1、 新 产 品 介 绍 深 海 节 点 地 震 采 集 系 统 简 介 张 松 郭 智 慧 刘 卫 杰 张 雪 冬 （东 方 地 球 物 理 公 司 ：国 际 部 深 海 业 务 经 理 部 ，河 北 涿 州 ；大 港 物 探 处 ）摘 要张 松 ，郭 智 慧 ，刘 卫 杰 ，张 雪 冬 深 海 节 点 地 震 采 集 系 统 简 介 物 探 装 备 ）： 深 海 节 点 地 震 采 集 系 统 是 一 种 无 线 节 点 四 分 量 ）地 震 采 集 系 统 ，节 点 之 间 通 过 比 较 牢 固 的 绳 子 连 接 在 一 起 ，因 此 能 够 满 足 各 种 道 间 距 的 要 求 ，并
2、 能 沉 放 到 深 的 海 底 连 续 进 行 天 不 间 断 的 作 业 。 本 文 从 系 统 的 采 集 单 元 、采 集 系 统 的 构 成 及 其 作 业 特 点 等 方 面 对 地 震 采 集 系 统 进 行 了 简 要 介 绍 ，并 结 合 实 际 的 生 产 应 用 详 细 阐 述 了 系 统 的 生 产 特 点 、作 业 程 序 和 最 终 的 应 用 效 果 。关 键 词 深 海 勘 探 深 海 节 点 地 震 采 集 系 统 水 下 单 元 甲 板 系 统， ，）： ） ， ， ，引 言 系 统 系 统 是 由 美 国 公 司 研 发 的 ，是 一 种 基 于 无 线
3、节 点 型 的 全 方 位 ：一 个 海 底 封 ，一 个 垂 直 检 波 器 、一 个 方 向 的 水 平 检 波 器 和 一 个 方 向 的 水 平 检 波 器 ）地 震 采 集 设 备 ；集 电 源 、检 波 器 、存 储 介 质 等 于 一 身 ；能 够 独 立 采 集 、记 录 、存 储 ；可 沉 放 到 水 深 达 的 海 底 ，连 续 天 进 行 地 震 采 集 作 业 。 系 统 主 要 由 水 下 采 集 单 元 节 点 ）和 甲 板 系 统 构 成 。地 震 勘 探 技 术 在 近 几 年 有 了 较 大 的 进 展 ，勘 探技 术 的 发 展 推 动 了 地 震 勘 探
4、采 集 设 备 的 更 新 和 相 关 技 术 的 发 展 ，市 场 上 陆 续 出 现 了 各 种 新 设 备 ， 深 海 节 点 地 震 采 集 系 统 就 是 其 中 之 一 。 深 海 节 点 地 震 采 集 系 统 （下 面 简 称 为 系 统 ）能 够 实现 全 方 位 的 地 震 数 据 采 集 ，而 且 由 于 其 节 点 采 集 单 元 之 间 通 过 绳 子 （非 电 缆 ）连 接 ，各 个 节 点 能 够 独 立 进 行 采 集 作 业 ，可 适 应 海 底 变 化 剧 烈 等 地 形 比 较 复 杂 的 地 区 ，而 常 规 的 地 震 采 集 系 统 不 能 满 足
5、这 些 复 杂 地 形 的 需 要 。 系 统 弥 补 了 常 规 的 采 集 系 统 的 不 足 ，填 补 了 该 类 区 域 的 勘 探 空 白 。 下 面 从 系 统 的 结 构 组 成 、生 产 特 点 ，作 业 流 程 及 其 应 用 等 方 面 ，对 系 统 进 行 全 面 介 绍 。水 下 采 集 单 元如 图 所 示 节 点 是 一 种 无 线 、自 动 、可 充 电 并 具 有 独 立 采 集 、存 储 功 能 的 水 下 采 集 单 元 ，它 可以 在 的 水 深 连 续 天 不 间 断 地 进 行 地 震 采 集 。每 个 节 点 代 表 一 个 接 收 道 ，内 部 集
6、 成 了 一 个 张 松 ，男 年 出 生 ，助 理 工 程 师 。年 毕 业 于 西 南 石 油 大 学 资 源 与 环 境 学 院 勘 查 技 术 与 工 程 专 业 ，现 从 事 地 震 资 料 采 集 工 作 。第 卷 第 期 张 松 等 ： 深 海 节 点 地 震 采 集 系 统 简 介 模 数 转 换 器 分 辨 率 ：位 ； 采 样 率 ：或 ； 前 放 增 益 ： ，增 量 ； 带 通 滤 波 ： 奈 奎 斯 特 频 率 ； 低 切 滤 波 ： （可 以 设 置 无 低 切 ，亦 可 设 置 在 内 任 何 一 个 ，一般 是 或 ）； 谐 波 畸 变 ： ； 增 益 ： ；
7、共 模 抑 制 比 ：陆 检 最 小 为 ，海 底 封 最 小； 串 音 ：陆 检 最 小 为 ，海 底 封 最 小 。图 节 点 水 下 采 集 单 元 检 波 器 组 合 ，该 检 波 器 组 合 包 含 了 一 个 压 电 检 波 器 、两 个 水 平 方 向 和 一 个 垂 直 方 向 的 动 圈 式 检 波 器 。既 可 通 过 一 定 长 度 的 绳 子 相 连 接 形 成 节 点 采 集 链 ，也 可 单 个 节 点 沉 放 ，因 此 能 满 足 各 种 道 间 距 的 要 求 。 节 点 内 部 有 一 组 锂 电 池 ，在 充 满 状 态 下 可 以 持 续 提 供 天 的
8、电 力 需 求 ；该 节 点 还 有 一 组 灯 ，可 以 显 示 出 节 点 所 处 的 不 同 状 态 ：红 、蓝 、粉 三 色 灯 交 替 闪 动 表 示 节 点 处 于 采 集 状 态 ，持 续 红色 灯 表 示 节 点 处 于 停 止 采 集 或 者 数 据 下 载 完 毕 状态 节 点 内 部 包 含 一 个 基 于 时 间 的 铷 时 钟 ，它 可 以 精 确 到 纳 秒 级 ，保 证 记 录 时 间 的 准 确 无 误 。 节 点 的 生 产 参 数 如 下 ： 沉 放 深 度 ：； 重 量 ：； 直 径 ：； 水 中 重 量 ：； 高 度 ：； 工 作 温 度 ： ； 充 电
9、 环 境 ： ； 电 池 类 型 ：可 充 电 锂 电 池 ； 电 池 续 航 ：天 ； 节 点 容 量 ：； 检 波 器 道 数 ： 道 ，一 个 海 底 封 、三 个 相 互 垂 直 的 检 波 器 ； 海 底 封 类 型 ： ； 海 底 封 灵 敏 度 ： ； 海 底 封 低 切 ：（ ）； 陆 检 类 型 ： ； 陆 检 灵 敏 度 ： ）； 陆 检 低 切 ：（ ）；甲 板 系 统 系 统 的 甲 板 系 统 是 由 室 内 与 室 外 两 部 分 构 成 的 。室 内 部 分室 内 部 分 （图 ）由 箱 体 、 磁 盘 阵列 、磁 带 机 、工 作 站 以 及 接 收 器 组 成
10、 。图 系 统 的 室 内 系 统 为 时 钟 控 制 箱 ； 为 箱 体 ； 为 磁 带 机 台 ； 为 盘 阵 个 。） 箱 体 箱 体 是 系 统 采 集 处 理 单 元 的 核 心 ， 包 括 四 个 模 块 ：采 集 模 块 、质 量 控 制 模 块 、 节 点 管 理 模 块 、输 出 控 制 模 块 。其 中 ，在 模 块 中 还 集 成 了 ，系 统 时 钟 控 制 ）功 能 。 这 四 个 模 块 通 过 网 络 相 联 ，能 够 独 立 地 完 成 地 震 数 据 的 采 集 、处 理 、节 年点 控 制 、输 出 等 功 能 。） 磁 盘 阵 列节 点 采 集 到 的 地
11、 震 数 据 将 暂 时 转 储 在 磁 盘 阵 列 中 ，一 旦 数 据 经 过 质 量 监 控 ，认 为 其 完 整 、正确 ，就 可 以 把 磁 盘 阵 列 中 的 数 据 写 入 磁 带 或 移 动 介 质 中 ，以 供 后 续 处 理 。）磁 带 机 系 统 配 置 有 两 台 磁 带 机 ，经 过 仪 器 操 作 人 员 进 行 质 量 控 制 确 认 无 误 后 ，再 把 格 式 公 司 的 数 据 格 式 ）的 检 波 点 道 集 记 录 写 到 磁 带 中 。）工 作 站工 作 站 是 基 于 操 作 系 统 的 ，安 装 有 以 下 系 统 操 作 软 件 ：）：用 于 设
12、 置 、执 行 、监 控 其 它 系 统 软 件 ；）：用 于 设 定 野 外 采 集 参 数 、显 示 炮 点 信 息 、输 入 放 炮 时 间 ；），测 线 管 理 软 件 ）：用 于 管 理 和 监 控 节 点 收 放 情 况 和 节 点 数 据 采 集 状 态 ；） ，节 点 管 理 系 统 ）：能 够 对 节 点 自 检 、时 钟 校 准 ，采 集 数 据 、显 示 节点 属 性 等 ；）：对 从 节 点 中 下 载 的 数 据 进 行 质 量 控 制 ，有 炮 集 、道 集 两 种 模 式 ，并 可 以 对 数 据 进 行 高 切 或 低 切 滤 波 、自 动 增 益 、线 性 动
13、 校 正 等 处 理 ；） ，数 据 输 出 控 制 软 件 ）：将 节 点 中 的 地 震 数 据 输 出 到 磁 带 等 存 储 介质 中 ，在 输 出 时 可 以 选 择 时 间 切 片 模 式 、连 续 模 式 和 时 间 扩 展 模 式 ；） ，无 线 电 频 率 识 别 系 统 ）：用 于 读 取 节 点 的 声 学 标 签 ，并 将 节 点 信 息 与 导 航 提 供 的 坐 标 相 匹 配 。）接 收 器接 收 器 内 部 包 含 一 个 铷 时 钟 ，并 对 节 点 进 行 时 钟 校 正 ，使 之 与 时 间 （即 格 林 威 治 时 间 ） 一 致 ，接 收 器 通 过
14、模 块 和 节 点 同 步 。图 后 甲 板 收 放 设 备 图 电 频 率 识 别 系 统 组 成 。集 装 箱 内 部）仪 器 集 装 箱 包 括 节 点 盒 （图 ）、（图 ）和 传 送 带 （此 传 送 带 和 集 装 箱 外 的 传 送 带 相 连 ，能 够 把 节 点 传 送 到 集 装 箱 内 ）： ：用 于 传 送 采 集 的 地 震 数 据 ； ：数 据 采 集 和 充 电 站 。图 节 点 盒室 外 部 分室 外 部 分 由 液 压 系 统 、后 甲 板 收 放 设 备 （图 ）、仪 器 集 装 箱 （图 ）三 部 分 组 成 。）液 压 系 统 为 绞 车 、传 送 带
15、提 供 动 力 。）后 甲 板 收 放 设 备 主 要 由 绞 车 、传 送 带 、无 线 图 数 据 采 集 和 充 电 站 第 卷 第 期 张 松 等 ： 深 海 节 点 地 震 采 集 系 统 简 介 定 义 好 的 数 据 库 中 。）放 炮 采 集由 于 节 点 是 不 间 断 地 采 集 ，节 点 内 部 的 时 钟 会 把 气 枪 激 发 时 间 和 数 据 记 录 下 来 ，通 过 放 炮 时 间 把 各 炮 从 检 波 点 道 集 中 分 割 开 来 。得 到 放 炮 时 间 的 方 法 主 要 有 两 种 ： 气 枪 激发 ，在 气 枪 船 的 导 航 系 统 会 生 成
16、一 个 文 件 （即文 件 ），这 个 文 件 要 等 放 炮 结 束 后 才 能 提 供 给 记 录 系 统 ； 井 炮 和 可 控 震 源 激 发 ，这 两 种 震 源 激 发 时 都 会 有 第 二 套 地 震 采 集 系 统 ，以 为 例 系 统 记 录 这 两 种 震 源 激 发 的 时 间 生 成 一 个 文 本 文 件 。 文 件 和 文 本 文 件 中 就 记 录 了 每 炮 的 激 发 时 间 ，用 于 划 分 提 取 单 炮 数 据 。这 两 个 文 件 中 记 录 的 时 间 都 是 基 于 时 间 的 ，精 度 都 为 微 秒 。）资 料 下 载节 点 收 回 后 将
17、其 连 接 到 和 设 备 及 记 录 系 统 上 系 统 会 自 动 将 节 点 中 的 数 据下 载 到 磁 盘 阵 列 上 ，并 给 节 点 中 的 电 池 充 电 。）质 量 监 控 系 统 能 将 采 集 的 地 震 数 据 以 炮 集 或 者 道 集 的 方 式 显 示 出 来 （图 ），并 可 对 地 震 数 据 使 用 滤 波 、增 益 、线 性 动 校 正 等 方 法 进 行 质 量 控 制 。 系 统 的 生 产 特 点 及 作 业 程 序 生 产 特 点如 图 所 示 ， 系 统 作 业 时 一 般 需 要 两 条 船 ：气 枪 船 和 节 点 船 。 节 点 船 上 安
18、 装 系 统 ，负责 节 点 的 收 放 和 地 震 资 料 的 采 集 。 由 于 节 点 之 间 彼 此 独 立 ，既 可 由 比 较 牢 固 的 绳 子 连 接 ，也 可 单 独 铺 放 ，这 样 就 避 免 了 常 规 电 缆 常 见 的 漏 电 、排 列 不 通 等 问 题 。 节 点 铺 放 完 毕 后 就 可 放 炮 生 产 ，作业 效 率 高 。 此 外 ， 系 统 设 计 时 针 对 海 上 作 业 模 式 ，比 较 适 合 少 铺 检 波 器 而 多 放 炮 的 生 产 方 式 ，在 海上 采 用 观 测 系 统 作 业 时 有 着 常 规 采 集 系 统 无 可 比 拟
19、的 优 势 。图 节 点 沉 放 显 示作 业 程 序）建 立 工 区 测 线使 用 系 统 施 工 时 需 要 在 生 产 前 建 立 测 线 的 数 据 库 ，通 常 以 测 线 的 名 字 命 名 。 建 立 工 区 时 需要 理 论 设 计 的 两 个 文 件 和 。 在 测 线 管 理 窗 口 中 建 立 测 线 ，并 将 、 文 件 导 入 该 工 区测 线 中 即 完 成 了 该 测 线 数 据 库 的 建 立 。 注 意 ：如 果实 际 的 炮 点 、检 点 桩 号 和 导 入 、 里 的 不 匹 配 ，将 会 导 致 资 料 无 法 下 载 ，所 以 务 必 要 保 证 、文
20、 件 中 的 桩 号 与 实 际 一 致 。）节 点 的 收 放节 点 由 特 殊 的 绳 子 连 接 ，每 个 节 点 上 都 有 一 个 环 形 扣 以 便 和 绳 子 连 接 在 一 起 。节 点 在 投 放 前 都 要 经 过 各 种 校 正 ，如 自 检 、时 钟 校 正 等 ，以 确 保 节 点 状态 良 好 并 处 于 采 集 状 态 。每 个 节 点 上 都 有 一 个 标 签 ， 系 统 能 够 识 别 此 标 签 并 把 标 签 上 节 点 的 号 码 和 坐 标 信 息 传 到 记 录 系 统 ；对 于 其 它 放 缆 船 所 放 的 节 点 ，可 以 通 过 手 工 输
21、 入 把 节 点 号 及 其 对 应 的 检 波 点 桩 号 加 入 到 所 图 四 分 量 检 波 点 道 集 显 示 ）地 震 资 料 的 输 出通 过 质 量 监 控 ，确 保 地 震 资 料 的 完 整 无 误 后 ，地震 记 录 系 统 会 将 格 式 的 检 波 点 道 集 数 据 写 到 移 动 硬 盘 上 或 者 通 过 磁 带 机 写 到 磁 带 上 。由 于 格 式 的 地 震 数 据 不 是 国 际 上 标 准 的 地 震 格 式 ，需 要 用 软 件 把 格 式 的 检 波 点 道集 数 据 转 化 为 标 准 的 单 炮 地 震 记 录 ，并 对 除海 底 封 以 外
22、 的 其 他 三 个 分 量 检 波 器 的 地 震 数 据 进 行 极 性 归 一 处 理 ；对 可 控 震 源 数 据 进 行 叠 加 、相 关 ，以 年便 后 续 的 质 量 控 制 及 处 理 。 的 地 形 ，节 点 可 沉 放 于 的 海 底 ，几 乎 不 受 环 境的 干 扰 ，使 项 目 由 用 常 规 电 缆 的 不 可 实 现 到 现 在 的 成 功 运 作 ；深 水 区 域 部 分 作 业 效 率 较 高 ，曾 有 日效 近 炮 的 生 产 记 录 ；取 得 了 高 品 质 的 地 震 资 料 。应 用 效 果 系 统 于 年 被 东 方 地 球 物 理 勘 探 公 司引
23、 进 并 投 入 到 某 二 维 项 目 中 进 行 地 震 采 集 作 业 ，该项 目 满 覆 盖 长 度 。 整 个 工 区 涵 盖 了 山 地 、过 渡 带 、浅 水 区 和 深 水 区 等 各 种 地 形 ，从 高 山 到 几 百 米 深 的 海 域 ，落 差 高 达 千 米 。 而 且 海 底 地 形 变 化 非 常 剧 烈 ，包 括 陡 峭 的 海 底 山 岭 ，星 罗 棋 布 的 珊 瑚 礁 、岛 屿 。针 对 如 此 复 杂 的 地 表 条 件 ，决 定 采 用 有 线 采 集 系 统 （采 集 陆 上 和 浅 水 区 ）和 系 统（采 集 深 水 区 域 ）联 合 施 工 ，
24、目 前 该 项 目 正 处 于 收 尾 阶 段 ，图 所 示 为 此 次 项 目 中 采 集 到 的 海 底 封 分 量 结 束 语 系 统 的 功 能 以 及 它 能 适 应 复 杂 工 区 的 优势 使 其 获 得 了 更 广 阔 的 应 用 空 间 ，但 是 由 于 该 系 统生 成 的 数 据 为 公 司 特 有 的 格 式 的 检 波 点 道 集 ，还 需 要 第 三 方 软 件 把 该 数 据 转 化 为 国 际 上惯 用 的 标 准 单 炮 记 录 ，才 能 做 后 续 的 地 震 资 料 处 理 ，这 在 一 定 程 度 上 制 约 了 该 设 备 的 推 广 。 由 于 目
25、前 的 数 据 转 化 软 件 还 不 太 完 善 ，东 方 地 球 物 理公 司 已 组 织 人 员 编 写 相 关 软 件 来 丰 富 、增 加 处 理 数 据 的 能 力 ，为 地 震 采 集 系 统 提 供 强 有 力 的 辅 助 。此 外 ，目 前 四 分 量 地 震 资 料 的 处 理 、解 释 技 术 还不 太 成 熟 ，需 要 加 强 、提 高 ，以 便 为 系 统 设 备 提 供 技 术 支 持 和 保 障 。致 谢本 文 在 编 写 的 过 程 中 得 到 了 公 司 的 工 程 师 和 以 及 船 上 中 方 仪 器 人 员 的 帮 助 ，在 此 表 示 衷 心 的 感
26、谢 ！图 海 底 封 数 据 的 粗 叠 加 剖 面 参 考 文 献的 粗 叠 加 剖 面 。 从 得 到 的 粗 叠 剖 面 （图 ）可 以 看出 ，该 区 构 造 发 育 较 好 ，所 得 资 料 具 有 良 好 的 信 噪 比 和 较 高 的 分 辨 率 ，甲 方 处 理 中 心 对 此 设 备 获 得 的 地 震 资 料 比 较 满 意 。 系 统 的 特 点 使 其 能 适 应 该 项 目 异 常 复 杂 公 司 ）收 稿 日 期 ： file:/C|/Users/Administrator/Desktop/ 新建文本文档 .txt涵盖各行业最丰富完备的资料文献，最前瞻权威的行业动态，是专业人士的不二选择。file:/C|/Users/Administrator/Desktop/ 新建文本文档 .txt2012/8/26 12:19:58
