[發明專利]海洋高分辨立體調相震源

有效

• 申請號: 201611267565.1
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN106526658B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 尉佳;劉懷山;邢磊;尹燕欣;劉雪芹;張棟
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01V1/157
• 分類號: G01V1/157;G01V1/38
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 邱岳;紀明義

一種海洋高分辨立體調相震源，包括水上控制激發單元，水上控制激發單元通過電纜與震源框架連接，震源框架設有前后兩個深度壓力傳感器，還設有懸掛浮球的不銹鋼環，震源框架底部等間距排列多個水平設置的柱狀載體；柱狀載體的底部設有多個豎直的陰電極，且同一根柱狀載體上的陰電極的長度相等。本發明根據雷達空間波束形成方法，計算空間電極分布，首次提出利用波束形成技術組合電火花電極，形成一種具有方向指向性的組合震源，可以達到市場上現有的成熟電火花震源，利用相移器控制震源子波的相互錯位疊加，達到調相的目的，從而從根本上壓制由于海面產生的虛反射，大大提高地震勘探野外數據采集的效率以及品質。

技術領域

本發明涉及一種地震勘探過程中的震源，特別涉及一種海洋高分辨立體調相震源，用于海上高分辨立體觀測系統，勘探采集海底中淺層地層反射信息并用于地震地質調查與解釋。

背景技術

在海洋地震勘探中，震源是海洋地震勘探數據采集系統中的關鍵設備，尤其是電火花震源。今年隨著高分辨地震數據采集技術的進步，采集人員環保意識的提高，電火花震源在海洋地震勘探中占有主要地位。目前國內普遍使用的電火花震源主要由法國S.I.G公司生產的SIG系列，荷蘭Geo-Resources公司生產的Geo-spark系列。國內外研制的相關海洋電火花震源，主要是線性同時激發組合，利用組合線性增加子波能量，以到達高分辨地震勘探的目的。而現有的線性激發的組合方式因其激發原理導致難以實現調相的技術效果。地震子波在地層中的傳播是幾何球面擴散傳播，在忽略地層吸收作用的假設下，地震波傳播過程隨著傳播距離的增加，傳播能量密度減少。這樣造成地震波在接收時，能量衰減較多。現有的激發方式因為采用同時激發的原理，使得能量傳播不具有方向性，其傳播能量衰減較快。

發明內容

本發明的目的在于提供一種海洋高分辨立體調相震源，以提高電火花激發能量以及能量利用率，利用波束形成技術調節震源能量的傳播波束方向，以適用海上高分辨多道地震勘探系統的技術要求。

一種海洋高分辨立體調相震源，其特征在于包括水上控制激發單元，該水上控制激發單元通過帶有陽極水密接頭的傳輸電纜與震源框架連接，所述震源框架設有前后兩個深度壓力傳感器，震源框架上還設有多個用于懸掛浮球的不銹鋼環，震源框架是整個震源承載體，其底部等間距排列多個水平設置的柱狀載體，柱狀載體作為震源電極載體；柱狀載體的底部設有多個豎直的陰電極，且同一根柱狀載體上的陰電極的長度相等。

所述柱狀載體的數量為偶數，且對稱分布在震源框架的前后中軸線兩側，相互對稱的兩根柱狀載體上的陰電極7的長度相同，最外側的兩根柱狀載體上的陰電極的長度最短，由外向內，越靠近中軸線的柱狀載體上的陰電極越長，中部兩根柱狀載體上的陰電極最長。

所述陰電極是由聚酯材料包裹的銅絲且銅絲末端暴露，單只電極放電時能量范圍為5-30J。

本設計震源的陰電極整體激發能量范圍為6400-38400J。

所述的水上控制激發單元包括相移器與同步器，并以提供電能為激發方式；采用陽極水密接頭可以方便的安裝和拆卸；深度傳感器用于測定震源沉放深度；不銹鋼環采用可自由旋轉的裝卸吊扣，以方便連接繩索固定浮球。

所述震源框架的底部有16個水平排列的柱狀載體，相鄰兩個柱狀載體的間距為10cm，，即震源整體框架的中軸線每側條柱狀載體；每個柱狀載體上設有80個陰電極，所有陰電極屬于同一回路，前后相鄰的兩個陰電極的間距為2cm；其中最外側的兩個柱狀載體上的陰電極長度為1cm，以此類推，中部的兩個柱狀載體上的陰電極長度為8cm。所有的陰電極呈網格狀排列，陰電極排與排之間相互平行，列與列之間也相互平行。以震源框架中心線為對稱軸，對柱狀載體上的電極利用同步器控制，保證對稱的電極能夠同時激發。這樣設計的目的是根據電極長度變化，利用相移器控制震源子波的相互錯位疊加，達到調相的目的，從而從根本上壓制由于海面產生的虛反射。