專利名稱：利用震測排列的聲脈沖發(fā)射器的深度測量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及海洋地震測量，并且更具體地涉及通過使用震測
排列的部件來產(chǎn)生橫跨震測排列(seismic spread)的水深測量的系統(tǒng)和 方法。
背景技術(shù)：
在海洋地震測量中，期望具有有關(guān)橫跨震測排列的水深的準確信 息。該深度信息是重要的從而在定位解決方案中避免加入底部反射，并 去除在地震資料處理中的水生多次波(waterborne multiples)。迄今為 止，利用安裝在船只的船體上的回聲測深器，水深通常沿地震測量軌跡 取得。采用這種方式取得的深度信息價值很小，因為它僅表征有限的區(qū) 域而并不覆蓋震測排列。利用使用多個回聲測深器或側(cè)掃聲納的調(diào)査船 進行多次來回可獲得用于生成圖表的更精確的深度信息。這種取得區(qū)域 的測深圖表的方法很昂貴并且耗時。
因此，期望提供取得橫跨震測排列的水深信息的系統(tǒng)和方法，解 決現(xiàn)有技術(shù)方法的缺點。還期望提供一種利用震測排列的聲波測距系統(tǒng) 取得橫跨震測排列的水深信息的方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提供了一種用于取得橫跨震測(檢波器)排列的水深信息
的方法。用于實施橫跨震測排列的水深測量的方法的實施例包括步驟 從位于震測排列內(nèi)的聲脈沖發(fā)射器(聲能轉(zhuǎn)換器)發(fā)射信號；測量信號 的底部反射到位于震測排列內(nèi)的接收器的到達時間；測量信號的直接到 達到接收器處的到達時間；并使用測量的信號的到達時間確定水深。
用于實施橫跨震測排列的水深測量的方法的另一實施例，包括步驟從位于震測排列內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射信號；測量信號的底部反射到位于
震測排列內(nèi)的接收器的到達時間；測量信號的直接到達到接收器的到達
時間；并根據(jù)等式確定水深 ^ ""其中"H"是水深；
"c"是水柱中的聲速；Zs是水中的海洋地震拖纜14的深度；TR>i是 測量的底部反射的到達時間；和TD，j是測量的直接到達的到達時間。
用于實施橫跨震測排列的水深測量的另一方法包括步驟從船只 拖曳震測排列，該震測排列包括多條海洋地震拖纜；和聲波測距系統(tǒng) ，包括連接到海洋地震拖纜的多個聲脈沖發(fā)射器和接收器；從聲脈沖發(fā) 射器發(fā)射信號；測量信號的底部反射到接收器的到達時間；測量信號的 直接到達到接收器的到達時間；定位海洋地震拖纜；并使用測量的信號 的到達時間確定水深。
前述內(nèi)容描繪了本發(fā)明的特性和技術(shù)優(yōu)點，以便更好地理解后面 的詳細發(fā)明描述。在下文中，將描述形成本發(fā)明的權(quán)利要求目標的本發(fā) 明的其它特性和優(yōu)點。


當結(jié)合附圖閱讀時，參照本發(fā)明的特定實施例的以下詳細描述將 更好地理解本發(fā)明的前述和其它特性和方面，其中 圖1是本發(fā)明的震測排列的實施例的俯視圖； 圖2是說明本發(fā)明的深度測量系統(tǒng)的圖1的震測排列的側(cè)視禾口
圖3是用于測量通過震測排列的水深的本發(fā)明的幾何結(jié)構(gòu)的實施 例的側(cè)視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖，其中所示元件未必成比例顯示并且?guī)讉€視圖中 類似或相似元件由相同標號指示。
圖1是總體由標號10指示的本發(fā)明的深度測量系統(tǒng)的實施例的 俯視圖。系統(tǒng)10可以是諸如美國專利No. 5， 668， 775所述的聲波測距系統(tǒng)。系統(tǒng)10包括牽引一條或多條海洋地震拖纜14的船只12。 海洋地震拖纜14從船只12縱向延伸，并且彼此側(cè)向間隔以形成用于 進行地震測量的震測排列16。震測排列16側(cè)向延伸300到1200米 (18指示)，并且縱向延伸3到12公里(20指示)并不是罕見的。
震測排列16包括用于導航和定位目的的聲波測距系統(tǒng)。該聲波 測距系統(tǒng)包括多個稱作聲脈沖發(fā)射器22的發(fā)射機和接收器24 。該聲 波測距系統(tǒng)測量聲脈沖發(fā)射器22和接收器24之間的距離。該距離是 從聲脈沖發(fā)射器22發(fā)射和接收器24接收的信號26的直接到達28 的行進時間(圖2)。在一些情況中，尤其對于淺水中的長距離，直接 信號到達28比底部反射30更弱。期望具有橫跨震測排列16的測深 信息，以避免在定位解決方案中進入底部反射，并在地震資料處理中去 除多次波。
圖2是圖1中所示的系統(tǒng)10的側(cè)視圖，顯示了橫跨震測排列 16進行的水深測量(圖1)。海洋地震拖纜14在海面34以下深度 Zs處拖在船只12后面。全球定位系統(tǒng)36在海洋地震拖纜14的遠 端附近。運載儀器以提供有關(guān)海洋地震拖纜14的位置的動態(tài)信息的探 測器40也可沿海洋地震拖纜14連接。
目前，水深信息典型地由來自船只12的回聲測深器或側(cè)掃聲納 38提供。這種深度信息只有有限價值，因為它僅覆蓋船只12周圍的 有限區(qū)域，并且不包括橫跨震測排列16的區(qū)域?？蓹M跨其中將提供地 震測量的區(qū)域進行單獨測量，然而這些測量很昂貴并且耗時。本發(fā)明提 供了一種方法和系統(tǒng)，用于進行緊臨執(zhí)行地震測量時由排列16覆蓋的 區(qū)域的準確的水深測量。
參照圖1和圖2，聲脈沖發(fā)射器22沿所有方向發(fā)射信號26。 沿每條海洋地震拖纜14并橫跨多條海洋地震拖纜14的信號26用于 定位海洋地震拖纜14。在本發(fā)明中，接近垂直傳播的信號28能量( 圖示為反射信號30)，用于提供橫跨震測排列的水深信息。對于每個 聲脈沖發(fā)射器22，可能夠使用來自多個接收器24或來自一個接收器 24的數(shù)據(jù)，以確定水深H。海洋地震拖纜14在表面34下的深度 Zs可從深度傳感器得知。該深度傳感器可包括在探測器40中。圖3顯示了用于確定橫跨排列16的水深的本發(fā)明的幾何結(jié)構(gòu)的 實施例。水深H由下述公式提供
其中"c"是水柱中的聲速；Zs是表面34下的海洋地震拖纜14 的深度；TR.j是從聲脈沖發(fā)射器22a在接收器24a處的底部反射30 的到達時間；并且TD.i是從聲脈沖發(fā)射器22a在接收器24a處的直 接到達28的到達時間。該下標"i"表示為幾個偏移距進行測量或平 均測量值。此外，使用不同偏移距的測量值可用于估計水柱H中的聲 速。
通過比較海洋地震拖纜14的遠端之間的距離或通過逐個脈沖信 號地分析數(shù)據(jù)，可解決傾斜海底縱向測線(dipping seafloor inline或縱 向測線傾斜海底)。通過分析相鄰海洋地震拖纜14上的聲波發(fā)射器 22和接收器24之間的關(guān)系分析可確定橫向測線傾角(cross-line dip)
從本發(fā)明的特定實施例的前述詳細描述，應(yīng)該清楚已公開了新 穎的用于獲取橫跨震測排列的深度測量的系統(tǒng)和方法。雖然本發(fā)明的具 體實施例在這里多少進行了詳細的公開，這僅用于描述本發(fā)明的多種特 性和方面，并非旨在限制本發(fā)明的范圍。期望是在不背離權(quán)利要求限 定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對公開實施例進行多種替代、更改 和/或修改，包括但不局限于已在這里提出的那些實施變化。
權(quán)利要求
1. 一種用于實施橫跨震測排列的水深測量的方法，所述方法包括以下步驟從位于震測排列內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射信號；測量信號的底部反射到達位于震測排列內(nèi)的接收器的到達時間；測量信號的直接到達到接收器的到達時間；和使用測量到的信號的到達時間確定水深。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟:測量信號的直接到達和底部反射到多個接收器的到達時間;禾口 使用測量到的信號到多個接收器的到達時間確定水深。
3. 根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括確定傾斜海底縱向測線
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括確定傾斜海底縱向測線
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定橫跨震測排列的橫
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括確定橫跨震測排列的橫
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括確定橫跨震測排列的橫 向測線傾角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括確定橫跨震測排列的橫 向測線傾角。
9. 一種用于實施橫跨震測排列的水深測量的方法，所述方法包括以下步驟從位于震測排列內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射信號；測量信號的底部反射到位于震測排列內(nèi)的接收器的到達時間； 測量信號的直接到達到接收器的到達時間；和根據(jù)等式確定水深<formula>formula see original document page 3</formula>其中"H"是水深；"C"是水柱中的聲速；Zs是水中海洋地震拖 纜的深度；TR，j是測量的底部反射的到達時間；和TD)i是測量的直接 到達的到達時間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括步驟.-測量信號的直接到達和底部反射到多個接收器的到達時間；和 使用測量到的信號到多個接收器的到達時間確定水深。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括確定傾斜海底縱向
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括確定傾斜海底縱向
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括確定橫跨震測排列 的橫向測線傾角。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括確定橫跨震測排列 的橫向測線傾角。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括確定橫跨震測排列 的橫向測線傾角。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括確定橫跨震測排列 的橫向測線傾角。
17. —種用于實施橫跨震測排列的水深測量的方法，所述方法包 括以下步驟從船只拖曳震測排列，該震測排列包括多條海洋地震拖纜；和 聲波測距系統(tǒng)，包括連接到海洋地震拖纜的多個聲脈沖發(fā)射器和接收器從聲脈沖發(fā)射器發(fā)射信號； 測量信號的底部反射到接收器的到達時間； 測量信號的直接到達到接收器的到達時間； 定位海洋地震拖纜；和 使用測量的信號的到達時間確定水深。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中根據(jù)等式確定水深-<formula>formula see original document page 4</formula>其中"H"是水深；"C"是水柱中的聲速；Zs是水中海洋地震拖 纜之一的深度；TR,i是測量的底部反射的到達時間；禾卩TD,i是測量的 直接到達的到達時間。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中從僅一個接收器測量 來自每個聲脈沖發(fā)射器信號的直接到達信號和底部反射信號，以用于確 定水深。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中根據(jù)等式確定水深<formula>formula see original document page 4</formula>其中"H"是水深；"C"是水柱中的聲速；Zs是水中海洋地震拖 纜之一的深度；TR,i是測量的底部反射的到達時間；和TD>i是測量的 直接到達的到達時間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于實施橫跨震測排列的水深測量的方法的實施例，包括步驟從位于震測排列內(nèi)的聲脈沖發(fā)射器發(fā)射信號；測量信號的底部反射到位于地震檢波器內(nèi)的接收器的到達時間；測量信號的直接到達到接收器的到達時間；并使用測量的信號的到達時間確定水深。
文檔編號G01B21/18GK101469982SQ20071030571
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者倫德特·孔貝伊, 斯韋恩·阿爾內(nèi)·弗里維克 申請人:格庫技術(shù)有限公司