的内表面上，所述固定条的表面开设有齿槽。
18.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的一种横缆拖曳式三维地震采集装置，通过两个拖体分离器展开一条采集横缆，将若干条数字地震电缆组件与采集横缆相连接，这种工作方式，可以大大缩短电缆间距，从而提高三维地震采集的横向分辨率。该方法采集的经海底反射的震源信号，可以获得高精度海底以下地层的信息，同时，在尾翼中设置刀片、惯性轮、第一粉碎叶片和第二粉碎叶片，在运行过程中刀片能将挂在尾翼上的漂浮物切断，通过第一粉碎叶片和第二粉碎叶片粉碎后排出到外部，避免产生堵塞，同时，惯性轮在旋转过程中保持尾翼的稳定，从而使数字地震电缆组件的运动状态保持稳定，解决了目前海洋人工反射地震探测存在的探测的横向分辨率较低以及漂浮物容易挂在电缆尾翼上，导致电缆运动过程不稳定，容易出现与相邻的电缆缠绕以及晃动幅度过大导致采集数据不精确的问题。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本发明实施例公开的一种横缆拖曳式三维地震采集装置的一种结构示意图；
21.图2为本发明实施例公开的一种横缆拖曳式三维地震采集装置的通信框图；
22.图3为本发明实施例公开的数字地震电缆组件与信号采集组件的通信框图；
23.图4为本发明实施例公开的尾翼的结构示意图；
24.图5为本发明实施例公开的尾翼的爆炸的结构示意图；
25.图6为本发明实施例公开的粉碎装置的结构示意图；
26.图7为图6中a-a方向剖视结构示意图；
27.图8为本发明实施例公开的线缆连接装置的结构示意图；
28.图9为本发明实施例公开的固定条的结构示意图。
29.图中：100、展开装置组件；101、拓展缆绳；102、拖体分离器；200、信号采集组件；201、前导缆；202、采集横缆；203、定位浮标；204、电火花发射阵；205、交叉数据传输单元；206、电缆接口；300、数字地震电缆组件；301、工作段；302、数据采集单元；303、数据采集通道；304、水听器；305、尾翼；30501、导流筒；30502、导流片；30503、粉碎装置；3050301、固定柱；3050302、空腔；3050303、凹槽；3050304、电机；3050305、惯性轮；3050306、第一粉碎叶片；3050307、第二粉碎叶片；30504、连接板；30505、刀片；30506、线缆连接装置；3050601、第一固定块；3050602、第二固定块；3050603、环形槽；3050604、固定条；3050605、齿槽；400、调查船；401、采集记录装置。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
31.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
32.实施例
33.请参阅图1-9，本实用新型提供一种技术方案：一种横缆拖曳式三维地震采集装置，其包括调查船400和设置于所述调查船400上的采集记录装置401，包括展开装置组件、信号采集组件和数字地震电缆组件。
34.参照附图1-9所示，所述展开装置组件100包括拓展缆绳101和拖体分离器102，所述拖体分离器102通过内部设置的分水板产生向外侧的拉力，用于将所述拓展缆绳101和所述采集横缆202展开，所述拓展缆绳101的一端设置于所述调查船400的船尾，所述拖体分离器102设置于所述拓展缆绳101的一端，所述拓展缆绳101和所述拖体分离器102的数量为两个，两条所述拓展缆绳101的同一端与所述调查船400的船尾连接，两条所述拓展缆绳101的另一端分别与所述拖体分离器102连接，两个拖体分离器102在调查船400的运行过程中通过分水板与产生向外侧的拉力，带动拓展缆绳101朝外侧运行，同时带动采集横缆202的两端朝外侧运动将采集横揽拉直，使调查船400在运动过程中拓展缆绳101和采集横缆202呈三角形展开，所述信号采集组件200包括前导缆201、采集横缆202、定位浮标203、电火花发射阵204和交叉数据传输单元205，所述采集横缆202的两端分别与所述拓展缆绳101的另一端连接，所述前导缆201的一端与所述调查船400的船尾连接，所述前导缆201的另一端与所述采集横缆202的中部连接，所述前导缆201采用铠装结构，用于将所述交叉数据传输单元205接收到的地震信号传输到位于所述调查船400上设置的所述数据采集装置，所述前导缆201还用于为所述采集横缆202提供向前的拉力，用于使所述数字地震电缆组件300拉直，所述定位浮标203设置于所述采集横缆202上靠近所述拖体分离器102的一侧，所述定位浮标203的数量为两个，分别分布于所述采集横缆202的两端靠近所述拖体分离器102的一侧，所述定位浮标203的内部设置有rgps，用于确定所述数字地震电缆组件300中设置的所述数据采集通道303的位置，根据rgps获取的位置信息得到采集通道303相对的位置，所述电火花发射阵204与所述定位浮标203连接，所述交叉数据传输单元205设置于所述采集横缆202上位于所述前导缆201和所述定位浮标203之间，所述采集横缆202上设置有电缆接口206，所述数字地震电缆组件300包括工作段301、数据采集单元302、数据采集通道303、水听器304和尾翼305，所述数字地震电缆组件300的一端与所述电缆接口206连接，所述数据采集单元302设置于所述数字地震电缆的头部和中部，所述尾翼305设置于所述数字地震电缆的尾部，所述工作段301分别设置于相邻的两个所述数据采集单元302之间和所述数据采集单元302与所述尾翼305之间，所述采集通道和所述水听器304依次设置于所述工作端的内部，所
述尾翼305包括导流筒30501、导流片30502、粉碎装置30503、连接板30504、刀片30505和线缆连接装置30506，所述导流片30502安装于所述导流筒30501的外部，所述粉碎装置30503设置于所述导流筒30501的内部，所述连接板30504设置于所述导流筒30501和所述粉碎装置30503之间，导流筒30501和所述粉碎装置30503之间设置有间隙，用于海水进入和排出，所述刀片30505安装于所述连接板30504的顶部，所述线缆连接装置30506与所述粉碎装置30503的顶部螺纹连接，所述尾翼305用于提供向后的拉力，所述采集记录装置401的信号输入端通过前导缆201和所述采集横缆202与所述交叉数据传输单元205的信号输出端通信连接，所述水听器304的信号输出端与所述采集通道的信号输入端通信连接，所述采集通道的信号输出端与所述数据采集单元302的信号输入端通信连接，所述数据采集单元302的信号输出端与所述交叉数据传输单元205的信号输入端通信连接，通过两个拖体分离器102和两条拓展缆绳101展开一条采集横缆202，采集横缆202通过电缆接口206与数字地震电缆组件300连接，通过采集横缆202上设置的电火花发射阵204激发形成地震波，地震波经在海水和地层的传播后，被数字地震电缆组件300中工作段301的水听器304接收，水听器304接收的信号被数据采集通道303采集并将采集的信号发送到数据采集单元302，数据采集单元302对信号进行模拟/数字转换，形成数字化的信号，并传输到交叉数据传输单元205，交叉数据传输单元205对信号进行处理后通过前导缆201传送至调查船400上的采集记录装置401，在数字地震电缆组件300运动过程中，尾翼305中设置的电机3050304带动惯性轮3050305、第一粉碎叶片3050306和第二粉碎叶片3050307旋转，在海水中的漂浮物，如海草等，进入到导流筒30501处时，设置在连接板30504上的刀片30505对漂浮物进行切割，切割后的漂浮物部分脱离导流筒30501，部分跟随海水进入到导流筒30501内部，旋转的第一粉碎叶片3050306和第二粉碎叶片3050307将进入的漂浮物进行粉碎后从导流筒30501内部跟随海水排出，避免了漂浮物堵塞，同时利用惯性轮3050305在转动过程中的陀螺效应保持尾翼305运动过程中的稳定，避免数字地震电缆组件300与相邻的数字地震电缆组件300接触导致缠绕以及运动状态不稳定，容易产生过大幅度的晃动，解决了目前海洋人工反射地震探测存在的探测的横向分辨率较低以及漂浮物容易挂在电缆尾翼305上的排水口处，导致电缆运动过程不稳定，容易出现与相邻的电缆缠绕以及晃动幅度过大导致采集数据不精确的问题。
35.本发明实施例还通过以下技术方案进行实现。
36.参照附图1所示，在本发明实施例中，所述电缆接口206的数量至少大于一个，且相邻的两个所述电缆接口206之间的间距为3m-6m，增强地震探测的横向分辨率，解决了目前海洋人工反射地震探测存在的探测的横向分辨率较低的问题。
37.参照附图1-3所示，所述数字地震电缆组件300的数量与所述电缆接口206的数量一致，所述数据采集通道303采用32位的模拟/数字转换器，用于将所述水听器304采集模拟信号转换为数字信号，并发送到所述数据采集单元302，所述数据采集单元302采用32位的模拟/数字转换器，用于接收所述数据采集通道303发送的信号并将信号发送到所述交叉数据传输单元205，单个所述数据采集单元302用于同时连接四个所述数据采集通道303，单个所述数据采集通道303用于同时连接四个所述水听器304，用于增强地震探测的横向分辨率，解决了目前海洋人工反射地震探测存在的探测的横向分辨率较低的问题。
38.参照附图4-7所示，所述粉碎装置30503包括固定柱3050301、电机3050304、惯性轮3050305、第一粉碎叶片3050306和第二粉碎叶片3050307，所述固定柱3050301的内部设置
有空腔3050302，所述固定柱3050301的顶部开设有凹槽3050303，所述凹槽3050303内壁开设有螺纹槽，所述电机3050304安装于所述空腔3050302的内部，所述电机3050304的输出轴自上而下贯通所述固定柱3050301并延伸至所述导流筒30501的内部，所述惯性轮3050305设置于所述电机3050304的输出轴的表面，位于所述空腔3050302的内部，所述第一粉碎叶片3050306和所述第二粉碎叶片3050307自上而下依次设置于所述电机3050304的输出轴的表面，位于所述导流筒30501的内部，第一粉碎叶片3050306和第二粉碎叶片3050307与电机3050304的输出轴的端面平行，所述线缆连接装置30506的外壁底部与所述凹槽3050303螺纹连接。
39.作为一种优选的实施例，在海水中的漂浮物附着在导流筒30501上时，设置在连接板30504上的刀片30505对漂浮物进行切割，切割后的漂浮物部分脱离导流筒30501，部分跟随海水进入到导流筒30501内部，旋转的第一粉碎叶片3050306和第二粉碎叶片3050307将进入的漂浮物进行粉碎后从导流筒30501内部跟随海水排出，解决了目前海洋人工反射地震探测存在的探测的漂浮物容易挂在电缆尾翼305上的排水口处，电缆运动过程不稳定，容易出现与相邻的电缆缠绕以及晃动幅度过大导致采集数据不精确的问题。
40.参照附图4-9所示，所述线缆连接装置30506包括第一固定块3050601、第二固定块3050602和固定条3050604，所述第一固定块3050601和第二固定块3050602的形状和大小均完全一致，所述第一固定块3050601和所述第二固定块3050602呈镜像设置，所述第一固定块3050601和所述第二固定块3050602合并后形成一个圆管，该圆管的表面上侧开设有环形槽3050603，该圆管的表面下侧设置有与所述凹槽3050303内部设置的螺纹槽大小相同方向相反的螺纹，该圆管的外壁下侧与所述凹槽3050303的内壁螺纹连接，所述固定条3050604分别设置于所述第一固定块3050601和所述第二固定块3050602的内表面上，固定条3050604的材料为丁腈橡胶，所述固定条3050604的表面开设有齿槽3050605。
41.作为一种优选的实例例，在进行尾翼305与工作段301进行连接的过程中，将线缆连接装置30506从粉碎装置30503中取出后，将工作段301插入到第一固定块3050601和第二固定块3050602之间，同时将线缆连接装置30506与粉碎装置30503进行连接，在线缆连接装置30506与粉碎装置30503连接的过程中，固定条3050604与工作端紧密贴合，齿槽3050605增大固定条3050604与工作段301之间的摩擦，防止使用过程中松脱，在线缆连接装置30506与粉碎装置30503连接完成后，使用扎带或管匝套入环形槽3050603内部进行进一步的固定，防止工作段301与线缆连接装置30506松脱，从而提高了尾翼305工作的稳定性，解决了目前海洋人工反射地震探测存在的，电缆运动过程不稳定，容易出现与相邻的电缆缠绕以及晃动幅度过大导致采集数据不精确的问题。
42.具体的，该一种横缆拖曳式三维地震采集装置的工作原理：通过两个拖体分离器102展开一条采集横缆202，将若干条数字地震电缆组件300与采集横缆202相连接，这种工作方式，可以大大缩短电缆间距，从而提高三维地震采集的横向分辨率。该方法采集的经海底反射的震源信号，可以获得高精度海底以下地层的信息，同时，在尾翼305中设置刀片30505、惯性轮3050305、第一粉碎叶片3050306和第二粉碎叶片3050307，在运行过程中刀片30505能将挂在尾翼上的漂浮物切断，通过第一粉碎叶片3050306和第二粉碎叶片3050307粉碎后排出到外部，避免产生堵塞，同时，惯性轮3050305在旋转过程中保持尾翼305的稳定，从而使数字地震电缆组件300的运动状态保持稳定，解决了目前海洋人工反射地震探测
存在的探测的横向分辨率较低以及漂浮物容易挂在电缆尾翼305上的排水口处，导致电缆运动过程不稳定，容易出现与相邻的电缆缠绕以及晃动幅度过大导致采集数据不精确的问题。
43.需要说明的是，电火花发射阵204、交叉数据传输单元205、数据采集单元302、数据采集通道303、水听器304和电机3050304具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
44.电火花发射阵204、交叉数据传输单元205、数据采集单元302、数据采集通道303、水听器304和电机3050304的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
45.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。