[發明專利]海洋地震勘探的相干聲源

有效

• 申請號: 201680025013.1
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號: CN107533149B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 詹姆斯·A·麥康奈爾;埃文·F·伯克曼;布魯斯·S·莫里;布魯斯·M·亞伯拉罕;丹尼爾·A·羅伊
• 申請（專利權）人: 應用物理技術公司
• 主分類號: G01V1/02
• 分類號: G01V1/02
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 李琳;王建國

1.一種用于產生時間-諧波波形的水下聲音發射器，其包括：

多個活塞，它們由電磁力發生器致動，電磁力發生器具有包括定子、電樞、電線圈和永磁體的部件，其中所述多個活塞和所述電磁力發生器的部件被布置成產生關于水下聲音發射器的幾何中心的機械和磁對稱，以消除當多個活塞被致動時發生的反應負載，其中所述定子具有第一磁極，而所述電樞具有第二磁極，由此在成對的第一磁極和第二磁極之間形成磁彈簧，其中，每對第一磁極和第二磁極都使用互補的錐形幾何形狀，以使得與所述磁極對相關聯的一部分磁通量矢量垂直于與所述磁極對相關聯的電樞的位移矢量，從而減小相應磁彈簧的恢復力。

2.根據權利要求1所述的水下聲音發射器，其中，電磁力發生器取決于可變磁阻原理，并且利用由定位于定子內的電線圈和永磁體產生的AC和DC磁通量的疊加，以在電樞上產生與施加至電線圈的AC電流成線性關系的動態力。

3.根據權利要求1所述的水下聲音發射器，其中，每個電樞具有到活塞的物理連接，活塞的尺寸確定為產生沒有空穴的聲波，其中所述物理連接包括由線性軸承支撐的軸。

4.根據權利要求1所述的水下聲音發射器，還包括反饋控制器和在線自適應補償濾波器，以減少與包括多個活塞中的一個和電樞中的一個的組件相關聯的基頻諧振的機械品質因數，匹配多個所述組件的響應，并且確保來自所述水下聲音發射器的陣列的遠場輻射信號等同于以相同源強度的相位操作的所有陣列元件的疊加。

5.根據權利要求1所述的水下聲音發射器，還包括壓力補償系統，其利用由反饋控制系統調節的高壓氣體來平衡由于下潛在水中而導致的多個活塞上的靜態負載，其中所述高壓氣體從定位于所述水下聲音發射器附近的多個儲罐供應，其中所述儲罐包括在儲罐耗盡之后從位于外部的源補充高壓氣體的裝置。

6.根據權利要求1所述的水下聲音發射器，還包括使用反饋控制系統來精細地調節包括多個活塞中的一個和電樞中的一個的組件的靜態位置的裝置，反饋控制系統將DC偏壓施加到與AC驅動信號相同的電線圈。

7.根據權利要求1所述的水下聲音發射器，其中，所述水下聲音發射器容納在定位于中性的浮力流體動力拖曳體的圓柱形殼體內，該拖曳體包括由反饋控制系統操作以調節下潛深度和滾動角度的控制表面。

8.根據權利要求1所述的水下聲音發射器，其中，所述多個活塞使用平面、圓錐形和凸形的幾何形狀之中的一個或多個。

9.根據權利要求1所述的水下聲音發射器，其中，所述電樞和所述定子包括由晶粒取向硅鋼和鈷鋼的一種或多種制成的疊片，其中所述永磁體使用釹-鐵-硼配方和釤-鈷配方之中的一個或多個，并且其中所述電線圈使用具有圓形、正方形和矩形橫截面之中的一個或多個的線。

10.一種用于產生時間諧波波形的水下聲音發射器的陣列，其包括：

多個所述水下聲音發射器，每個水下聲音發射器包括：

多個活塞，它們由具有包括定子、電樞、電線圈和永磁體的部件的電磁力發生器致動，其中所述多個活塞和電磁力發生器的所述部件被布置成產生關于水下聲音發射器的幾何中心的機械和磁對稱，以消除當多個活塞被致動時發生的反應負載，其中所述定子具有第一磁極，而所述電樞具有第二磁極，由此在成對的第一磁極和第二磁極之間形成磁彈簧，其中，每對第一磁極和第二磁極都使用互補的錐形幾何形狀，以使得與所述磁極對相關聯的一部分磁通量矢量垂直于與所述磁極對相關聯的電樞的位移矢量，從而減小相應磁彈簧的恢復力；以及

負載臍部，其將所述水下聲音發射器連接到船舶，將電力和加壓氣體傳輸到水下聲音發射器，并提供雙工數據傳輸介質，以將命令從船舶傳送到水下聲音發射器并將機器狀態報告給船舶。

11.根據權利要求10所述的水下聲音發射器的陣列，其中，所述水下聲音發射器各自由定位于船舶上的處理器進行遠程控制，并且由定位于每個陣列元件內的處理器本地控制，所述處理器以主從布置進行操作。