一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油勘探装置，尤其涉及一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置。


背景技术：

2.油气资源在世界能源结构中作为“第一能源”被广泛应用于各个领域，不仅是现代工业的“血液”和经济命脉，而且影响到能源安全和国家稳定，也是世界大国间政治和经济角逐的焦点之一。
3.随着陆地常规油气资源的枯竭，深海这一极具油气勘探潜力的区域逐渐得到重视。特别是2010年以来，全球深水油气勘探取得了一系列重大突破，深海油气已然成为最重要的能源接替领域。
4.据统计，全球海洋石油资源量占全球石油总量约34％，其中约60％分布在大陆架浅水区，而其余40％分布在深水和超深水区。因此，如果掌握了深水海洋石油资源勘探技术，将会给人类带来丰厚的回报。
5.海洋石油勘探最主要的手段是专用的测量船进行人工地震勘探，相当于给地球做ct。测量船只携带一组海上拖缆，用空气炮在海水中产生爆炸声波，这种人工地震波传入海底下的岩层，遇到不同的岩层地震波会产生不同的反射回到海面，被拖缆上的一组仪器接收并记录下来。这些反射回来的地震波有早有晚，回来得早的地震波是浅地层的反射，回来晚的地震波表示穿透了更加深的地层。大量的测量数据经过计算机处理，就可以得到一幅反映地下地质构造的ct图——地震勘探成果图。
6.现阶段的水下探测技术基本上都是依赖探测设备主动发射探测信号来实现探测；对于收受信号传感器的位置分布有比较高的要求，比如传感器间距相同，水平位置一致，排列成一条直线等。
7.水下背景噪声同步采集装置采集的是水下背景噪声，水下背景噪声信号是由许多不同类型的源激发产生的，水下背景噪声是由体波、面波、衍射波以及散射波等类型的波组成的复杂波场。背景噪声信号中大部分能量是由面波构成，而面波的频散特征是与水下结构密切相关的，因而可以利用水下背景噪声的面波信息研究水下的不同于水的其他物体。面波勘探的重要一部是提取相速度的频散曲线，该装置在使用wang等(2019)提出频率-贝塞尔变换法的基础上，创新地采用二维传感器随机分布的方式和相对/绝对同步的采集方式，从水下背景噪声中提出包含高阶振型的频散曲线，通过反演分析获取水下底层的结构。
8.现有的水下背景噪声同步采集装置勘探范围窄，局限于地理位置和环境。


技术实现要素：

9.为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置。
10.本实用新型提供了一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置，包括数据处理
计算机系统和若干个勘探终端，所述勘探终端通过无线卫星网络与所述数据处理计算机系统连接，所述勘探终端包括负责收集水下背景噪声，同时过滤不需要的高频信号的水下背景噪声采集传感器、负责获取当前经纬度坐标和同步系统时间的北斗定位和授时单元、负责测量当前水下背景噪声采集传感器所处水下的深度以及距离水底的高度的水深深度测量传感器、负责与数据处理计算机系统通信的卫星通信模块和负责收集水下背景噪声采集传感器采集到的水下背景噪声数据，同时负责与卫星通信模块之间数据交换以及接收数据处理计算机系统发送的控制指令的数据收集终端，所述数据收集终端采用arm核的微型计算机数据收集终端，所述arm核的微型计算机数据收集终端分别与所述水下背景噪声采集传感器、北斗定位和授时单元、水深深度测量传感器、卫星通信模块连接。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述arm核的微型计算机数据收集终端采用能够开合的笔记本结构，所述arm核的微型计算机数据收集终端上设有lcd显示屏、键盘、散热器、数据接口和充电口。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述arm核的微型计算机数据收集终端通过线缆与所述水下背景噪声采集传感器连接，所述arm核的微型计算机数据收集终端通过线缆与所述水深深度测量传感器连接。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述北斗定位和授时单元、卫星通信模块分别安装在所述arm核的微型计算机数据收集终端的内部，所述北斗定位和授时单元连接有北斗定位天线，所述卫星通信模块连接有动中通卫星接收站。
14.本实用新型的有益效果是：通过上述方案，可采用若干个勘探终端通过无线卫星网络与数据处理计算机系统连接，以提高勘探范围，避免局限于地理位置和环境。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的方案。
16.图1是本实用新型一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置的勘探终端的模块示意图。
17.图2是本实用新型一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置的整体示意图。
18.图3是本实用新型一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置的勘探终端的产品示意图。
具体实施方式
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本实用新型保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
23.如图1至图3所示，一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置，包括数据处理计算机系统20和若干个勘探终端10。
24.所述勘探终端10通过无线卫星网络与所述数据处理计算机系统20连接。
25.如图2所示，采用n组勘探终端10通过无线卫星网络与数据处理计算机系统20交互。
26.如图1所示，所述勘探终端10包括水下背景噪声采集传感器(又称为水听器)11、北斗定位和授时单元14、水深深度测量传感器(又称为水深器)12、卫星通信模块15和数据收集终端13。
27.水下背景噪声采集传感器11收集水下背景噪声，同时过滤不需要的高频信号。
28.水深深度测量传感器12负责测量当前水下背景噪声采集传感器11所处水下的深度以及距离水底的高度。
29.北斗定位和授时单元14负责获取当前经纬度坐标和同步系统时间。
30.数据收集终端13负责收集水下背景噪声采集传感器11采集到的水下背景噪声数据，同时负责与卫星通信模块14之间数据交换和接收数据处理计算机系统20发送的控制指令。
31.卫星通信模块15负责给出精确的经纬度坐标信息；确保所有数据收集终端的系统时间同步；提供同步的控制指令；实时将采集的数据回传给终端的数据处理计算机系统20。
32.数据处理计算机系统20负责发送控制指令与同步采集信号指令，数据采集完成后负责收集每个传感器数据收集模块的数据并保存；最后通过计算机系统负责数据分析。
33.所述数据收集终端13采用arm核的微型计算机数据收集终端，所述arm核的微型计算机数据收集终端分别与所述水下背景噪声采集传感器11、北斗定位和授时单元14、水深深度测量传感器12、卫星通信模块15连接。
34.如图3所示，所述arm核的微型计算机数据收集终端采用能够开合的笔记本结构，方便携带和使用，所述arm核的微型计算机数据收集终端上设有lcd显示屏131、键盘132、散热器135、数据接口133和充电口134。
35.所述arm核的微型计算机数据收集终端通过线缆与所述水下背景噪声采集传感器11连接，所述arm核的微型计算机数据收集终端通过线缆与所述水深深度测量传感器12连接。
36.所述北斗定位和授时单元14、卫星通信模块15分别安装在所述arm核的微型计算
机数据收集终端的内部，所述北斗定位和授时单元14连接有北斗定位天线16，所述卫星通信模块15连接有动中通卫星接收站17。
37.数据处理计算机系统20通过卫星网络将arm核的微型计算机数据收集终端统一设置数据采集参数：时间同步采集模式、采样间隔、信号放大增益、信号滤波模式(低通、高通和带通)、数据回传方式等参数。
38.本实用新型提供的一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置，在水平面位置和水下深度均随机布置水下背景噪声采集传感器11和水深深度测量传感器12，任意一个水下背景噪声采集传感器11与其他水下背景噪声采集传感器11至少有一个传感器的最大间距不超过5000米(局部大于5000米，影响测量结果的精度)，arm核的微型计算机数据收集终端通过电缆收集水下背景噪声采集传感器11和水深深度测量传感器12反馈的信号，并通过卫星网络传输给数据处理计算机系统20，数据处理计算机系统20将数据收集回传的水下背景噪声数据提取处理，根据水下背景噪声互相关的方法分析和反演算法等处理，提取水下勘探区域的频散曲线，给出勘探区域存在或不存在石油的分布图。
39.本实用新型提供的一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置，具有以下优点：
40.1、每组数据收集系统采用随机分布式布置，传感器布置深度随机，要求不高，对传感器位置要求相对降低。
41.2、多单元数据同步采集采用卫星授时，系统时间同步方式采集，同步性提高。
42.3、卫星组网方式，方便组网，拓展网络连接距离。
43.4、勘探范围广，不再局限于地理位置和环境。
44.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置，其特征在于：包括数据处理计算机系统和若干个勘探终端，所述勘探终端通过无线卫星网络与所述数据处理计算机系统连接，所述勘探终端包括负责收集水下背景噪声，同时过滤不需要的高频信号的水下背景噪声采集传感器、负责获取当前经纬度坐标和同步系统时间的北斗定位和授时单元、负责测量当前水下背景噪声采集传感器所处水下的深度以及距离水底的高度的水深深度测量传感器、负责与数据处理计算机系统通信的卫星通信模块和负责收集水下背景噪声采集传感器采集到的水下背景噪声数据，同时负责与卫星通信模块之间数据交换以及接收数据处理计算机系统发送的控制指令的数据收集终端，所述数据收集终端采用arm核的微型计算机数据收集终端，所述arm核的微型计算机数据收集终端分别与所述水下背景噪声采集传感器、北斗定位和授时单元、水深深度测量传感器、卫星通信模块连接。2.根据权利要求1所述的基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置，其特征在于：所述arm核的微型计算机数据收集终端采用能够开合的笔记本结构，所述arm核的微型计算机数据收集终端上设有lcd显示屏、键盘、散热器、数据接口和充电口。3.根据权利要求1所述的基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置，其特征在于：所述arm核的微型计算机数据收集终端通过线缆与所述水下背景噪声采集传感器连接，所述arm核的微型计算机数据收集终端通过线缆与所述水深深度测量传感器连接。4.根据权利要求1所述的基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置，其特征在于：所述北斗定位和授时单元、卫星通信模块分别安装在所述arm核的微型计算机数据收集终端的内部，所述北斗定位和授时单元连接有北斗定位天线，所述卫星通信模块连接有动中通卫星接收站。

技术总结
本实用新型提供了一种基于背景噪声互相关法水下石油勘探装置，包括数据处理计算机系统和若干个勘探终端，所述勘探终端通过无线卫星网络与所述数据处理计算机系统连接，所述勘探终端包括负责收集水下背景噪声，同时过滤不需要的高频信号的水下背景噪声采集传感器、负责获取当前经纬度坐标和同步系统时间的北斗定位和授时单元、负责测量当前水下背景噪声采集传感器所处水下的深度以及距离水底的高度的水深深度测量传感器、负责与数据处理计算机系统通信的卫星通信模块和数据收集终端。本实用新型的有益效果是：可采用若干个勘探终端通过无线卫星网络与数据处理计算机系统连接，以提高勘探范围，避免局限于地理位置和环境。避免局限于地理位置和环境。避免局限于地理位置和环境。


技术研发人员：彭宗铖 陈小艳 刘丽娟 程煜 赵瑾浩 顾海涛 石润 李志刚
受保护的技术使用者：深圳市大舱科技有限公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/10/20