拖曳式地震勘探系统数据传输技术研究

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拖曳式地震勘探数据采集系统的研究的开题报告

拖曳式地震勘探数据采集系统的研究的开题报告一、研究背景及意义地震勘探是一种非常重要的地质勘探方法，能够帮助人们了解地下构造和地层情况，为矿产资源勘探、地质灾害防治、城市建设等领域提供科学依据。

随着科技的不断发展，地震勘探技术也在不断更新和完善。

目前，地震勘探数据采集常用的方法有两种，一种是固定式地震仪采集，另一种是拖曳式地震勘探数据采集。

拖曳式地震勘探数据采集系统具有灵活、快捷、高效等特点，已经成为地震勘探领域中常用的一种。

本研究的目的是探讨拖曳式地震勘探数据采集系统的优化和完善，提高地震勘探数据采集的效率和精度，为地下结构和地层情况的分析提供更加可靠的数据，并为相关领域研究提供科学依据。

二、研究内容和方法本研究主要内容包括以下方面：1.对现有的拖曳式地震勘探数据采集系统进行分析和研究，了解其优缺点和存在的问题；2.研究拖曳式地震勘探数据采集系统的参数设置，确定最佳参数组合；3.设计和开发一种新型拖曳式地震勘探数据采集系统，利用先进的技术手段和算法，提高数据采集的精度和效率；4.对新型拖曳式地震勘探数据采集系统进行实验验证和性能测试，分析测试结果。

本研究采用实验分析和计算机模拟相结合的方法，通过实际测试和仿真模拟，来分析和优化拖曳式地震勘探数据采集系统的性能和效果。

三、预期成果通过本研究的探索和实验验证，我们将得到以下预期成果：1.对现有的拖曳式地震勘探数据采集系统进行分析和研究，查明其存在的问题和改进空间；2.设计和开发一种新型拖曳式地震勘探数据采集系统，提高数据采集的精度和效率；3.对新型拖曳式地震勘探数据采集系统进行实验验证和性能测试，分析测试结果；4.提出一些新的思路和技术方案，对地震勘探领域的发展做出贡献。

四、研究计划根据以上的研究内容，将研究计划分为以下几个阶段：1.调查和分析现有拖曳式地震勘探数据采集系统（1个月）；2.研究拖曳式地震勘探数据采集系统的参数设置，确定最佳参数组合（1个月）；3.设计和开发一种新型拖曳式地震勘探数据采集系统（6个月）；4.对新型拖曳式地震勘探数据采集系统进行实验验证和性能测试（2个月）。

海上变深度拖缆地震数据采集模拟与分析

海上变深度拖缆地震数据采集模拟与分析全球海洋油气资源丰富，据《油气杂志》统计，截至2006年1月1日，全球海上石油探明储量约380亿吨，海洋天然气资源约140万亿立方米。

其中30%分布在大陆坡的深水、超深水域。

全球陆地、浅海经过长期的勘探，重大油气发现的数量已经越来越少。

海洋油气生产增长迅速，从20世纪60年代每天约20万t到2005年接近每天400万t随着海上油气勘探开发向深海转移，全球深海油气产量也在快速增长。

据英国道格拉斯统计和预测，2004年海上产量约占全球总产量的34%，预计到2015年可达到39%。

因为海上打一口井的费用太高，一般在水深30-50米的海上，钻一口井的费用相当于陆上的十倍。

水深150米钻一口井的费用是陆上的几十倍到上百倍，所以在海上找油，就特别重视地震勘探。

海上找油的实践经验可以归纳为一句话：“突出地震，少井高产。

”因此，人们加大了对海洋勘探的研究力度。

本论文主要研究如下问题：1）分析海上地震勘探拖缆地震数据采集的问题；2）海上变深度拖缆地震数据优势分析；3）海上变深度拖缆地震数据处对策与研究方法；4）了解海上地震勘探原理及主要问题；本文将就上述问题逐一展开。

1.分析海上地震勘探拖缆地震数据采集的问题；海上地震如此受重视的原因有三个：一、海上地震效率高、成本低。

一般海上地震效率可以较陆上地震高很多，可以达到十七倍，所以海上每公里的成本只是陆上的八分之一。

二、海上地震资料质量高，勘探效果好。

三、海上地震技术更新快，推广快。

虽然随着各大石油公司增加海上地震的投入，很多问题得到了解决，但是在海上地震勘探拖缆地震数据采集方面依然存在很多问题。

海洋石油地震勘探是由陆地石油地震勘探发展而来，先延伸至浅海，最后发展到深海。

但是由于海洋复杂的地球物理环境，产生了很多不同于陆地石油勘探的问题。

影响海上地震资料品质的因素是很多方面的，一、采集系统以外的因素对数据采集的影响：其中有环境的影响，如海水的温度、含盐度和潮汐高程的变化，有洋流的影响，二、采集参数的影响，如气枪容量和沉放深度、电缆长度及沉放深度、道间距、覆盖次数等。

地震勘探空气枪悬挂拖曳系统综述

曳装置，随震源船本身的结构特点、水中的沉放深在
度、震源船工作水域、枪子阵列数量多少等因素的不气同而不同。本文着重分析论述了各种空气枪悬挂拖曳
系统的结构及特点。
● — ＿
Ｅ一
－
３４
善
１２双枪组合、．三枪组合悬挂方式除水平双
以及水平三枪组合模式，特点是人工操作简单、全可安
靠、经济实用，可适用于海洋平台ＶＰ测井－。Ｓ２Ｊ
１３框架式多枪组合．
摘
要：空气枪作为水域地震勘探的一种具有良好激发特性和环保特点的无污染激发震源被工业界广为使用已经多
年。按照完成地震勘探采集任务要求，气枪需要按照气枪阵列组合方式进行模拟设计。为了取得所需的激发能量，空与
Ｏ引言
空气枪作为震源在海洋地震勘探中的广泛应用，使得保证空气枪震源有效使用时的悬挂拖曳系统显得尤为重要。将设计好的气枪阵列悬挂在水中规定沉放深度位置，并被承载该震源的船舶拖曳一起向前航行，实现在规定点位的气枪激发，而完成区域设定的地从
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石２００８年第２２卷第２期
油
仪
器
ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＮＳＩＴＲＵＭＥＮＴＳ
・
专论与综述・

拖曳式地震勘探数据采集系统的分析

３履带传感器数据采集系统的设计硕士学位论文
图３．３．５天线设计
３）软件实现
支架节点与数据采集节点的无线通讯，主要完成支架节点到采集节点的命令下达和采集节点到支架节点的数据上传两项任务。

同样的为了保证无线数据传输的正确性开启ＣＣ４３０Ｆ５１３７自带的自动ＣＲＣ硬件校验。

（１）命令下达
在收到车载工作站给出的控制命令后，支架节点向采集节点发送命令。

命令分为在每天系统工作开始时的通道配置命令、开始＼结束数据采集命令和要求数据上传命令。

命令格式与监控软件下达的相同。

（２）数据上传
在数据上传时，除了使用硬件ＣＲＣ校验外，还采用对包进行编号的方式避免重复发送或者漏发。

设置数据上传应答机制为数据采集节点发送数据在支架节点收到数据后进行解包，若接收到的数据则返回应带字“０ｘａａ＇’，否则返回“０ｘ００”，数据采集节点只有收到正确的应答字才会发送下一个数据包，收到错误应答字或者长时间未收到应答即重发数据包。

设置数据采集节点上传数据的传输包长为３５字节，包括一个包长字节、一个对应储存芯片页中的编号字节和３３个有效数据字节，格式见表３．３．１所示
表３．３．１数据包上传格式
３个字节表示一个采样点，所以每个包传输１１个采样点，储存芯片每页储存的６８２个采样点，即需６２个数据包完成一页的数据传输。

对这６２个数据包按次序编号为Ｘ，因为支架节点和采集节点的储存芯片型号相同，保证同一组数据在采集节点和支架节点的储存芯片中存放在相同页中的相同地址，包编号亦对应页中的地址，进一步保证数据传输的可靠性。

数据采集节点发送流程图，如图３．３．６所示。

３４。

地震拖缆多级数据传输系统

的指导和帮助，正是在宋老师的关心和鼓舞下，使我在求学乃至人生的道路上不
断地追求发展与进步，在此，我向他表示最衷心的感谢！项目组的杨俊峰、唐世悦、吴义华、曹平、王超、程敬原、陈佳、马灵，程
涛，刘祥，张嗣峰，杜挺克，王东旅，胡婷婷同学，以及已经毕业的何正森博士、
陆增援博士、阮福明博士和伍尚坤硕士，他们在工作与论文完成过程中都给予了
ｅｏｏｙＡｔｇＰｂｔｅｎｏｒｑｉｍｎａｄｓＰ１ｎａｅｉｈａｏｈｓｃｎｍｓｅａｅｅｉｅｕｒｅｎｕＰｌｇｓｎＣｉ，ｉａｈｗｌｅｉｙｅｒｎｌｉｕｎｅｈｎｒｔｔｙｓｆｔｆｕｃｕｔ．ｏｔｔｈｘｌｔｉｆｎｅｃｄｔｅｙｓｅ ’ ａｙｏｏｒｏｒＮｗｈｔＰｉｔｎｏｌｆｅｅｇｒｇｓｅａｎｙａｅｅｏａｏｉａｄｏｆｌｈｓｎｒｔｍｄｌｔｅｒｖｎａｅｓｇ，ｈｅｈｏｈｒｎｌｉｉｄａｅｔｅｓｉｄａｏｅｅｆｒｔｅｗｉｔｆｏｎｌｅｓｅｄｉｅｓｇｔａｌｅｓｅ
是基于这样的研究背景。
时移地震仪系统是一个复杂的系统工程。高精度水下数据采集与传输系统、室内主控与记录系统和系统性能测试与自检测是时移地震仪系统中很重要的组
成部分。本论文将主要围绕高精度水下数据传输系统进行研究与探讨。
本文第一章从项目的背景和意义出发，介绍了高精度水下采集与传输系统的设计指标，设计的难点，最后简单介绍本论文的研究的主要内容。
ｃｕｉｏａｃｒｅｏｔｉｃｙｙｆｅｎｏｐｎｓＢｔｃｕｅｌｇｓｏｏｎｅｒｒａｉｕｄｅｔｂｏｉｃｍａｉｏａｓａａｅ姗ｆｒｔｓｅｄｒｌｒｇｅｈｒｍｎｙｂｓ，ｅｘｏｅｅｕｍｎａｈｒｔｒａｏｅ，ｅ北５ｈｅｐｒｄｑｉｅｔｒａｏｐｉｉｔｔｐｓｅｄｅｒ

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数据包批量确认机制、优化拷贝次数机制和自适应拥塞控制算法。最后对改进后系统传输性能进行测试。测试结果表明，提出的改善方案在地震勘探传输系统中运行可靠稳定，数据传输速度和有效率基本满足拖曳式地震数据传输的
ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｔｈｅｆｒａｍｅｒｅ－ｃｈｃｋｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆ
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量技Βιβλιοθήκη 术第３８卷第７期２０１５年７月
ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
拖曳式地震勘探系统数据传输技术研究＊
于连河周严
（南京理工大学机械工程学院南京２１００９４）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒｔｏｗｅｄｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓ
性能需求。
关键词：帧重校验；批量确认；优化拷贝次数；拥塞控制
中圉分类号：ＴＰ３９３．０６文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．４０３０
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｏｗｅｄｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＹｕＬｉａｎｈｅＺｈｏｕＹａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４．Ｃｈｉｎａ）
ｃｏｐｉｅｓａｎｄａｄａｐｔｉｖｅｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎｃｏｎｔｏｌｒａｌｇｏｒｉｔｈｍａｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｅｖａｌｕａｔｅｄａｎｄｔｈｅ
Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａｉｎｔｈｅｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｅｂａｔｃｈｅｄｐａｃｋｅｔｓ
摘要：介绍了拖曳式地震勘探仪器数据传输方案及传输系统硬件接口电路，硬件系统以ＳＴＭ３２Ｆ１Ｏ３ＺＥＴ为核心处
理器，针对拖曳式地震勘探系统的数据高速、可靠传输的核心问题，以既有的ＴＣＰ协议为基础，提出了帧重校验机制、
ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏＷｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｓｃｈｅｍｅｉｓｒｕｎｎｉｎｇｓｔａｂｌｙａｎｄｒｅｌｉａｂｌｙｉｎｔｈｅｔｅａｌｓｙｓｔｅｍ．ｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｅｄａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｒｑｕｅｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｏｗｅｄｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｅｌ１．
ｐａｐｅｒ．ＴｈｅＳｒＭ３２Ｆ１Ｏ３ＺＥＴａｒｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｃｏｒｅｐｒｏｃｅｓ￣ｒｉｎｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎＴＣＰ／ＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌｓ．