[发明专利]用来测绘声能源的单井系统

权利要求书

1．用来定位在地球中声波源的设备，所述设备包括：

一个细长体，具有一根纵向轴和多个段，并且适于连接到导线上以允许把所述设备放置在井中；

多个声接收器，包括所述细长体的分离段，并且以这样一种方式固定到所述细长体上，从而防止每个声接收器相对于每个其他声接收器的显著扭曲变形，所述声接收器的每一个包括用来施加一个力以便把所述声接收器夹持在所述井中的可缩回装置，并且带有两个位于基本上垂直于所述细长体的所述纵向轴的平面内的正交声传感器，所述声传感器的每一个适于响应碰撞在其上的声波产生一个电信号；及

电子装置，布置在所述细长体的至少一个段中，所述电子装置能够基本上连续地把所述电信号实时传送到地面。

2．根据权利要求1所述的设备，其中所述导线包括一个或多个光纤股，并且其中所述电子装置包括一个把所述电信号转换成数字信号的数字化电路、和一个把所述数字信号转换成光脉冲以便在所述光纤股上传送到地面的收发机。

3．根据权利要求1所述的设备，其中所述导线包括一个或多个铜股，并且其中所述电子装置包括一个把所述电信号转换成数字信号的数字化电路、和一个在所述铜股上把所述数字信号传送到地面的调制解调器。

4．根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包括至少三个声接收器，并且其中所述声接收器的至少一个包括一个与所述两个其他声传感器正交的第三声传感器。

5．一种用来确定在地球中的声波源位置的方法，所述方法包括步骤：

用导线把设备放置在井中，所述设备包括(a)至少两个隔开的声接收器，所述声接收器的每一个包括用来施加一个力以便把所述声接收器夹持在所述井中的可缩回装置，并且带有两个位于基本上垂直于所述井的轴线的平面内的正交声传感器，所述声传感器的每一个适于响应碰撞在其上的声波产生一个电信号，及(b)用来把所述电信号实时传送到地面的电子装置；

把所述声接收器夹持在所述井中；

使用所述声传感器以检测所述声波且响应至此的声波产生电信号；

把所述电信号传送到地面；及

在地面处使用所述电信号计算所述声波源的位置。

6．根据权利要求5所述的方法，其中所述设备带有穿过所述隔开声接收器延伸的纵向轴，并且其中所述声波包括P-波和S-波，及其中使用所述电信号计算所述声波源的位置的所述步骤进一步包括步骤：

对于所述P-波和S-波都使用矢端曲线分析法，以确定从所述设备到所述声波源的方位角；

使用所述方位角定义一个包含所述设备的所述纵向轴和所述声波源的平面；

确定在所述P-波和S-波初始到达所述声接收器之间的实际时间差；

对于从在所述平面内的多个可能源位置至所述声接收器的所述P-波和S-波估计传播时间差；及

选择对其所述估计传播时间差最密切接近所述实际时间差的可能源位置，作为所述声波源的位置。

7．根据权利要求5所述的方法，其中所述设备带有穿过所述隔开声接收器延伸的纵向轴，并且其中所述声波包括P-波和S-波，及其中使用所述电信号计算所述声波源的位置的所述步骤进一步包括步骤：

对于所述P-波和S-波都使用矢端曲线分析法，以确定从所述设备到所述声波源的方位角；

使用所述方位角定义一个包含所述设备的所述纵向轴和所述声波源的平面；

根据从所述平面内的可能源位置到所述声接收器的计算传播时间，偏移所述P-波和所述S-波在所述接收器处的到达时间；及

选择基本上最大化所述时间偏移P-波和S-波的对准的可能源位置，作为所述声波源的位置。

8．根据权利要求5所述的方法，其中所述声接收器的至少一个包括一个与所述两个其他声传感器正交的第三声传感器，来自所述第三声传感器的数据用来分辨所述声波源的位置的模糊性。