[發明專利]脈沖震源的優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201310354723.7
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103440369A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 詹晉;王永芳;陳憲戰;朱智穎
• 申請（專利權）人: 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G01V1/147
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 陶海萍

1.一種脈沖震源的優化方法，所述脈沖震源包括框架、重錘、平板以及壓重；其中，所述方法包括：

利用預先建立的平板-大地有限元模型對脈沖震源平板沖擊過程進行分析，以獲得平板的變形情況、和/或加速度變化情況、和/或沖擊應力波傳遞情況；

基于平板的變形情況、和/或加速度變化情況、和/或沖擊應力波傳遞情況，確定平板受沖擊所產生應力波的規律；

基于平板受沖擊所產生應力波的規律，對脈沖震源進行優化。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括：建立平板-大地有限元模型；

所述建立平板-大地有限元模型包括：

利用三維幾何實體模型建立脈沖震源沖擊過程的有限元模型；

利用顯式非線性動力學方法建立大地振動有限元模型、所述重錘與平板的接觸界面、以及所述平板與大地的接觸界面；

基于所述脈沖震源沖擊過程的有限元模型、所述大地振動有限元模型、所述重錘與平板的接觸界面、以及所述平板與大地的接觸界面，建立平板-大地有限元模型。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述脈沖震源沖擊過程的有限元模型包括所述框架、重錘、平板與所述大地的有限元模型。

4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述利用顯式非線性動力學方法建立大地振動有限元模型、所述重錘與平板的接觸界面、以及所述平板與大地的接觸界面包括：

利用杜拉克-普拉格(Drucker-Prager）模型建立所述大地振動有限元模型，利用罰函數法建立所述重錘與所述平板的接觸界面，以及利用彈簧-阻尼器將所述平板與大地的接觸界面設為粘性邊界。

5.根據權利要求2所述的方法，其中，所述基于所述脈沖震源沖擊過程的有限元模型、所述大地振動有限元模型、所述重錘與平板的接觸界面、以及所述平板與大地的接觸界面，建立平板-大地有限元模型包括：

基于所述脈沖震源沖擊過程的有限元模型、所述大地振動有限元模型、所述重錘與平板的接觸界面、以及所述平板與大地的接觸界面，將所述重錘的沖擊簡化為具有沖擊功及正壓力的載荷并輸入所述脈沖震源沖擊過程的有限元模型，并且，將所述脈沖震源的壓重簡化為一個力和一個五自由度的約束并輸入所述脈沖震源沖擊過程的有限元模型，其中，所述力的大小與所述壓重的重力相等。

6.根據權利要求1-5的任一項所述的方法，其中，利用預先建立的平板-大地有限元模型對脈沖震源平板沖擊過程進行分析，以獲得平板的變形情況、和/或加速度變化情況、和/或沖擊應力波傳遞情況包括以下情況中的至少一種：

根據所述重錘沖擊功的不同，分析所述平板的變形情況、和/或所述平板的加速度變化曲線、和/或所述平板的沖擊應力波傳遞曲線；

在所述重錘的最大沖擊功下，根據所述壓重重量的不同，分析所述平板的加速度曲線、和/或所述平板的沖擊應力波傳遞曲線；

根據所述平板的材料、和/或形狀和/或尺寸的不同，分析所述平板的變形情況、和/或所述平板的加速度變化曲線、和/或所述平板的沖擊應力波傳遞曲線。

7.一種脈沖震源的優化裝置，所述脈沖震源包括框架、重錘、平板以及壓重；其中，所述裝置包括：

分析模塊，所述分析單元用于利用預先建立的平板-大地有限元模型對脈沖震源平板沖擊過程進行分析，以獲得平板的變形情況、和/或加速度變化情況、和/或沖擊應力波傳遞情況；并且，基于平板的變形情況、和/或加速度變化情況、和/或沖擊應力波傳遞情況，確定平板受沖擊所產生應力波的規律；

優化模塊，所述優化單元用于基于平板受沖擊所產生應力波的規律，對脈沖震源進行優化。

8.根據權利要求7所述的裝置，其中，所述裝置還包括：

建模模塊，所述建模模塊用于建立平板-大地有限元模型；

所述建模模塊包括：

第一建模單元，所述第一建模單元用于利用三維幾何實體模型建立脈沖震源沖擊過程的有限元模型；

第二建模單元，所述第二建模單元用于利用顯式非線性動力學方法建立大地振動有限元模型、所述重錘與平板的接觸界面、以及所述平板與大地的接觸界面；

第三建模單元，所述第三建模單元用于基于所述脈沖震源沖擊過程的有限元模型、所述大地振動有限元模型、所述重錘與平板的接觸界面、以及所述平板與大地的接觸界面，建立平板-大地有限元模型。