一种新型地震采集电缆及其方法与流程

1.本发明属于地震采集电缆技术领域，具体而言，涉及一种新型地震采集电缆及其方法。


背景技术：

2.海洋人工反射地震探测是一种重要的地球物理勘探方法。它对于资源调查、沉积构造单元划分和工程地质灾害等调查，特别是海洋油气和天然气水合物等能源的调查具有重要的战略意义。传统的三维地震探测，为了避免电缆相互缠绕，保证电缆安全，电缆间距较(通常大于25米)，由此导致地震探测的横向分辨率较低。
3.横缆拖曳式三维地震采集是一种新型的人工反射地震探测方法，通过2个拖体分离器展开一条采集横缆，将若干条数字地震电缆与采集横缆相连接。这种工作方式，可以大大缩短电缆间距，从而提高三维地震采集的横向分辨率。该方法采集的经海底反射的震源信号，可以获得高精度海底以下地层的信息。
4.然而，数字地震电缆采集过程中，由于采集船的航行所发出的声音，对数字地震电缆产生了较强的噪音，以及移动时水分对数字地震电缆的前段产生较强的冲击力，使数字地震电缆产生了较强的震动，并且，数字地震电缆的后段因波纹的影响也会产生较强的震动，因而降低了数字地震电缆对震源信号的分辨率。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种新型地震采集电缆及其方法，其目的在于解决现有的数字地震电缆采集过程中，由于采集船的航行所发出的声音，对数字地震电缆产生了较强的噪音，以及移动时水分对数字地震电缆的前段产生较强的冲击力，使数字地震电缆产生了较强的震动，并且，数字地震电缆的后段因波纹的影响也会产生较强的震动，因而降低了数字地震电缆对震源信号的分辨率的问题。
6.鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
7.一种新型地震采集电缆，包括前减震段、第一工作段、第二工作段、后减震段和尾翼依次进行连接；
8.所述前减震段包括电缆接头、第一壳体和减震垫，所述电缆接头的一端螺纹连接有所述第一壳体，所述第一壳体呈“子弹”形设置，所述第一壳体靠近所述电缆接头的端部开设有过线孔，沿所述第一壳体的内壁固定连接有所述减震垫并在其中部形成汇集通道，所述汇集通道与所述过线孔连通；
9.其中，所述减震垫包括从上至下依次设置的防水加强层、第一降噪层、第一减震层、第二降噪层、第二降噪层、第二减震层、耐压层、加强层和防护层；
10.所述后减震段包括第二壳体、固定杆和减震件，所述第二壳体的内部固定连接有所述固定杆，所述固定杆与所述第二壳体之间设置有所述减震件，所述固定杆贯穿所述第二壳体并延伸至与所述尾翼固定连接。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述第二工作段包括分别安装于其内部的主控芯片、无线通信芯片、压力传感器、定位芯片和备用蓄电池，无线通信芯片、压力传感器和定位芯片均与所述主控芯片通信连接，所述备用蓄电池与所述主控芯片电连接。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述减震件包括筒体、挤压腔、回流腔、导流孔、密封盖、十字孔、活塞杆、活塞片和复位弹簧，所述筒体的内部设置有所述挤压腔以及位于所述挤压腔两侧的所述回流腔，所述挤压腔和所述回流腔通过所述导流孔连通，所述筒体的顶部可拆卸连接有所述密封盖，沿所述密封盖的轴心开设有十字孔，所述活塞杆穿过所述十字孔延伸至所述挤压腔的内部，所述活塞杆位于所述挤压前内的端部固定连接有所述活塞片，所述活塞杆位于所述十字孔内的表面套设有所述复位弹簧，所述复位弹簧的一端抵接于所述活塞杆的凸起、另一端抵接于所述十字孔的底部。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述尾翼包括第三壳体、压缩腔、引流管、电磁阀、容纳腔和气囊，所述第三壳体的内部设置有所述压缩腔和容纳腔，所述压缩腔的一侧连通有所述引流管，所述引流管上安装有所述电磁阀，所述引流管贯穿压缩腔的侧壁并延伸至所述容纳腔内，所述引流管位于所述容纳腔内的端部固定连接有所述气囊。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述第三壳体上连通有补气管，所述补气管上安装有单向阀。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述容纳腔远离所述压缩腔的侧壁分别铰接有第一活动盖和第二活动盖。
16.作为本发明的一种优选技术方案，所述第一活动盖的内部设置有活动腔，所述活动腔的内部设置有滑道，所述滑道呈“c”字形设置，所述滑道的内部滑动连接有滑块，所述滑块的一侧固定连接有第一电磁铁、另一侧固定连接有限位杆，所述活动腔与所述第一电磁铁相对的侧壁固定连接有第二电磁铁，所述第二活动盖的内部设置有限位腔，所述限位杆可插接于所述限位腔中用于所述第一活动盖和第二活动盖进行限位。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述电磁阀、所述第一电磁铁和所述第二电磁铁均与所述主控芯片通信连接。
18.作为本发明的一种优选技术方案，所述防水加强层的材料为氯丁橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚异丁烯和聚氨酯任一种，所述第一降噪层的材料为聚酯纤维棉隔音棉，所述第一减震层的材料为pe泡棉，所述第二降噪层的材料为波峰吸音海绵，所述第二减震层的材料为丁腈橡胶，所述耐压层的材料为树脂橡胶，所述加强层的材料为硬性天然橡胶，所述防护层的材料为防水薄膜。
19.另一方面，本发明提供一种新型地震采集电缆的工作方法，包括以下步骤：
20.s1，前减震段减震：呈“子弹”形设置的第一壳体，将水分进行分流，减弱水流对第一壳体的冲击，并利用第一降噪层、第一减震层、第二降噪层和第二降噪层组合展开降噪和减震；
21.s2，后减震段减震：水流对第二壳体产生震动时，震动力使活塞杆带动活塞片挤压挤压腔中的液体，部分液体会从靠近密封盖的导流孔进入到活塞片的上方，通过液体对震动力加以抵消，震动力消失后，利用复位弹簧带动活塞杆和活塞片复位运动，活塞片上方的液体可回流至回流腔内；
22.s3，电缆上浮：压力传感器持续检测电缆在水中的压力值，主控芯片根据预设值判
断压力传感器的压力值，当电缆脱离横缆时，电缆可下沉一定距离，主控芯片判断电缆压力值异常后控制电磁阀以及开启第一电磁铁和第二电磁铁开启，通过第一电磁铁和第二电梯铁异性相吸使滑块沿滑道朝第一电磁铁方向移动，使得限位杆脱离限位腔，同时，压缩腔内的压缩空气通过引流管向气囊注入并使气囊从膨胀容纳腔膨胀到外部。
23.相对于现有技术，本发明的有益效果是：
24.(1)成“子弹”形的第一壳体，将水分进行分流，减弱水流对第一壳体的冲击，通过减震垫做降噪减震处理，减弱采集船对电缆产生的噪音，以及在水中冲击水分的振动力。
25.(2)电缆尾部在被拖曳移动时同样产生了较强的震动力，第二壳体通过减震件进行减震处理后，使得电缆保持相对的平衡，对采集数据起到良好的效果。
26.(3)压力传感器持续检测电缆在水中的压力值，主控芯片根据预设值判断压力传感器的压力值，当电缆脱离横缆时，电缆可下沉一定距离，主控芯片判断电缆压力值异常后控制电磁阀以及开启第一电磁铁和第二电磁铁开启，通过第一电磁铁和第二电梯铁异性相吸使滑块沿滑道朝第一电磁铁方向移动，使得限位杆脱离限位腔，同时，压缩腔内的压缩空气通过引流管向气囊注入并使气囊从膨胀容纳腔膨胀到外部。
27.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
28.图1是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的结构示意图；
29.图2是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的前减震段结构示意图；
30.图3是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的减震垫结构示意图；
31.图4是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的后减震段结构示意图；
32.图5是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的减震件结构示意图；
33.图6是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的尾翼结构示意图；
34.图7是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的尾翼工作效果图；
35.图8是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的容纳腔侧视图；
36.图9是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的第一活动盖和第二活动盖结构示意图；
37.图10是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的通信连接图；
38.图11是本发明所公开的一种新型地震采集电缆的工作方法的工作流程图。
39.附图标记说明：100、前减震段；110、电缆接头；120、第一壳体；121、过线孔；122、汇集通道；130、减震垫；131、防水加强层；132、第一降噪层；133、第一减震层；134、第二降噪层；135、第二降噪层；136、耐压层；137、加强层；138、防护层；200、第一工作段；300、第二工作段；310、主控芯片；320、无线通信芯片；330、压力传感器；340、定位芯片；350、备用蓄电池；400、后减震段；410、第二壳体；420、固定杆；430、减震件；431、筒体；432、挤压腔；433、回流腔；434、导流孔；435、密封盖；436、十字孔；437、活塞杆；438、活塞片；439、复位弹簧；500、尾翼；510、第三壳体；511、补气管；512、单向阀；520、压缩腔；530、引流管；540、电磁阀；550、容纳腔；551、第一活动盖；5511、活动腔；5512、滑道；5513、滑块；5514、第一电磁铁；5515、第
二电磁铁；5516、限位杆；552、第二活动盖；5521、限位腔；560、气囊。
具体实施方式
40.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
41.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.实施例一
46.参照附图1～10所示，本发明提供一种技术方案：一种新型地震采集电缆，包括前减震段100、第一工作段200、第二工作段300、后减震段400和尾翼500依次进行连接；
47.参照附图1～3所示，前减震段100包括电缆接头110、第一壳体120和减震垫130，电缆接头110的一端螺纹连接有第一壳体120，第一壳体120呈“子弹”形设置，第一壳体120靠近电缆接头110的端部开设有过线孔121，沿第一壳体120的内壁固定连接有减震垫130并在其中部形成汇集通道122，汇集通道122与过线孔121连通；其中，减震垫130包括从上至下依次设置的防水加强层131、第一降噪层132、第一减震层133、第二降噪层135、第二降噪层135、第二减震层、耐压层136、加强层137和防护层138。
48.在本实施例中，形成“子弹”形的第一壳体120，将水分进行分流，减弱水流对第一壳体120的冲击，通过减震垫130做降噪减震处理，减弱采集船对电缆产生的噪音，以及在水中冲击水分的振动力。
49.还有，通过通孔的设置，可使电缆的缆芯穿过通孔汇集在汇集通道122中。
50.参照附图1、4～5所示，后减震段400包括第二壳体410、固定杆420和减震件430，第二壳体410的内部固定连接有固定杆420，固定杆420与第二壳体410之间设置有减震件430，固定杆420贯穿第二壳体410并延伸至与尾翼500固定连接。
51.在本实施例中，电缆尾部在被拖曳移动时同样产生了较强的震动力，第二壳体410通过减震件430进行减震处理后，使得电缆保持相对的平衡，对采集数据起到良好的效果。
52.根据本发明的实施例中，第二工作段300包括分别安装于其内部的主控芯片310、无线通信芯片320、压力传感器330、定位芯片340和备用蓄电池350，无线通信芯片320、压力传感器330和定位芯片340均与主控芯片310通信连接，备用蓄电池350与主控芯片310电连接。
53.压力传感器330持续采集电缆在水中的压力值，在电缆意外脱离时，备用蓄电池350启用供电，电缆可下沉一定距离，主控芯片310判断电缆压力值异常后，通过定位芯片340获得地理位置信息，并利用无线通信芯片320回传地理位置信息和故障信号，便于工作人员及时打捞，避免了电缆不慎遗失而造成了经济损失。
54.具体的，减震件430包括筒体431、挤压腔432、回流腔433、导流孔434、密封盖435、十字孔436、活塞杆437、活塞片438和复位弹簧439，筒体431的内部设置有挤压腔432以及位于挤压腔432两侧的回流腔433，挤压腔432和回流腔433通过导流孔434连通，筒体431的顶部可拆卸连接有密封盖435，沿密封盖435的轴心开设有十字孔436，活塞杆437穿过十字孔436延伸至挤压腔432的内部，活塞杆437位于挤压前内的端部固定连接有活塞片438，活塞杆437位于十字孔436内的表面套设有复位弹簧439，复位弹簧439的一端抵接于活塞杆437的凸起、另一端抵接于十字孔436的底部。
55.水流对第二壳体410产生震动时，震动力使活塞杆437带动活塞片438挤压挤压腔432中的液体，部分液体会从靠近密封盖435的导流孔434进入到活塞片438的上方，通过液体对震动力加以抵消，震动力消失后，利用复位弹簧439带动活塞杆437和活塞片438复位运动，活塞片438上方的液体可回流至回流腔433内。
56.具体的，尾翼500包括第三壳体510、压缩腔520、引流管530、电磁阀540、容纳腔550和气囊560，第三壳体510的内部设置有压缩腔520和容纳腔550，压缩腔520的一侧连通有引流管530，引流管530上安装有电磁阀540，引流管530贯穿压缩腔520的侧壁并延伸至容纳腔550内，引流管530位于容纳腔550内的端部固定连接有气囊560。
57.压缩腔520的气体为氮气或一氧化碳，主控芯片310控制电磁阀540开启后，压缩腔520内的压缩空气通过引流管530向气囊560注入并使气囊560从膨胀容纳腔550膨胀到外部，通过气囊560使电缆进行上浮；当然，为了使气囊560在海中更加醒目，气囊560的颜色可涂刷为橙色。
58.另外，第三壳体510上连通有补气管511，补气管511上安装有单向阀512。通过补气管511便于对压缩腔520内补充压缩空气，并利用单向阀512的作用阻止气体泄漏。
59.进一步的，容纳腔550远离压缩腔520的侧壁分别铰接有第一活动盖551和第二活动盖552，第一活动盖551的内部设置有活动腔5511，活动腔5511的内部设置有滑道5512，滑道5512呈“c”字形设置，滑道5512的内部滑动连接有滑块5513，滑块5513的一侧固定连接有第一电磁铁5514、另一侧固定连接有限位杆5516，活动腔5511与第一电磁铁5514相对的侧壁固定连接有第二电磁铁5515，第二活动盖552的内部设置有限位腔5521，限位杆5516可插接于限位腔5521中用于第一活动盖551和第二活动盖552进行限位。
60.主控芯片310判断电缆压力值异常后控制开启第一电磁铁5514和第二电磁铁5515开启，通过第一电磁铁5514和第二电梯铁异性相吸使滑块5513沿滑道5512朝第一电磁铁
5514方向移动，使得限位杆5516脱离限位腔5521，便于气囊560膨胀到容纳腔550的外部。
61.还有，电磁阀540、第一电磁铁5514和第二电磁铁5515均与主控芯片310通信连接。
62.可以知道的是，防水加强层131的材料为氯丁橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚异丁烯和聚氨酯任一种，第一降噪层132的材料为聚酯纤维棉隔音棉，第一减震层133的材料为pe泡棉，第二降噪层135的材料为波峰吸音海绵，第二减震层的材料为丁腈橡胶，耐压层136的材料为树脂橡胶，加强层137的材料为硬性天然橡胶，防护层138的材料为防水薄膜。
63.第一壳体120为塑料注塑成型，为减震垫130的功能处理提供形变作用。
64.防水加强层131所使用的材料具有抗拉强度高，弹性和延伸率大，抗水性和耐气候性好等特点，遇到作用时使防水加强层131发生形变与其他功能层配合逐级进行减震处理，并且良好的防水性好的优势提高了为第一壳体120提高了的防水能力，避免第一壳体120出现裂痕或小孔时将减震垫130湿润增加了电缆的重量。
65.第一降噪层132的聚酯纤维棉隔音棉材料防水性能好，若遇水浸后排水性强，吸音性能不下降，形态不变，为第一壳体120提高了降噪能力。
66.第一减震层133的pe泡棉材料回弹性优良、力学强度高，防水、防潮性能优异，体积稳定、隔音性能高，为第一壳体120提高了减震能力。
67.第二降噪层135的波峰吸音海绵材料吸收能力非常强，高低起伏的形状能很好的缓冲震动，更一步的为第一壳体120提高了降噪能力。
68.第二减震层的丁腈橡胶材料更一步为第一壳体120提高了减震能力。
69.耐压层136的树脂橡胶材料，加强层137的硬性天然橡胶材料为第一壳体120提供更好的支撑效果，也避免对电缆造成挤压。
70.通常缆芯在汇集通道122集中后并穿出第一壳体120的一端连接快接接头，防护层138的防水薄膜材料避免水分沿第一壳体120的端口和缆芯之间进入后将减震垫130湿润。
71.实施例二
72.参照附图11所示，本发明实施例另提供的一种新型地震采集电缆的工作方法，包括以下步骤：
73.s1，前减震段100减震：呈“子弹”形设置的第一壳体120，将水分进行分流，减弱水流对第一壳体120的冲击，并利用第一降噪层132、第一减震层133、第二降噪层135和第二降噪层135组合展开降噪和减震；
74.s2，后减震段400减震：水流对第二壳体410产生震动时，震动力使活塞杆437带动活塞片438挤压挤压腔432中的液体，部分液体会从靠近密封盖435的导流孔434进入到活塞片438的上方，通过液体对震动力加以抵消，震动力消失后，利用复位弹簧439带动活塞杆437和活塞片438复位运动，活塞片438上方的液体可回流至回流腔433内；
75.s3，电缆上浮：压力传感器330持续检测电缆在水中的压力值，主控芯片310根据预设值判断压力传感器330的压力值，当电缆脱离横缆时，电缆可下沉一定距离，主控芯片310判断电缆压力值异常后控制电磁阀540以及开启第一电磁铁5514和第二电磁铁5515开启，通过第一电磁铁5514和第二电梯铁异性相吸使滑块5513沿滑道5512朝第一电磁铁5514方向移动，使得限位杆5516脱离限位腔5521，同时，压缩腔520内的压缩空气通过引流管530向气囊560注入并使气囊560从膨胀容纳腔550膨胀到外部。
76.本发明实施例是这样实现的，呈“子弹”形设置的第一壳体120，将水分进行分流，减弱水流对第一壳体120的冲击，并利用第一降噪层132、第一减震层133、第二降噪层135和第二降噪层135组合展开降噪和减震；水流对第二壳体410产生震动时，震动力使活塞杆437带动活塞片438挤压挤压腔432中的液体，部分液体会从靠近密封盖435的导流孔434进入到活塞片438的上方，通过液体对震动力加以抵消，震动力消失后，利用复位弹簧439带动活塞杆437和活塞片438复位运动，活塞片438上方的液体可回流至回流腔433内；压力传感器330持续检测电缆在水中的压力值，主控芯片310根据预设值判断压力传感器330的压力值，当电缆脱离横缆时，电缆可下沉一定距离，主控芯片310判断电缆压力值异常后控制电磁阀540以及开启第一电磁铁5514和第二电磁铁5515开启，通过第一电磁铁5514和第二电梯铁异性相吸使滑块5513沿滑道5512朝第一电磁铁5514方向移动，使得限位杆5516脱离限位腔5521，同时，压缩腔520内的压缩空气通过引流管530向气囊560注入并使气囊560从膨胀容纳腔550膨胀到外部。
77.需要说明的是，主控芯片310、无线通信芯片320、压力传感器330、定位芯片340、备用蓄电池350、电磁阀540、第一电磁铁5514和第二电磁铁5515的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
78.主控芯片310、无线通信芯片320、压力传感器330、定位芯片340、备用蓄电池350、电磁阀540、第一电磁铁5514和第二电磁铁5515的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
79.以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。