地震勘探触发装置及地震勘探系统的制作方法

本实用新型涉及海洋地震勘探技术领域，尤其是涉及一种地震勘探触发装置及地震勘探系统。

背景技术：

随着全球的经济高速发展，能源日益紧张，石油的勘探和开发逐渐显示出重要意义，其中，海洋地震勘探作为海洋石油勘探的重要环节，是各国勘探技术研究的重点。海洋地震勘探是近代发展变化较快的地球物理勘探方法之一，它的基本原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。

目前，采用专门的仪器记录反射波或折射波信号，然后通过专用的软件对数据进行特定的分析处理，就能较准确地测定地层界面的深度和形态，从而为判断地层的岩性提供直接参考。高精度海上地震勘探系统的关键技术在于高精度数据采集、海量数据传输和存储和多通道同步采集。其中，高精度的同步采集为重中之重，其直接影响着采集数据的后期处理和分析结果的准确性和可靠性。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的海洋地震勘探技术由于地理与环境等多方面因素，难以实现震源激发与数据采集同步，造成了采集数据捕捉时的遗漏或失真，严重影响了采集数据的准确性和可靠性。因此，现有技术存在地震勘探采集与震源激发难以同步的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供地震勘探触发装置及地震勘探系统，以缓解了现有技术存在的地震勘探采集与震源激发难以同步的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种地震勘探触发装置，包括：TTL触发信号接收装置、信号转换装置、触发请求信号发送装置、触发启动信号接收装置和TTL触发信号发送装置；

所述信号转换装置分别与所述TTL触发信号接收装置、所述触发请求信号发送装置、所述触发启动信号接收装置和所述TTL触发信号发送装置相连接；

所述TTL触发信号接收装置接收第一TTL触发信号；

所述信号转换装置读取所述第一TTL触发信号，并对所述第一TTL触发信号进行识别转换，生成触发请求信号；

所述触发请求信号发送装置发送所述触发请求信号；

所述触发启动信号接收装置接收触发启动信号；

所述信号转换装置读取所述触发启动信号，并对所述触发启动信号进行转换，生成第二TTL触发信号；

所述TTL触发信号发送装置发送所述第二TTL触发信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述触发请求信号发送装置与所述触发启动信号接收装置设置有USB串行接口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括蜂鸣器；

所述蜂鸣器根据所述第一TTL触发信号启动蜂鸣。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括触发装置指示灯。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种地震勘探系统，包括：导航装置、主控装置、数据采集装置、震源装置和上述地震勘探触发装置；

所述导航装置与所述震源装置通过所述地震勘探触发装置相连接；

所述数据采集装置与所述地震勘探触发装置通过所述主控装置相连接；

所述导航装置生成采集点位置信息、采集时间及第一TTL触发信号；

所述主控装置对所述地震勘探触发装置发送的触发请求信号进行判断识别，生成触发启动信号；

所述主控装置还生成并发送数据采集信号；

所述数据采集装置根据所述数据采集信号采集地震波信号，并生成地震波数据，对所述地震波数据进行编码存储；

所述震源装置产生地震波信号。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述导航装置包括时钟定位器和第一TTL触发信号发送器；

所述时钟定位器生成并发送所述采集点位置信息和所述采集时间；

所述第一TTL触发信号发送器生成并发送所述第一TTL触发信号。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述主控装置包括触发请求信号接收装置、触发启动信号发送装置和数据采集信号生成装置；

所述触发请求信号接收装置接收所述触发请求信号，并进行判断识别，生成所述触发启动信号；

所述触发启动信号发送装置发送所述触发启动信号；

所述数据采集信号生成装置生成并发送所述数据采集信号。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述震源装置为气枪或电火花震源。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述数据采集装置包括数据采集信号接收装置；

所述数据采集信号接收装置的输入端与所述主控装置的输出端相连接；

所述数据采集信号接收装置接收所述数据采集信号。

结合第二方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式，其中，所述数据采集装置还包括地震拖缆和采集数据处理器；

所述地震拖缆采集所述地震波信号；

所述采集数据处理器读取所述地震波信号，并将所述地震波信号转换成所述地震波数据，对所述地震波数据进行编码存储。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例所提供的地震勘探触发装置及地震勘探系统，包括：导航装置、主控装置、数据采集装置、震源装置和地震勘探触发装置，导航装置生成采集点位置信息、采集时间及第一TTL触发信号，主控装置生成触发启动信号和数据采集信号，震源装置产生地震波信号，数据采集装置生成地震波数据，并对地震波数据进行编码存储。其中，地震勘探触发装置包括TTL触发信号接收装置、信号转换装置、触发请求信号发送装置、触发启动信号接收装置和TTL触发信号发送装置，TTL触发信号接收装置接收第一TTL触发信号，信号转换装置生成触发请求信号和第二TTL触发信号，触发请求信号发送装置发送触发请求信号，触发启动信号接收装置接收触发启动信号，TTL触发信号发送装置发送第二TTL触发信号。该技术方案通过采用地震勘探触发装置与主控装置和震源装置相连接的方式，完成了地震勘探触发装置向主控装置和震源装置的信息数据同步传输，从而实现了对震源激发产生的地震波数据的同步采集，缓解了现有技术存在的地震勘探采集与震源激发难以同步的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置中，TTL触发信号接收装置的原理图；

图3为本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置中，USB串行接口的原理图；

图4为本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置中，蜂鸣器的原理图；

图5为本实用新型实施例提供的地震勘探系统的结构示意图。

图标：

100-地震勘探触发装置；110-TTL触发信号接收装置；120-信号转换装置；130-触发请求信号发送装置；140-触发启动信号接收装置；150-TTL触发信号发送装置；160-蜂鸣器；170-指示灯；200-导航装置；210-时钟定位器；220-第一TTL触发信号发送器；300-主控装置；310-触发请求信号接收装置；320-触发启动信号发送装置；330-数据采集信号生成装置；400-数据采集装置；410-数据采集信号接收装置；420-采集数据处理器；430-地震拖缆；500-震源装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，现有的海洋地震勘探技术由于地理与环境等多方面因素，难以实现震源激发与数据采集同步，造成了采集数据捕捉时的遗漏或失真，严重影响了采集数据的准确性和可靠性。基于此，本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置及地震勘探系统，可以实现地震勘探采集与震源激发的同步，从而提高采集数据的准确性和可靠性。

实施例一：

参见图1，本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置的结构示意图。本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置100，包括TTL触发信号接收装置110、信号转换装置120、触发请求信号发送装置130、触发启动信号接收装置140和TTL触发信号发送装置150。

信号转换装置分别与TTL触发信号接收装置、触发请求信号发送装置、触发启动信号接收装置和TTL触发信号发送装置相连接。具体的，TTL触发信号接收装置和触发启动信号接收装置的输出端分别与信号转换装置的输入端相连接，触发请求信号发送装置和TTL触发信号发送装置的输入端分别与信号转换装置的输出端相连接。

TTL触发信号接收装置接收第一TTL触发信号。具体的，导航装置设定两种触发方式，分别为等时触发和等距触发，本技术方案采用等距触发，即导航装置判断沿某方向位移一定距离时，发送第一TTL触发信号，TTL触发信号接收装置接收导航装置生成的第一TTL触发信号。进一步的，如图2所示，本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置中，TTL触发信号接收装置的原理图。该技术方案采用PCF8591采集第一TTL触发信号。其中，PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件，由AIN3引脚接入第一TTL触发信号。

信号转换装置读取第一TTL触发信号，并对第一TTL触发信号进行识别转换，生成触发请求信号。具体的，信号转换装置读取TTL触发信号接收装置接收的第一TTL触发信号，对该第一TTL触发信号进行识别，识别目标为第一TTL触发信号的下降沿，识别后生成触发请求信号，该触发请求信号表示地震勘探触发装置请求启动触发，以实现对震源装置与数据采集装置的同步集中控制。

进一步的，触发请求信号为RS232信号，如：字符串“0XFF 0XCC 0XAE”。RS232是电子计算机与工业通信中最常用的一种串行接口。被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5V～+15V，负电平在-5V～-15V电平。当无数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS232电平再返回TTL电平。

触发请求信号发送装置发送触发请求信号。具体的，触发请求信号发送装置与主控装置进行数据传输，触发请求信号发送装置将信号转换装置生成的触发请求信号传输至主控装置，以便进行后续的处理分析。

触发启动信号接收装置接收触发启动信号。具体的，主控装置根据触发请求信号生成触发启动信号并进行发送。与此同时，主控装置生成数据采集信号，并将该信号发送至数据采集装置。触发启动信号接收装置与主控装置通过数据传输连接，触发启动信号接收装置接收主控装置发送的触发启动信号。

信号转换装置读取触发启动信号，并对触发启动信号进行转换，生成第二TTL触发信号。具体的，信号转换装置读取触发启动信号接收装置接收的触发启动信号，对触发启动信号进行分析，对应于触发启动信号输出TTL下降沿信号，即第二TTL触发信号。进一步的，信号转换装置采用80C51芯片，输出信号为信号转换装置的P23引脚电平拉低而输出的电平信号。

TTL触发信号发送装置发送第二TTL触发信号。具体的，TTL触发信号发送装置与震源装置进行数据传输，TTL触发信号发送装置将信号转换装置生成的第二TTL触发信号传输至震源装置，以人工产生地震波波源信号，实现对地层岩性的测量勘探。

本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置中，触发请求信号发送装置与触发启动信号接收装置设置有USB串行接口。触发请求信号发送装置与触发启动信号接收装置分别与主控装置进行双向数据传输，进一步的，如图3所示，本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置中，USB串行接口的原理图。该技术方案采用CH340驱动的USB串行接口，能够实现触发装置程序下载、供电、数据通信。

本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置100，还包括蜂鸣器160。蜂鸣器根据第一TTL触发信号启动蜂鸣。如图4所示，本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置中，蜂鸣器的原理图。为了监测触发信号，在触发系统中装配蜂鸣器，即有触发信号TTL下降沿时，蜂鸣器启动，提示可以进行震源激发。

本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置100，还包括触发装置指示灯170。具体的，触发装置指示灯包括电源指示灯和故障指示灯，当地震勘探触发装置正常运行时，电源指示灯常亮；当地震勘探触发装置故障时，故障指示灯常亮。

该技术方案通过采用地震勘探触发装置与震源装置和主控装置相连接的方式，实现震源装置与数据采集装置的同步集中信号传输，进而达到地震勘探采集与震源激发的同步的目的，保证了采集数据的完整性，从而提高采集数据的准确性和可靠性。

实施例二：

参见图5，本实用新型实施例提供的地震勘探系统的结构示意图。本实用新型实施例提供的地震勘探系统，包括：导航装置200、主控装置300、数据采集装置400、震源装置500和地震勘探触发装置100。

本实用新型实施例提供的地震勘探触发装置，与上述实施例提供的地震勘探触发装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

导航装置与震源装置通过地震勘探触发装置相连接，数据采集装置与地震勘探触发装置通过主控装置相连接。具体的，导航装置输入端与地震勘探触发装置的输入端相连接，地震勘探触发装置的输出端与震源装置的输入端相连接，数据采集装置、地震勘探触发装置分别与主控装置进行双向数据传输。

导航装置生成采集点位置信息、采集时间及第一TTL触发信号。具体的，导航装置包括时钟定位器210和第一TTL触发信号发送器220。进一步的，时钟定位器生成并发送采集点位置信息和采集时间。导航装置正常运行时，时钟定位器的时钟模块生成即时的采集时间，定位模块根据采集工作的地理位置生成采集点位置信息。第一TTL触发信号发送器生成并发送第一TTL触发信号。本实用新型实施例提供的导航装置在地震勘测的工作过程中，采用等距触发的触发方式，即导航装置的定位模块测定沿设定方向，每隔一定的位移后，生成第一TTL触发信号，启动后续的触发。

地震勘探触发装置接收第一TTL触发信号并进行转换，生成对应的触发请求信号，将该触发请求信号发送至主控装置。

主控装置对地震勘探触发装置发送的触发请求信号进行判断识别，生成触发启动信号。其中，主控装置300包括触发请求信号接收装置310、触发启动信号发送装置320和数据采集信号生成装置330。触发请求信号接收装置接收触发请求信号，并进行判断识别，生成触发启动信号。触发启动信号发送装置发送触发启动信号。数据采集信号生成装置生成并发送数据采集信号。

具体的，主控装置的触发请求信号接收装置接收触发请求信号，并对其进行判断，判断数据采集装置是否完成一炮采集，进入空闲状态。若数据采集装置为空闲状态，则主控装置的触发启动信号发送装置发送触发启动信号至地震勘探触发装置，通过地震勘探触发装置控制震源激发。进一步的，触发启动信号为字符串“0X31 0X32 0X33”。同时，主控装置的数据采集信号生成装置生成并发送数据采集信号至数据采集装置，数据采集装置接收到数据采集信号后开始采集记录数据，从而实现地震波信号的采集。主控装置收到触发请求信号，若主控装置的触发请求信号接收装置判断数据采集装置为非空闲状态，即数据采集装置处于数据采集状态，主控装置启用报警响应，提示用户数据采集装置已被占用，继续激发震源有导致丢炮的可能。

本实用新型实施例提供的地震勘探系统中，震源装置为气枪或电火花震源。震源装置产生地震波信号。具体的，海洋地震勘探的基本原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。其中，震源用于产生人工地震波，海洋地震勘探所使用的震源为非炸药震源，主要有两种类型，分别是气枪和电火花震源。气枪震源的原理为，压缩气体瞬间释放，在水中产生冲击波。气枪震源体积相对较大，适合水域的地震勘探，通常漂浮在水中使用。其具有激发速度快，组合使用能量大的特点。电火花震源为电子装置在微秒级别放电产生电弧汽化水形成冲击。体积相对较小，适合陆地和水域等不同野外条件，电火花震源一般由TTL下降沿信号触发。

本实用新型实施例提供的地震勘探系统中，数据采集装置400包括数据采集信号接收装置410。数据采集信号接收装置的输入端与主控装置的输出端相连接。数据采集信号接收装置接收数据采集信号。

具体的，主控装置判断数据采集装置处于空闲状态后，发送数据采集信号至数据采集装置，数据采集装置的数据采集信号接收装置接收数据采集信号，并启动数据采集。进一步的，数据采集装置400还包括地震拖缆430和采集数据处理器420。

震源装置在激发震源之后，会产生地震波信号，数据采集装置采集该地震波信号。数据采集装置的地震拖缆根据数据采集信号采集地震波信号。

采集数据处理器读取地震波信号，并将地震波信号转换成地震波数据，对地震波数据进行编码存储。具体的，数据采集装置的采集数据处理器对该地震波信号进行滤波降噪，生成地震波数据，该数据体现了震源地震波经过岩层之后地震波变化，从而反映了地层结构的组成特性。另外，数据采集装置的采集数据处理器还对地震波数据进行编码存储。根据地震勘探触发装置的采集点位置信息和采集时间、震源激发产生的地震波数据进行编码存储，以便后续的记录分析。存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本实用新型实施例所提供的地震勘探触发装置及地震勘探系统，包括：导航装置、主控装置、数据采集装置、震源装置和地震勘探触发装置，导航装置生成采集点位置信息、采集时间及第一TTL触发信号，主控装置生成触发启动信号和数据采集信号，震源装置产生地震波信号，数据采集装置生成地震波数据，并对地震波数据进行编码存储。其中，地震勘探触发装置包括TTL触发信号接收装置、信号转换装置、触发请求信号发送装置、触发启动信号接收装置和TTL触发信号发送装置，TTL触发信号接收装置接收第一TTL触发信号，信号转换装置生成触发请求信号和第二TTL触发信号，触发请求信号发送装置发送触发请求信号，触发启动信号接收装置接收触发启动信号，TTL触发信号发送装置发送第二TTL触发信号。该技术方案通过采用地震勘探触发装置与主控装置和震源装置相连接的方式，完成了地震勘探触发装置向主控装置和震源装置的信息数据同步传输，从而实现了对震源激发产生的地震波数据的同步采集，缓解了现有技术存在的地震勘探采集与震源激发难以同步的技术问题。

以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型实施例的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。