[发明专利]一种基于气泡震源的水上地震折射数据采集方法

摘要

本发明提供了一种基于气泡震源的水上地震折射数据采集方法，属于工程勘察领域。本发明在保证目标勘探深度的条件下，采用绿色环保，高效率低成本，安全可靠的气泡震源代替炸药震源在河水中激发地震波，采用互换原理，在河流两岸接收信号的方式来进行外业的数据采集。采用相遇时距曲线观测系统对于跨江剖面水上地震折射波数据的采集，用船沿事先布置的测线将气泡震源运到激发点按一定间距逐点激发地震波，在河两岸测线端点使用数字化检波器接收地震来完成数据的采集。该方法已成功应用于国内、外水电工程，取得了良好的效果，实用性强。本发明改变了传统水上地震折射勘探的数据采集与作业方式，在水电水上勘探中有广泛的市场前景和推广价值。

主权项

一种基于气泡震源的水上地震折射数据采集方法，其特征在于包括如下步骤：步骤（1），测线设计：根据工作任务、探测对象、地质构造和地形条件确定测线的布置；沿顺江剖面和跨江剖面做水上地震折射波测线布置时，要求测线力求为直线，尽量垂直岩层或构造的走向；测线要尽可能与其它物探测线或钻探的勘探线一致；测线要均匀地分布在全测区；当地层倾角较大时，应改变测线方向以避免盲区过大或接收不到折射波；步骤（2），确定数字化检波器位置及气泡震源激发点间距：数字化地震检波器位置及气泡震源激发点间距根据试验工作来进行设计；试验工作布置在拟定测区内河道相对较直、水流相对较平稳的河段；在无已知资料时，根据河流宽度，设计试验剖面长度为河流宽度的2~5倍；数字化检波器的位置必须在盲区范围之外，盲区范围随折射界面的深度、倾斜情况以及临界角的大小而变化；数字化检波器安装位置设在岸边，气泡震源激发点在河道内等间距设置；采用相遇时距曲线观测系统时，进行气泡震源激发点和数字化检波器位置互换后，追踪界面的相遇段至少4个检波点能有效接收折射波；数字化检波器埋设时两岸埋置条件一致，并与地面接触牢固、防止漏电和背景干扰；在同一测线上，采用同一检波点距和排列长度，激发点间距为5～10m；步骤（3），架设跨江剖面，布设数据传输电缆：因左、右岸接收点是在剖面上的，所以布置剖面时要兼顾选取的接收点的位置，使其尽可能靠近岸边，且便于埋置；当受地形或地面条件限制，检波器不能安置在原设计点位时，沿测线移动，移动的位置不包括互换点；如还有困难时沿垂直测线方向移动，其偏移距离应小于1/5 激发点间距；架设跨江剖面要求：第一，按照步骤（2）中的要求确定好数字化检波器位置及气泡震源激发点间距，并设计好跨江剖面后，以剖面左、右两端为端点沿跨江剖面架设钢丝绳，钢丝绳上挂上挂钩，数据电缆从挂钩中通过；第二，挂钩上挂上固定气泡震源触发线的绳子，并将气泡震源触发线系在绳子上；第三，根据测试剖面实验结果，确定跨江剖面的长度范围，为使所测河段内的解释点均匀分布，跨江剖面为平行等间距布置；第四，依据勘察精度的要求确定剖面间距大小，间距为20m~40m，挂钩的间距为5m或10m；步骤（4），数据采集：采用相遇时距曲线观测系统，首先在河中选定左岸或右岸作为数据采集的始发端，开动工作船将气泡震源移动至首个激发点，并控制气泡震源激发地震波，应用左、右两岸的数字检波器完成首次数据采集；然后，按照设计的激发点间距，逐次改变气泡震源位置，完成单边剩余的数据采集；最后，将河流的另一岸作为数据采集的始发端，从气泡震源的首个激发点开始，重复以上采集过程，完成数据采集；地震勘探数据采集系统包括震源系统、数据采集装置、数字化检波器和数据电缆，震源系统包括气泡震动装置、数据电缆和同步控制装置；采集时，采集站控制气泡震动装置发生震动产生地震波信号，同时发出同步采集指令，数字化检波器采集地震波信号，采集的信号通过电缆传输到采集站便得到了地震记录；步骤（5），数据处理：经过处理、解释便可得到各类地质条件以及地层破裂带的调查和土建工程质量检测数据；在处理时，根据同一剖面相同激发点不同接收点的地震记录，读取折射波旅行时间，绘制综合时距曲线，求解折射界面上覆介质平均速度、基岩波速和界面深度；根据定量解释成果，绘制河床基岩波速等值线图和河床冲积层厚度等值线图，依据基岩波速大小，初步评价测区河段内的河床基岩完整性。