[发明专利]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

权利要求书

1.阵列式海洋四分量光纤地震数据采集拖缆，其特征在于：包括若干条平行的采集拖缆(1)，所述采集拖缆(1)包括若干个采集短节(3)等间隔通过铠装光缆(2)串联；每条采集拖缆(1)首尾两端分别由无人艇(11)在拖曳；铠装光缆(2)与调制解调仪器(7)连接；调制解调仪器(7)内的GPS或北斗芯片通过卫星授时信号与海洋气枪震源控制器(9)进行时间同步。

2.根据权利要求1或2所述的阵列式海洋四分量光纤地震数据采集拖缆，其特征在于，每一个所述的采集短节(3)包括一个三分量光纤矢量传感器(4)、一个光纤声压水听器(5)和一个三分量光纤姿态传感器(6)。

3.根据权利要求1或2所述的阵列式海洋四分量光纤地震数据采集拖缆，其特征在于，所述的三分量光纤矢量传感器(4)安装在采集短节(3)的前部，其后方依次为三分量光纤姿态传感器(6)、光纤声压水听器(5)；三分量光纤矢量传感器(4)、声压水听器(5)和三分量光纤姿态传感器(6)与调制解调仪器(7)连接。

4.根据权利要求1或2所述的阵列式海洋四分量光纤地震数据采集拖缆，其特征在于，所述的三分量光纤矢量传感器(4)为三分量地震信号检波器。

5.根据权利要求4所述的阵列式海洋四分量光纤地震数据采集拖缆，其特征在于，所述三分量光纤矢量传感器(4)包括三根几何尺寸完全一样的实心的弹性柱体(41)成三轴正交结构组装在一起，一对光纤(42)分别绕在一根弹性柱体(41)的两端臂上，缠绕的光纤(42)形成了迈克尔逊干涉仪的两光纤臂；质量块粘接在弹性柱体(41)正交结合处，弹性柱体(41)固定安装在密封的外壳内；光纤(42)与调制解调仪器(7)连接。

6.根据权利要求1或2所述的阵列式海洋四分量光纤地震数据采集拖缆，其特征在于，所述的光纤声压水听器(5)选自调幅型光纤水听器、调相型光纤水听器、或偏振型光纤水听器。

7.根据权利要求1或2所述的阵列式海洋四分量光纤地震数据采集拖缆，其特征在于，所述的采集短节(3)之间的间距选自3.125米、6.25米、12.5米或25米中任一项。

8.采用权利要求1至9中任一项的阵列式海洋四分量光纤地震数据采集拖缆的数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、每一条采集拖缆(1)的首尾分别由两条无人艇牵(11)引拖曳，或者按照预先设计的间距由数对无人艇(11)将数条采集拖缆(1)平行布设在海洋地震数据采集工区的海面，或者按照预先设计的间距将多条采集拖缆(1)平行沉放到海底地震数据采集工区的海底，无人艇(11)上的调制解调仪器(7)通过铠装光缆(2)启动采集拖缆(1)进行仪器状态自检，确保每采集拖缆(1)上的每个采集短节(3)都工作正常；

b、所述海洋地震数据采集使用的震源船(8)拖曳一只或数只可控气枪震源枪(10)按照施工设计的震源线逐点通过海洋气枪震源控制器(9)依次进行激发，按照施工设计的偏移距即震源点和接收点之间的距离，拖曳在无人艇(11)后面的采集拖缆(1)或者沉放在海底的采集拖缆(1)同步采集海面可控气枪震源(10)激发的全波场四分量海洋地震数据；

c、所述紧挨着三分量光纤矢量传感器(4)安装的三分量光纤姿态传感器(6)同步实时采集每个采集短节(3)在数据采集位置的三分量姿态数据并实时记录每个三分量光纤矢量传感器(4)的倾角、方位角和倾向，以用于对记录的四分量海洋地震数据进行必要的旋转处理；

d、所述采集拖缆(1)将步骤b采集的四分量海洋地震数据，将步骤c采集的采集短节(3)在数据采集位置的三分量姿态数据的通过铠装光缆(2)传输至无人艇(11)上的调制解调仪器(7)里，然后经过调制解调转换成相应位置的海洋四分量地震数据；

e、根据三分量光纤姿态传感器(6)同步实时采集的每个采集短节(3)在数据采集位置的三分量姿态数据，将步骤d中相应采集位置的海洋四分量地震数据通过旋转投影变换成相应采集位置的三分量海洋地震数据，得到该位置沿垂直方向和与海平面平行的两个正交水平方向的三分量海洋地震数据，其中一个水平分量是沿采集拖缆(1)延伸方向的水平分量，另一个是垂直于采集拖缆(1)延伸方向的水平分量；

f、将步骤e中转换成相应数据采集位置的海洋四分量地震数据进行海洋地震数据处理，包括但不限于：地震子波的整形、去除纷繁复杂的多次波、从低信噪比的数据中恢复出可靠的有效反射波、应用震源信号反褶积实现对地震记录的整型、提高有效反射波的信噪比、速度建模、地层划分、层析成像，高频恢复、鬼波去除、多次波消除、反褶积处理、各向异性时间域或深度域偏移成像、Q补偿或Q偏移，最后获得海底以下介质的纵横波速度、纵横波波阻抗、纵横波各向异性系数、纵横波衰减系数、弹性参数、粘弹性参数、地震属性数据、海底以下高分辨率地质构造成像，用于海底以下地质构造调查和矿产资源勘探，实现海底以下地质矿产资源和油气藏的高分辨率地质构造成像和对含油气储层的综合评价。