阅读说明：本技术 一种斯通利波探测方法及系统 (Stoneley wave detection method and system ) 是由 方鑫定 张雁雁 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本申请适用于工程物探领域,提供了一种斯通利波探测方法及系统,所述方法通过测量斯通利波获取在井孔中不同位置的压力数据和速度数据,基于此计算井孔中每个探测位置处斯通利波的传播速度；将每个探测位置处斯通利波的压力数据进行分离,分别建立对应的压力数据剖面图,通过两个压力数据剖面图确定每个探测位置是否存在不良地质异常体及类型；本申请通过将斯通利波的压力数据分离,使用分离后的压力数据所构成的上行波、下行波的压力数据剖面图来确定是否存在不良地质异常体。由于上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图能够相互验证对方的准确性,因此,避免了基于错误的压力数据进行地质体类型的判断,从而提高了探测的可靠性。(The method obtains pressure data and speed data of different positions in a well hole by measuring the Stoneley waves, and calculates the propagation speed of the Stoneley waves at each detection position in the well hole based on the pressure data and the speed data; separating the pressure data of the Stoneley wave at each detection position, respectively establishing corresponding pressure data profile maps, and determining whether an adverse geological abnormal body and a type exist at each detection position through the two pressure data profile maps; the method and the device separate pressure data of the Stoneley wave and determine whether the unfavorable geological abnormal body exists or not by using pressure data profile maps of the uplink wave and the downlink wave formed by the separated pressure data. The accuracy of the pressure data profile of the upgoing wave and the accuracy of the pressure data profile of the downgoing wave can be verified mutually, so that the judgment of the type of the geologic body based on wrong pressure data is avoided, and the detection reliability is improved.)

一种斯通利波探测方法及系统

技术领域

本申请涉及工程物探领域，具体涉及一种斯通利波探测方法及系统。

背景技术

地下地质构造常常包括断层、洞穴、破碎带、软弱夹层等不利于工程施工的不良地质异常体。因此，探测不良地质异常体的规模大小、状态及分布特征，对于建筑施工、铁路铺设、地铁建设、桥梁搭建等工程施工具有重要的意义。

目前，工程物探中常用管波探测法来探测井孔周围地层环境，探测是否存在不良地质异常体。管波探测法采用一激一收的探测方式，即每激发一次震源，通过一个检波器监测管波在一个位置的压力数据波形。通过多次移动震源与检波器在井中的位置获得不同深度上的压力数据波形以形成时间剖面图，通过分析辨别时间剖面图上出现的波形变化来判断不良地质异常体的位置。

然而，上述管波探测法仅根据管波的压力数据波形构成的时间剖面图来判断不良地质异常体。由于监测到的压力数据波形无法自验其准确性，那么当监测到的压力数据波形出现探测误差时，则会导致探测结果不准确。因此，目前采用的管波探测法的可靠性较低。

发明内容

本申请提供了一种斯通利波探测方法及系统，用以判断井孔周围是否存在不良地质异常体，可以解决现有管波探测方法测量可靠性低的问题。

在第一方面，本申请提供了一种斯通利波探测方法，包括：

接收位于井孔中多个不同探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据；速度数据为斯通利波在重力方向上的速度数据；针对每个探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据，根据斯通利波的压力数据和速度数据计算斯通利波的传播速度；根据斯通利波的传播速度将斯通利波的压力数据分离，得到斯通利波的上行波的压力数据和斯通利波的下行波的压力数据；根据多个不同探测位置的斯通利波的上行波的压力数据和下行波的压力数据，得到上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图；根据上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图，确定每个探测位置是否存在不良地质异常体。

一种可选的实现方式是，根据上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图，确定每个探测位置是否存在不良地质异常体，包括：

针对每一个探测位置，若探测位置在上行波的压力数据剖面图中存在散射形成的上行波，且在下行波的压力数据剖面图中存在散射形成的下行波，则所述探测位置存在不良地质异常体。

其中，根据上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图，确定每个探测位置是否存在不良地质异常体之后，方法还包括：

针对存在不良地质异常体的每个探测位置，计算探测位置的地层剪切波速度和与探测位置上下相邻的两个探测位置的地层剪切波速度；根据探测位置的地层剪切波速度和上下相邻的两个探测位置的地层剪切波速度，确定探测位置处的不良地质异常体的类型。

示例性的，根据所述探测位置的地层剪切波速度和两个探测位置的地层剪切波速度，确定探测位置处的不良地质异常体的类型，包括：

当探测位置的地层剪切波速度小于上下相邻的两个探测位置处的地层剪切波速度时，该探测位置处不良地质异常体的类型为低速地质异常体；当探测位置处的地层剪切波速度大于上下相邻的两个探测位置处地层剪切波速度时，探测位置处的不良地质异常体的类型为高速地质异常体。

可选的，接收井中不同探测位置的斯通利波的压力和速度数据之前，方法还包括：

在距离井孔设定范围内的地表激发产生剪切波，所述剪切波传播到井孔的井口处转换成井孔中的斯通利波，斯通利波在井孔中传播过程中经过散射后，在多个不同探测位置产生多个不同探测位置的斯通利波。

进一步的，井孔中布设有检波器阵列，检波器阵列包括沿重力方向分布于多个不同探测位置处的多个检波器节点，分别用于检测多个不同探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据；接收位于井孔中多个不同探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据，包括：接收检波器阵列发送的多个不同探测位置的斯通利波的压力和速度数据。

第二方面，本申请提供了一种斯通利波探测系统，包括：地面处理模块，地面处理模块包括：

接收单元，用于接收位于井孔中多个不同探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据；速度数据为斯通利波在重力方向上的速度数据；

第一计算单元，用于针对每个探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据，根据斯通利波的压力数据和速度数据计算斯通利波的传播速度；分离单元，用于根据斯通利波的传播速度将斯通利波的压力数据分离，得到斯通利波的上行波的压力数据和斯通利波的下行波的压力数据；建图单元，用于根据多个不同探测位置的斯通利波的上行波的压力数据和下行波的压力数据，得到上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图；第一确定单元，用于根据上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图，确定每个探测位置是否存在不良地质异常体。

进一步的，地面处理模块还包括：

第二计算单元，用于针对存在不良地质异常体的每个探测位置，计算探测位置的地层剪切波速度和与探测位置上下相邻的两个探测位置的地层剪切波速度；第二确定单元，用于根据探测位置的地层剪切波速度和上下相邻的两个探测位置的地层剪切波速度，确定探测位置处的不良地质异常体的类型。

可选的，斯通利波探测系统还包括：

激发模块，用于在距离井孔设定范围内的地表激发产生剪切波，剪切波传播到井孔的井口处经转换产生斯通利波，斯通利波在井口向下传播过程中经散射形成下行波和上行波，下行波和上行波在探测位置处叠加形成探测位置处的斯通利波。

可选的，斯通利波探测系统还包括：

检波器阵列，用于检测多个不同探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据，其中，检波器阵列包括沿重力方向分布于多个不同探测位置处的多个检波器节点。

第三方面，本申请提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现地面处理模块执行的斯通利波探测方法。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述地面处理模块执行的斯通利波探测方法。

第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述地面处理模块执行的斯通利波探测方法。

本申请与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请提供的斯通利波探测方法，利用斯通利波获取在井孔中不同位置的压力数据和速度数据，基于此计算井孔中每个探测位置处斯通利波的传播速度；根据该传播速度，将每个探测位置处斯通利波的压力数据进行分离，基于分离后得到的上行波的压力数据和下行波的压力数据，分别建立对应的压力数据剖面图，通过两个压力数据剖面图确定每个探测位置是否存在不良地质异常体。本申请提供的斯通利波探测方法，通过将斯通利波的压力数据分离，使用分离后的压力数据所构成的上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图来确定是否存在不良地质异常体。由于上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图能够相互验证对方的准确性，因此，避免了基于错误的压力数据进行地质体类型的判断，从而提高了探测的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一提供的斯通利波探测方法的流程示意图；

图2是本申请的一个实施例提供的斯通利波探测系统的示意图；

图3是上行波的压力数据剖面图中30米探测位置的一条上行波的示意图；

图4、图5分别是上行波和下行波的压力数据剖面图的示例；

图6是本申请的一个实施例提供的斯通利波探测系统的示意图；

图7是本申请的一个实施例中地面处理模块的示意图；

图8是本申请的一个实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

为了说明本申请技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

应理解，下述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

图1示出了本申请实施例一提供的一种斯通利波探测方法示意图。如图1所示，该斯通利波探测方法具体包括如下步骤：

步骤S101，地面处理模块1接收位于井孔中多个不同探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据；速度数据为斯通利波在重力方向上的速度数据。

其中，斯通利波是一种界面波，由震源激发产生的振动信号转变而成。例如，通过地表震源激发产生，或者通过井内震源激发产生。

例如，在地表激发剪切波，示例性的一种方式为在井孔附近的地表布设垫板、并利用人工捶击激发的方式产生剪切波。垫板与井孔距离不宜过远，例如距离井孔0.1-10m。垫板采用倒置放置的等腰三角形垫板，如图2所示，倒置角在30°至60°之间。人工锤击垫板后产生剪切波，剪切波传播至井孔的井口处转换产生斯通利波。斯通利波在井孔内传播过程中，遇到不良地质异常体会产生散射现象。经过散射后，根据传播方向不同，斯通利波分为上行波和下行波，其中上行波是指向井孔上方传播的斯通利波，下行波是向井孔深处传播的斯通利波。

上述的垫板倒置角的范围内的角度利于激发剪切波，剪切波传播到井口再转换成井内的斯通利波。这种激发方式产生的斯通利波的频率要比传统管波法所采用的井中电火花震源产生的低，故斯通利波的传播深度更大，因此能够有效地扩大探测范围，从而解决现有技术存在的有效探测范围窄的问题。

在每一个探测位置处，由于上行波和下行波的叠加，形成在探测位置处的斯通利波信号。本申请的实施例中所采用的方法是接收井孔中多个不同探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据。

其中，速度数据是指重力方向的速度数据，即斯通利波质点振动的单分量速度；不同的探测位置是指沿井孔的深度方向，或者沿重力方向依次分布的探测位置。

在一个实例中，如图2所示，井孔中布设有检波器阵列，检波器阵列包括沿重力方向分布于探测位置处的多个检波器节点，分别用于检测多个不同探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据。

例如，每个检波器节点可以包含一个用于探测斯通利波压力的水听器(压力传感器)以及一个用于探测斯通利波在重力方向速度的单分量速度传感器。通过水听器来采集斯通利波的压力数据，单分量速度传感器用来采集斯通利波的速度数据。

该检波器阵列可以覆盖井孔中的多个探测位置，可以一次性地获取到各个探测位置的斯通利波的压力和速度数据，从而可以对各探测位置的地质情况进行更为高效的判断，相比于传统的管波探测法需要不断移动检波器和震源才能获取多个探测位置的波形压力数据，本申请在进行探测过程中，不用移动检波器阵列即可获取到各探测位置的斯通利波的压力和速度数据，这些数据由地面处理模块1进行接收以进行后续的处理过程。

步骤S102，地面处理模块1针对每个探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据，根据斯通利波的压力数据和速度数据计算斯通利波的传播速度。

在每一个探测位置处获取到的斯通利波的压力数据P和速度数据V均是连续的序列。从压力数据的序列中可以查找压力数据的幅度A_P，即压力数据中的最大值。从速度数据的序列可以查找速度数据的幅度A_V，即速度数据中的最大值。通过压力数据的幅度A_P、速度数据的幅度A_V，采用如下式1即可计算得到斯通利波的传播速度：

V_ST＝A_P/(ρ_fA_V) 式1

其中，ρ_f表示井孔液体的密度。

利用上面的公式，计算得到每一个探测位置的斯通利波的传播速度。

步骤S103，地面处理模块1根据斯通利波的传播速度将斯通利波的压力数据分离，得到斯通利波的上行波的压力数据和斯通利波的下行波的压力数据。

在每一个探测位置处，斯通利波是由上行波和下行波叠加形成的，那么可以从斯通利波的压力数据P中分离出该斯通利波的上行波的压力数据U和下行波的压力数据D。

示例性的，可以基于斯通利波的速度数据V、传播速度V_ST以及压力数据P，采用如下式2计算下行波的压力数据D，采用如下式3计算上行波的压力数据U：

D＝(P+ρ_fV_STV)/2 式2

U＝(P-ρ_fV_STV)/2 式3

步骤S104，地面处理模块1根据多个不同探测位置的斯通利波的上行波的压力数据和下行波的压力数据，到上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图；

示例性的，图3是一个探测位置(30m)处的上行波的压力数据随时间变化的波形图，在该示意图中，展示出了在30米探测位置处的一条上行波；从图中可以看到该条上行波的波形随时间的变化情况。

将每个探测位置得到的所有上行波的压力数据汇总到一个数据剖面图中，即得到了上行波的压力数据剖面图，如图4所示。上行波的数据剖面图以时间为横坐标，探测位置为纵坐标，坐标区域中记录在每个探测位置处压力数据随时间的波形变化。同理也可以得到下行波的压力数据剖面图，如图5所示。

步骤S105，地面处理模块1根据上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图，确定每个探测位置是否存在不良地质异常体。

在上行波的压力数据剖面图中，根据上行波的变化特点，即可分辨出探测位置是否存在不良地质异常体。原因在于，井孔内的斯通利波首先在井口产生然后向下传播，所以下行波的幅度最大；斯通利波的下行波在井孔向下传播遇到空洞、软弱夹层等不良地质异常体时会产生散射的斯通利波，散射的斯通利波形成一部分上行波；当下行波传播到井孔底部时，经井孔底部反射形成另一部分上行波；另一部分上行波在向上传播碰到不良地质异常体时会产生二次散射的斯通利波，该二次散射的斯通利波为下行波。故，在分离得到上行波或下行波的压力数据剖面图上，均可以通过上行波、下行波在遇到不良地质异常体时会发生散射这一特点来判断探测位置是否存在不良地质异常体；具体在压力数据剖面图的表现是，当某个探测位置处存在不良地质异常体时，该探测位置在压力数据剖面图上将产生明显的散射波形。

在未将斯通利波进行上行波、下行波的压力数据分离时，利用包含上行波和下行波的整体波形数据建立的数据剖面图中，由于波形混叠和噪音因素的影响，使得从图中根据波形变化分辨不良地质异常体的位置可靠性较低，比较依赖经验，且无法进行对比验证。

可选地，地面处理模块1实现对每个探测位置的地质体类型确定过程，包括：

地面处理模块1利用计算得到的斯通利波的传播速度来分离上行波和下行波，继而建立上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图；在上行波的压力数据剖面图中，地面处理模块1基于压力数据分析和判断，寻找散射波的产生位置，在同样的探测位置处，如下行波的压力数据剖面图中也存在散射波，那么判定该探测位置处存在不良地质异常体；如某探测位置在上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图中不存在，或不同时存在散射波时，则判定该探测位置处为正常地层。

可选的，步骤S105中对每个探测位置的地质体类型确定过程也可以通过人工完成。在得到地面处理模块1输出的上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图之后，通过观察分析两个压力数据剖面图中的波形数据变化，针对于每一个探测位置，利用和地面处理模块1一样的判断逻辑实现每个探测位置地质体类型的确定过程。

本实施例中的正常地质体，是指除了不良地质异常体之外的其他地质体类型。

本申请的实施例中，由于对斯通利波的压力数据进行分离，建立上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图，一方面使得在每个压力数据剖面图中，波形数据更加清晰、趋势走向更加明显，从而使得波形数据的分辨，尤其是分辨强度较弱的散射波更加容易和准确；另一方面，本申请采用上行波和下行波相互对比印证的方式，当在一个探测位置对应的上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图中同时存在散射波，则认为该探测位置存在不良地质异常体。基于上述原因，本申请实施例提供的斯通利波探测方法较现有探测方法具有更高的探测可靠性。利用本申请实施例的方法，可以探测工程物探中的勘察钻孔、井孔中存在的不良地质异常体，为桩基铺设排除风险。

步骤S105中根据上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图，确定每个探测位置的地质体类型，一种可选的实现方案是：

针对每一个探测位置，若探测位置在上行波的压力数据剖面图中存在散射形成的上行波，且在下行波的压力数据剖面图中存在散射形成的下行波，则探测位置存在不良地质异常体。

由于斯通利波向下传播碰到不良地质异常体时会产生散射的斯通利波，即因散射产生的上行波。下行波经井孔底部反射形成一部分上行波，这部分上行波在碰到不良地质异常体时会产生二次的散射斯通利波，这部分波为下行波。

因此，如果在上行波的数据剖面图中存在散射形成的上行波，则对应的探测位置周围可能存在不良地质异常体；然后在下行波的压力数据剖面图中进行分析查找是否存在经过由上行波经散射形成的下行波，则对应的探测位置存在不良地质异常体。

而散射形成的上行波的产生位置，即不良地质异常体所处位置，可通过纵坐标轴读出数据。散射形成的上行波与井孔底部反射形成的上行波由于强度不同，故在形态上存在很大差异，容易从数据剖面图中获知该信息。

如图4、图5所示，图4示出的上行波的压力数据剖面图中可明显地看到，50米的探测位置处在接近0.1s时出现了明显的散射上行波；对应地，在图5示出的下行波的压力数据剖面图中，50米探测位置在接近0.2s时出现了散射形成的下行波，那么在50米探测深度处存在不良地质异常体。其中，接近0.1s时出现的散射上行波，是斯通利波产生后向井孔下方传播碰到50米探测位置的不良地质异常体所形成的；而接近0.2s时的散射下行波，则是由斯通利波的下行波碰到井底后反射形成的上行波在遇到50米探测位置的不良地质异常体所形成的二次散射下行波。

进一步的，本申请实施例还可以通过下述方法判断不良地质异常体的类型，包括：

步骤S106，针对地质体类型为不良地质异常体的每个探测位置，计算探测位置的地层剪切波速度和与探测位置上下相邻的两个探测位置的地层剪切波速度。

利用步骤S101至S105的方法判断出如某探测位置存在不良地质异常体之后，针对于该探测位置，计算地层剪切波的速度，可以采用下面公式：

其中，V_s表示地层剪切波速度，V_f表示井孔液体的声波速度，ρ_f表示井孔液体的密度，ρ表示地层密度，V_ST表示斯通利波的传播速度。

井孔液体声波速度V_f及井孔液体的密度ρ_f是已知的，地层密度ρ可通过查找岩性密度表获得，则根据步骤S102求得的斯通利波速度V_ST，便可以求出地层剪切波速度V_S。

步骤S107，根据探测位置的地层剪切波速度和上下相邻的两个探测位置的地层剪切波速度，确定探测位置处的不良地质异常体的类型。

当地层中存在不良地质异常体时，地层剪切波的速度会发生变化，例如某探测位置如存在不良地质异常体，则该探测位置处计算得到的地层剪切波速度将比相邻层探测位置计算出的地层剪切波速度大或者小。

故，当通过步骤S101至S105确定某一个探测位置存在不良地质异常体后，可通过计算和比对该探测位置与相邻的上一个、下一个探测位置的地层剪切波速度，来确定探测位置周围不良地质异常体的类型。

不良地质异常体可以进一步分为两大类，一类是低速地质异常体，主要指松软类型的地质体，例如洞穴、软弱夹层、断层、岩溶以及松散离层等；另一类是高速地质异常体，主要是指相对坚硬的地质体，例如孤石等。

当地层包含不同类型的不良地质异常体时，地层剪切波的波速会发生改变。根据该特点，可以进一步对探测到的不良地质异常体分类：

当探测位置处的地层剪切波速度小于上下相邻的两个探测位置处地层剪切波速度时，探测位置处不良地质异常体的类型为低速地质异常体；而当探测位置处的地层剪切波速度大于上下相邻的两个探测位置处地层剪切波速度时，该探测位置处不良地质异常体的类型为高速地质异常体。

本实施例提供的不良地质异常体分类方法，可在探测位置存在不良地质异常体时，根据地层剪切波速度的变化，判断探测位置处不良地质异常体的类型是高速地质异常体还是低速地质异常体，由此进一步提高了探测结果的可靠性，为工程施工提供更为有效的探测信息。

本申请的实施例在进行井孔中地质探测时，所用到的斯通利波可以有多种激发方式，例如在井中激发或者在地表激发，本实施例采用在地表激发的方式，具体为：

在距离井孔设定范围内的地表激发产生剪切波，剪切波传播到井孔的井口处转换产生斯通利波，斯通利波在井口向下传播过程中经散射形成的下行波和上行波，下行波和上行波在探测位置处叠加形成探测位置处的斯通利波。

图6示出了本申请提供的一种斯通利波探测系统的结构示意图，该系统用于实现斯通利波探测方法，该系统包括地面处理模块1、激发模块2和采集模块3。如图7所示，其中地面处理模块1包括：

接收单元11，用于接收位于井孔中多个不同探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据；速度数据为斯通利波在重力方向上的速度数据。

第一计算单元12，用于针对每个探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据，根据斯通利波的压力数据和速度数据计算斯通利波的传播速度。

分离单元13，用于根据斯通利波的传播速度将斯通利波的压力数据分离，得到斯通利波的上行波的压力数据和斯通利波的下行波的压力数据。

建图单元14，用于根据多个不同探测位置的斯通利波的上行波的压力数据和下行波的压力数据，得到上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图。

第一确定单元15，根据上行波的压力数据剖面图和下行波的压力数据剖面图，确定各探测位置的地质体类型。

进一步地，地面处理模块1还包括：

第二计算单元，用于针对存在不良地质异常体的每个探测位置，计算探测位置的地层剪切波速度和与探测位置上下相邻的两个探测位置的地层剪切波速度。

第二确定单元，用于根据探测位置的地层剪切波速度和上下相邻的两个探测位置的地层剪切波速度，确定探测位置处的不良地质异常体的类型。

其中，采集模块2，包括检波器阵列，用于检测多个不同探测位置的斯通利波的压力数据和速度数据，其中，检波器阵列包括沿重力方向分布于多个不同探测位置处的多个检波器节点。

其中，激发模块3，用于在距离井孔设定范围内的地表激发产生剪切波，剪切波传播到井孔的井口处产生斯通利波，斯通利波在井口向下传播过程中经散射形成的下行波和上行波，下行波和上行波在探测位置处叠加形成探测位置处的斯通利波。

需要说明的是，上述模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

本申请实施例进一步提供一种终端设备4，如图8所示，包括存储器41、处理器42以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器42上运行的计算机程序43，处理器42执行计算机程序43时实现上述地面处理模块1执行的斯通利波探测方法，例如，图1所示的步骤S101至S105。

本申请的实施提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序43，计算机程序43被处理器42执行时实现上述地面处理模块1执行的斯通利波探测方法，例如，图1所示的步骤S101至S105。

计算机程序43也可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器41中，并由处理器42执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序43指令段，该指令段用于描述计算机程序43在终端设备中的执行过程，例如，计算机程序43可以被分割为地面接收单元、第一计算单元、分离单元、建图单元、第一确定单元，各单元的功能参见本前述系统中的描述，不再赘述。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序43来指令相关的硬件来完成，计算机程序43可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序43在被处理器42执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序43包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

本申请的实施例还提供了一种计算机程序产品，当计算机程序43产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述地面处理模块1执行的斯通利波探测方法，例如，图1所示的步骤S101至S105。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。