[发明专利]一种基于声学侧反射的海底管缆追踪式探测方法

说明书

本发明公开了一种基于声学侧反射的海底管缆追踪式探测方法,属于海洋测绘技术领域，包括以下步骤：步骤1、测量船舶从海底管缆路由的一侧上线，若海底管缆的斜距反射信号位于所在地层声学剖面信号的下方时，开始采集数据，全球卫星导航系统同步打标；步骤2、将测量船舶从海底管缆路由的另一侧上线，再次执行步骤1；步骤3、根据地层拾取方法，描绘该同相轴的平面位置与高程；步骤4、将拾取数据插值加密到逐个脉冲点上；步骤5、构建逐个脉冲点的线性方程组，得出海底管缆探测的最终成果图；该基于声学侧反射的海底管缆追踪式探测方法，海底管缆所在位置的空间三维斜距信息，得出海底管缆真实的位置与埋深，从而显著提高作业效率。

技术领域

本发明属于海洋测绘技术领域，具体涉及基于声学侧反射的海底管缆追踪式探测方法。

背景技术

海底管缆是海上油气田的生命线，其运行状况直接关系到海上油气田的安全，随着海洋石油资源的开发与利用，海底管缆的建设数量日益增多，为海上油气资源的输送发挥了巨大的作用，此外，海底管缆还被广泛应用于沿海工业区污水排放、通岛供水供电及通讯等涉海工程中，目前，进行海底管缆探测和识别主要依靠声学手段，以浅地层剖面探测法最为常用，相比较侧扫声纳探测、海洋磁力探测等其他辅助探测手段，浅地层剖面探测可以同时测得海底管缆的精确位置和埋深，声学侧反射现象是由浅地层剖面仪换能器的旁瓣效应导致的，当换能器指向性较差是尤为严重，侧反射出现在反射记录上时，很容易被解释为下部地层的反射信号；在浅地层剖面探测时，当波束角照射范围内存在诸如水下陡坎、岸坡等地貌类型或小而凸显的水下目标物时，其位置即使没有处于换能器的正下方，但因在波束角照射范围内，依然以旁侧反射的特征而被记录在声学反射数据中，只是其反射时程比在正上方探测时的时程更长，地貌类侧反射信号很容易被误认为是下部的地层反射信号，但是海底管缆等目标物的侧反射特征可以通过反射波的强弱变化来区分，若反射信号来自于下部地层，则频带中会有相当一部分能量被沉积物吸收，有明显的衰减，而侧反射信号由于来自目标物表面，强度较大，波阻抗界面清晰，易于追踪识别。

声学侧反射现象一直被视为测量噪声，未被加以正面利用，根据声学浅地层剖面探测中的侧反射原理，在换能器波束角的照射范围内，如果存在小而凸出的目标物，则会以斜向反射信号的形式反映在地层剖面资料记录中，而斜向反射时程与海底管缆真实的位置和埋深信息密切相关，因此，传统的海底管缆声学剖面探测都是垂直于海管路由走向、垂直于海底管缆航行来测量作业，不仅作业效率低下，而且测得的位置和埋深成果只是一系列的离散节点，难以反映海底管缆连续延伸的特点，因此需要研发一种探测方法来解决现有的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于声学侧反射的海底管缆追踪式探测方法，以解决传统海底管缆声学剖面探测测量作业效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于声学侧反射的海底管缆追踪式探测方法，包括以下步骤：

步骤1、测量船舶从海底管缆路由的一侧上线，沿着同侧的计划测线，平行于海底管缆路由的走向航行，若海底管缆的斜距反射信号位于所在地层声学剖面信号的下方时，开始采集数据，全球卫星导航系统同步打标；

步骤2、将测量船舶从海底管缆路由的另一侧上线，再次执行步骤1；

步骤3、当采集的数据的声学反射图像为一条孤立连续的强能量同相轴时，根据地层拾取方法，描绘该同相轴的平面位置与高程；

步骤4、将拾取数据插值加密到逐个脉冲点上；

步骤5、利用信号往返的时程反射曲线、航迹与海底管缆的几何关系，构建逐个脉冲点的线性方程组，得出海底管缆探测的最终成果图。

优选的，所述所在地层声学剖面信号的探测仪器为浅地层剖面仪。

优选的，所述方法还包括在步骤1前调试浅地层剖面仪以及现场作业步骤。

优选的，所述调试浅地层剖面仪步骤包括：