利用平移数据的梯度计算旋转数据的制作方法
【专利说明】利用平移数据的梯度计算旋转数据
【背景技术】
[0001] 地震勘探用于识别感兴趣的地下元素，例如油气层、淡水层、注气区等。在地震勘 测中，激活震源W产生导入地下结构的地震波。
[0002] 由地震源产生的地震波传播到地下结构内，地震波的一部分被反射回地面，W由 地震传感器（例如，地震检波器、加速度计等）接收。该些地震传感器产生表示检测到的地 震波的信号。对来自地震传感器的信号进行处理，W得到关于地下结构的成分和特性的信 息。
[0003] 陆基地震勘测布置可W包括在地面上部署地震传感器阵列。海洋勘测布置可W包 括在海底放置海底电缆或其他地震传感器装置。
【发明内容】
[0004] 通过被包含于设置在地面上的传感器装置的条形外壳中的粒子运动传感器测量 第一方向上的平移数据。所述粒子运动传感器在所述条形外壳的纵轴线上沿第二不同方向 被间隔开。至少部分地基于计算平移数据相对于所述第二方向的梯度，计算绕第=方向的 旋转数据。
[0005] 从下面的描述、附图和权利要求中，其他特征将会变得明显。
【附图说明】
[0006] 参考附图描述了一些实施例。
[0007] 图1是根据一些实现方式的传感器装置的示意图。
[0008] 图2A-2C是根据不同的实现方式的传感器装置的示意图。
[0009] 图3是根据一些实现方式的部分埋于孔中的传感器装置的示意图。
[0010] 图4是根据进一步的实现方式的传感器装置的示意图。
[0011] 图5是根据一些实现方式的过程的流程图。
[0012] 图6是包括根据一些实现方式的传感器装置的示例性勘测装置的示意图。
【具体实施方式】
[0013] 在地震勘测（海洋或陆基地震勘测）中，地震传感器用于测量地震数据，诸如位 移、速度或加速度。地震传感器可W包括地震检波器、加速度计、微机电系统（MEM巧传感器 或测量地面在一个或多个方向上的平移运动的任意其他类型的传感器。在接下来的讨论 中，测量平移运动的地震传感器被称作粒子运动传感器。粒子运动传感器可W指代上文列 出的任意传感器。
[0014] 可W在地面或陆地表面上（或其附近）提供粒子运动传感器的一种布置，W响应 于由一个或多个地震源产生并传播到地表W下的地震波（或脉冲）测量反射自地下结构 的地震波。如本文所述的，地面和/或陆地表面是任意陆面或水体的底面，例如海底、湖底 或湿地。设于地面的粒子运动传感器可W指代与地面接触放置、部分埋入所述地面中或全 部埋入所述地面中预定深度（例如高达小于5米的深度）的粒子运动传感器。在陆地表面 (或其附近）的粒子运动传感器可W记录刚好在自由表面（即地面）之下的弹性波场的矢 量部分。
[0015] 除测量平移数据外，当为了各种目的而执行勘测数据采集时获取旋转数据也可能 是有用的。例如，旋转数据可W与由粒子运动传感器测得的平移数据结合W消除或衰减该 测得的平移数据中的噪声。噪声的例子包括地滚噪声或可W沿陆地表面传播的另一种噪声 (例如环境噪声）。地滚噪声可W由地震源或其他源（例如汽车、发动机、累和诸如风及海 浪的自然现象）产生。所述地滚噪声沿陆地表面基本水平地传播到地震接收仪。所述水平 传播的地震波（例如瑞利波或勒夫波）是不希望的分量，其可能污染地震勘测数据。
[0016] 尽管参考使用旋转数据来衰减噪声，但是应该注意，旋转数据也可W用于其他的 目的，无论是在陆基勘测采集还是在海底放置海底电缆或其他布置的地震传感器的海基勘 测采集环境中。例如，所述旋转数据和平移数据可W在执行多种地震数据处理算法中使用， 其中包括波场内插、波场外推、波场重建、波场正规化、P波和S波分离、视速度估计、近地表 表征、地震传感器校准和地震成像。
[0017] 波场内插是指，估计（内插）没有提供地震传感器的位置处的波场。P波和S波分 离是指，在所测得的地震勘测数据中从剪切（巧波中分离出压缩（巧波。视速度估计是指， 估计被称为射线参数或水平慢度的地震波场特性，从其可W得到地震波在地下结构中的各 个点处的速度。近地表表征是指，估计浅±弹性。地震传感器校准是指，校准地震传感器W 补偿所述地震传感器的任何非理想特性。
[0018] 旋转数据是指，关于一个特定轴线的旋转速率（或随时间的旋转变化），例如关于 X轴（其还可W被称为水平主测线轴）和/或关于y轴（其还可W被称为水平横向测线轴）。 根据一些实现方式，可W基于由粒子运动传感器测得的平移数据得到旋转数据。W该种方 式，在勘测设备中可W不必需提供单独的旋转传感器来测量旋转数据。
[0019] 图1描绘了一个示例性地震传感器装置100,其包括第一传感器部件102A和第二 传感器部件102B。所述传感器部件102A与102B被包含于所述传感器装置100的单个外壳 106中。所述地震传感器装置100还可W包括电源，例如电池、太阳能电池等。在制造该地 震传感器装置100时，可W密封所述外壳106W保护所述传感器部件102A与102B。
[0020] 外壳106通常具有条形形状，其允许所述传感器部件102A和102B沿所述传感器 装置100的纵轴线108间隔开一个距离D。在一些实现方式中，所述传感器部件102A与 102B沿所述外壳106的纵轴线同轴。所述条形外壳106可W是中空管、椿或其他条形结构 的形式。所述纵轴线108是沿所述传感器装置100的该样一个尺寸的轴线，该尺寸比该传 感器装置100的其他尺寸都长，其他尺寸例如是宽度尺寸110或对应于该外壳106的厚度 的深度尺寸（未示出）。
[0021] 具有条形外壳106的传感器装置100可被称为穗状传感器装置。
[0022] 外壳106可W由诸如塑料、金属等的材料制成。根据一个示例性实施例，外壳106 对于待测目标信号在所关屯、的带宽内可W不发生共振。在一些例子中，该所关屯、的带宽可 W在1至150赫兹化Z)范围中。在其他例子中，所述外壳106可W呈现共振；在该样的例 子中，通过处理可W移除所述共振，或者通过处理可W补偿所述共振。
[0023] 通过将所述传感器部件102A与102B如图1所示地布置于所述条形外壳106中， 所述传感器部件102A和102B仅沿纵轴线108间隔开。换句话说，在一些实现方式中，所述 传感器装置100不包括在任何其他方向上（除了平行于该纵轴线的方向外的方向）间隔开 的传感器部件。
[0024] 图1示出了传感器装置100的一部分在地面120W下（未按比例），并且所述传感 器装置100的一部分在地面120W上。根据一个实施例，所述结构可W包括一个位于地面W下的传感器102BW及一个在地面W上的传感器102A。传感器还可W位于地面120或其 附近。根据一个实施例，大部分的传感器装置100可W在地面120W下。根据一个另外的 实施例，大部分的传感器装置100可W在地面120W上。另外的实施例可W大约有一半的 传感器装置100在地面120W上并且一半的传感器装置100在地面120W下。另外的实施 例中可W使所有的传感器装置100(或基本上所有的传感器装置100)在地面120W下。
[00巧]在一些例子中，为了获得在地面120处关于水平轴线的旋转数据，可W在所述传 感器装置100中设置两个竖直间隔开的水平定向的粒子运动传感器。所述传感器装置100 可W然后被竖直布置在地面120处或附近。应该理解，对102A和102B来说附加的传感器 可W沿着所述传感器装置100的长度定位，W提供故障传感器的冗余和/或附加测量。
[0026] 传感器装置100可W包括通信接口电路101，其连接于通信介质103 (例如电缆、光 纤电缆等）。所述通信介质103可W是能够传送数据的无线介质。所述通信接口电路101 连接于所述传感器部件102A与102B。由传感器部件102A与102B采集到的数据被传送至 所述通信接口电路101，其进而通过所述通信介质103将所采集到的数据发送至远程站，该 远程站可W是记录站、计算机等。根据其他的实施例，可W提供存储器并将其与所述传感器 装置100整合在一起。所述存储器还可与所述传感器装置100分离，并通过有线、诸如WiFi 或藍牙的短程无线技术连接。包括存储器的装置在商业领域中可被称为"盲"节点装置。在 此"盲"节点装置中，可W不必需存在通信接口电路101。还应该理解，可W使用"盲"节点 装置与有线节点和/或无线节点装置的组合。
[0027] 在进一步的实现方式中，传感器装置100可W含有一个感测元件（或多个感测元 件）来测量传感器装置100的倾角和/或方位角，其中倾角是相对于Z轴测量的。该（多 个）感测元件可W是测量平移和旋转的传感器部件102A与102B的一部分。例如，如果所 述传感器部件102A与102B包括可测量到直流信号的MEMS加速度计，则所述MEMS加速度 计可W提供倾角数据。如果所述传感器部