[发明专利]一种组合式海底地震采集节点及其使用方法

说明书

本发明公开了一种组合式海底地震采集节点(GOBS)，其是系缆式金属外壳制成的海底地震采集节点，其外部结构包括耐压舱体，上下法兰，系绳钢缆。组合式海底地震采集节点的舱体采用钛合金外壳，其封装方式采用端面O型圈密封方式，内部装有数字采集器、全角检波器、网络通讯模块、GPS、电子罗盘和组合电源，传感器采用全角检波器加装扩频电路设计而成。本发明用于高密度浅层海底地震观测和油气勘探，开展组合式海底地震探测装备研制，实现相应的仪器投放回收技术、数据采集，为我国深水油气勘探提供新的技术手段。

技术领域

本发明涉及海洋勘探领域，具体为海洋地震观测技术领域和水下声学传播技术，特别涉及一种组合式海底地震采集节点及其使用方法。

背景技术

海洋蕴含丰富的矿产资源，不但有丰富的大洋锰结核、热液硫化物矿床等固体矿产资源，还蕴含丰富的石油与天然气。因此，海洋油气资源已成为国际能源争夺的焦点。海洋资源探测技术所面临的一系列核心问题中，如何提高探测精度、减少多解性最为重要，是提高钻井成功率、减少勘探风险的基础。因此，大力发展海洋高新勘探技术与地球物理探测组合式海底地震采集节点装备，为海洋资源开发提供技术支撑是海洋矿产资源探测研究中特别是深水油气勘探中的重中之重。

目前在海洋地球物理探测设备中，可以根据目标分为主要两类。一类是用于油气勘探的海面地球物理探测装备，以多缆地震数据采集系统为最新技术代表，国内目前已经在国家油气重大专项中给予了布局。另一类是海底地球物理探测装备，其中用于科学目的的沉浮式海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer，简称OBS)由于具有潜在的军事功能，长期受到西方国家的限制或封锁。2001年以来，在财政部重大科研装备研制专项、科技部863计划项目的持续支持下，中国科学院已率先研制成功三代沉浮式OBS，性能指标达到了发达国家水平，并具备了产业化条件。但是，现有国产沉浮式OBS无论在精度上还是应用上远不能满足海洋油气资源勘探的要求，亟需研制可大幅提高空间分辨的组合式海底地震探测装备。

组合式海底地震探测装备具有小型化、高密度、噪音小、排列长度大、相对于海面的地震拖缆探测精度更高等优势，近年来已成为研究海洋深部地质结构和进行深水油气勘探的重要手段。国外许多石油勘探公司已开始这方面的技术应用。如著名的GEOPRO勘探服务公司的客户中有49％来自石油公司，BP等石油公司也已将该项技术作为深水油气勘探的主要手段。这是因为深水油气资源勘探中钻井成本很高、投资风险大，为提高钻井成功率，各石油公司都要开展井场地球物理调查，对OBS的密度和信息量的需求也远远超过了一般海底结构调查。所以，组合式海底地震仪探测装备应运而生。所有GOBS的运输、回放、排列摆放和充电等都在收放船上完成，采集时，用软缆将GOBS串联起来按顺序从船尾坠到海底，每根软缆的两端各有一个声纳浮标用于采集结束后回收排列。这一装置已在国外大型石油公司的勘探实践中取得了良好的应用效果，成为海洋油气勘探中的最新技术与重要手段。

这一装备之所以越来越受到重视是因为海底地震采集技术具有自己独到的优势。比如，可以接收到常规海面拖缆无法接收到的转换横波信号。在蒸发岩、玄武岩等高阻抗岩层发育地区,常规反射地震往往难以获取高阻抗层以下的地层地质信息。而使用组合式海底地震采集方法进行广角反射地震测量,可较好地解决高阻抗层屏蔽问题,是开展海上地质构造勘查的一种行之有效的方法。组合式海底地震采集技术已成为发达国家开展海域资源调查的重要手段，由于这类技术不仅仅在民用领域有较广阔的应用空间，在军用领域及国防领域也有极大想象空间，因此受到严密封锁和组合式海底地震采集节点禁运等限制。

现实产业中，公开的组合式海底地震采集技术仅仅是一种理论或技术构思，没有公开具体的实施细节内容；可以实现的此类应用技术在我国尚属空白，因此自主研发，形成具有自主知识产权的海底探测装备十分重要。

发明内容