[发明专利]基于分布式光纤传感的地震横波数据采集系统及采集方法

权利要求书

1.基于分布式光纤传感的地震横波数据采集系统，其特征在于，包括：沿平行于轻型铠装光缆(2)方向布设并逐点激发的地面人工横波震源(1)、埋设在浅地表下面的轻型铠装光缆(2)以及位于地面的分布式光纤声波传感调制解调仪器(3)；所述轻型铠装光缆(2)以正交方式埋设在浅地表下面采集相互正交的两个地面地震横波数据；轻型铠装光缆(2)首端内的光纤与分布式光纤声波传感调制解调仪器(3)相连。

2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的地震横波数据采集系统，其特征在于，所述地面人工横波震源(1)沿着二维的横波震源线或三维正交的横波震源网布设；在每个地面人工横波震源(1)位置上激发的横波源的极化方向(4)与轻型铠装光缆(2)的延伸方向相平行。

3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的地震横波数据采集系统，其特征在于，所述轻型铠装光缆(2)埋置在浅地表下面，沿二维检波点测线或三维正交检波点测网布设；

所述轻型铠装光缆(2)的尾端设有消光机构(5)，所述的消光机构(5)为消光器或者把光纤尾端打一个结。

4.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的地震横波数据采集系统，其特征在于，所述轻型铠装光缆(2)包括高声敏单模光纤(20)和包裹在高声敏单模光纤(20)外的柔性保护套(21)，所述的柔性保护套(21)内充填光纤膏，最外层包裹有耐磨抗压抗拉伸柔性轻型保护铠装外套(22)。

5.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的地震横波数据采集系统，其特征在于，所述地面人工横波震源(1)的触发信号与启动分布式光纤声波传感调制解调仪器(3)的触发信号一致。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于分布式光纤传感的地震横波数据采集系统的数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、在地表以下，将轻型铠装光缆(2)沿二维检波点测线或三维正交检波点测网埋置；将铠装光缆(2)的尾端设置消光机构(5)；

A2、沿二维的横波震源线或三维正交的横波震源网上预先设计的震源点依次激发地面人工横波震源(1)，在每个地面人工横波震源(1)位置上激发的横波源的极化方向(4)与轻型铠装光缆(2)的延伸方向相平行，并将激发人工横波震源(1)的触发信号同步传输到分布式光纤声波传感调制解调仪器(3)的触发端口；

A3、触发信号触发分布式光纤声波传感调制解调仪器(3)在地面横波震源激发的同时开始同步采集地面地震横波数据。

7.根据权利要求6所述的基于分布式光纤传感的地震横波数据采集系统的数据采集方法，其特征在于，步骤A3包括以下子步骤：

A31、分布式光纤声波传感调制解调仪器(3)采集从轻型铠装光缆(2)内的光纤里反射回来的瑞利散射光的相位信号；

A32、通过对瑞利散射光信号的相位数据进行调制解调处理，获得沿轻型铠装光缆(2)延伸方向极化的地面地震横波数据。

8.根据权利要求7所述的基于分布式光纤传感的地震横波数据采集系统的数据采集方法，其特征在于，步骤A32所述地面地震横波数据，包括地下介质的横波弹性和粘弹性参数，获取的过程为：根据轻型铠装光缆(2)上任意一个检波点到每个震源点的距离，地下波阻抗界面到任意一个检波点的距离，以及从该检波点检测到的从该震源点沿地下介质传播到该检波点的直达横波走时、面波走时、沿地下波阻抗界面折射到该检波点的折射横波走时和从地下波阻抗界面反射到该检波点的反射横波走时等数据，反演计算出地下介质的横波速度、面波速度、横波速度在不同方位上的速度各向异性、横波在地下介质中传播的衰减系数。

9.根据权利要求8所述的基于分布式光纤传感的地震横波数据采集系统的数据采集方法，其特征在于，还包括对步骤A32所述地面地震横波数据进行进一步的处理，包括地面地震横波数据的去噪处理，直达横波、折射横波和反射横波的波场分离处理，多次反射横波的消除，横波速度建模，叠前或叠后反射横波数据的时间域或深度域各向同性偏移成像处理，叠前或叠后反射横波的时间域或深度域各向异性偏移成像处理，叠前或叠后反射横波的时间域或深度域Q补偿或Q偏移成像处理，最后获得基于反射横波的地下介质的地质构造精细成像，以及从反射横波中提取的横波属性参数。