[发明专利]一种联合VSP与声波测井的地层结构调查系统及方法

权利要求书

1.一种联合VSP与声波测井的地层结构调查方法，地层结构调查系统包括uDAS仪器(1)、VSP光缆(3)、声波测井装置、第一环形器(2)和第二环形器(4)；

所述第一环形器(2)的第一端口与uDAS仪器(1)的发送端与连接，所述第一环形器(2)的第二端口通过VSP光缆(3)与第二环形器(4)的第一端口连接，所述第一环形器(2)的第三端口与uDAS仪器(1)的第一接收端连接，所述第二环形器(4)的第二端口与声波测井装置连接，所述第二环形器(4)的第三端口与uDAS仪器(1)的第二接收端连接；

所述uDAS仪器(1)用于探测并恢复VSP光缆(3)和声波测井装置所接收到的振动信号和声波信号，并对其进行解调；

所述VSP光缆(3)用于接收由激发源引起的地层结构的振动信号，并经过第一环形器(2)发送至uDAS仪器(1)；

所述声波测井装置用于发出声波信号，并接受地层结构反射回的声波信号，然后经过第二环形器(4)发送至uDAS仪器(1)；

所述第一环形器(2)用于作为振动信号反馈至uDAS仪器(1)的传输媒介；

所述第二环形器(4)用于作为声波信号反馈至uDAS仪器(1)的传输媒介；

所述声波测井装置包括发声单元(5)、声波接收单元(10)和保护套(8)；

所述发声单元(5)和声波接收单元(10)均设置于保护套(8)内部，且所述发声单元(5)设置于声波接收单元(10)上方；

所述保护套(8)内部排列有若干个声波接收单元(10)，且每个所述声波接收单元(10)之间通过振动隔绝层(9)间隔；

每个所述声波接收单元(10)均包括接收柱(6)和光缆(7)，所述光缆(7)缠绕在所述接收柱(6)上，每个接收柱(6)上缠绕的光缆(7)首尾相连；且该光缆的首端与所述第二环形器(4)的第二端口连接，且其尾端进行消光处理；

所述接收柱(6)为中空的薄壁圆柱形结构；

所述薄壁圆柱形结构由弹性金属或弹性非金属制成；

所述薄壁圆柱形结构表面设置有与光缆(7)形状匹配的螺旋状凹槽；

所述接收柱(6)上缠绕的光缆(7)的弯曲角度大于其弯曲半径；

所述发声单元(5)为具有光声效应的材料或电驱动的材料中任意一种制成的结构；

其特征在于，包括以下步骤：

S1、将声波测井装置安装在需要进行地层结构调查的位置；

S2、通过uDAS仪器的发送端发出脉冲激光经第一环形器后进入VSP光缆；

S3、使脉冲激光在VSP光缆内传播产生的携带振动信号的后向散射光经第一环形器的第三端口返回至uDAS仪器的第一接收端，并解调出对应的振动信息；

S4、使脉冲激光经过VSP光缆后从第二环形器的第二端口进入声波测井装置上缠绕的光缆内；

S5、通过声波测井装置中的发声单元发出声波使其被声波测井装置周围的地层结构反射，当光缆内通过脉冲激光时，通过声波测井装置上缠绕的光缆接收反射回的声波；

S6、将声波测井装置上缠绕的光缆中携带声波信号的后向散射光经第二环形器的第三端口返回至uDAS仪器的第二接收端，并解调出对应的声波信息；

S7、基于解调出的振动信息及声波信息，恢复出对应位置的地质结构，实现地层结构调查。

2.根据权利要求1所述的联合VSP与声波测井的地层结构调查方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

将声波测井装置的顶端通过绳索与声波测井用车连接，通过声波测井用车控制声波测井装置升降移动至需要进行地层结构恢复的位置；

所述声波测井装置的升降移动不影响所述VSP光缆位置。

3.根据权利要求1所述的联合VSP与声波测井的地层结构调查方法，其特征在于，所述步骤S7中，基于解调出的振动信息恢复出VSP光缆周围的地层结构，基于解调出的声波信息恢复出声波测井装置周围的地层结构，进而获得具有不同丰富程度和质量的地层结构信息，实现地层结构调查。