[发明专利]海洋地震拖缆中的质点运动向量测量

说明书

技术领域

本发明关于海洋地震勘测，特别是关于海洋地震勘测中的质点向量测量。 

背景技术

在一种海洋地震勘测中，勘测船沿着预定的路线拖动地震线缆阵列，其通常被称为“拖缆”。当船拖动阵列时，例如气枪或者震动源的地震源将声波传送进入水中。声波传播经过水并且最终被不同的地质特征反射。通过水返回的该反射传播到拖缆。拖缆包含沿其长度分布的声学传感器，或者“水听器”。当反射在声学接收器上经过，接收器感知所经过的波前的幅度。声学接收器接着传输数据到勘测船以便收集，所述数据代表探测到的向地震线缆反向传播的波前的幅度。 

反射越过声学接收器在水中继续传播，直至到达水面。在水面，该反射被再次反射。这些反射的反射有时被称为“多次”，即多次反射的简略，或者“虚反射”。多次反射反向传播向下经过水，并且也将经过声学接收器。声学传感器再次检测所经过的波前的幅度。声学接收器也将再次传输代表地震线缆上探测到的幅度的数据以便在勘测船上收集。 

从而，勘测数据不仅包含从最初反射获得的数据，而且包含从多次反射收集的数据。来自多次反射的数据是不希望存在的，因为它不是所勘测地质构造的代表。来自多次反射的数据而是代表表面。从更加技术的角度来看，多次反射和反射发生“破坏性干涉”。简而言之，地震传感器检测任何经过的波前的幅度，而不考虑其传播方向。 

传统的方法通过两种方式处理这个问题。一种方式是在勘测中尝试减轻多次反射的影响。第二种方式是在处理中尝试抵消多次反射。两种方法都有其缺点。 

在勘测中减轻多次反射通常包括以特定的方式对勘测的组件进行定位。例如，如果地震线缆在接近4-5米的深度被拖动，虚反射经常可以很大程度上被 抵偿。然而，对拖缆进行定位可能是非常困难的。拖缆可能有数千米长。这典型地产生相当大的惯性，这造成拖缆难于控制。拖缆也可能沿着其长度处于非常不同的环境条件下-例如风和水流。这意味着拖缆可能经常被不精确地定位，从而多次反射的不利影响没有被充分地减轻。 

在处理过程中抵消多次反射典型地包含从多个要素预测实际的多次反射。本领域已知多种多次反射预测技术。然而伴随所有的预测技术，都进行了假设和概括。虽然这些概括和假设可能在统计上是可行的，它们应用到任何给定的勘测或者勘测的任何给定部分时具有程度不同的精确度。在一些勘测中，它们进而可能具有不利的影响或者另外产生误差。此外，这种方法延长了复杂的处理，从而抬高成本。因此希望在不必消耗时间、精力和资源的情况下减轻多次反射的影响，以便连续监测并且定位地震线缆。还希望能够通过实际的测量而不是预测来减轻多次反射的影响。因此，希望不仅测量经过声学传感器的任何给定波前的幅度，而且包括其向量或者说偏振。 

本发明致力于解决或者至少减轻上面提到的一个或者所有问题。 

发明内容

在其不同的方面以及实施方式中，本发明包含一种质点运动传感器，其包括：检测单元，能够从其位置变化检测质点运动向量；以及封装材料，检测单元放置于其内，其中质点运动传感器关于其纵向轴对称并且具有与其体心一致的重心。本发明还包含一种质点运动传感器，其包括：加速度计，能够从其位置变化检测质点运动向量；以及封装材料，检测单元放置于其内。 

在第二个方面，本发明包含一种装置，其包括：拖缆；沿着拖缆分布的多个声学传感器；以及沿着拖缆分布的多个质点运动传感器，至少一个质点运动传感器关于其纵向轴对称并且具有与其体心一致的重心。本发明还包含一种装置，其包括：拖缆；沿着拖缆分布的多个声学传感器；以及沿着拖缆分布的多个质点运动传感器。这些质点运动传感器中的至少一个包含加速度计，该加速度计能够从其位置变化检测质点运动向量；以及检测单元放置于其内的封装材料。 

附图说明

通过参考后面的说明并结合随附的附图，可以理解本发明。其中类似的参考数字标识类似的单元，其中： 

图1A和图1B描绘了根据本发明一个方面实施的海洋地震勘测； 

图2A、图2B描绘了用于图1A-图1B所示海洋地震勘测的两种可替换的传感器装置； 

图3A-图3B一般性地、概念性地例示了根据本发明质点运动传感器的一个特定的实施方式，图3A为沿图3B中3A-3A线的局部剖面图； 

图4描绘了可应用于一个特定实施方式中的三个单轴加速度计，在沿线、交叉线、以及垂直方向上相互正交定向，在图5中以x、y和z标明； 

图5为图4中单轴加速度计正交定向的沿线、交叉线、以及垂直方向；