[發明專利]一種多級模塊海洋電磁勘探系統

有效

• 申請號: 201710124405.X
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106707350B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 張一鳴;宋紅喜;朱文浩;張雨;付強
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 王秀麗

本發明公開一種多級模塊海洋電磁勘探系統，包括船上部分和水下部分，所述船上部分包括大功率發電機、維也納整流器、上位機、船上控制電路和載波調制器，大功率發電機連接維也納整流器，維也納整流器還連接船上控制電路，上位機分別連接船上控制電路和載波調制器，水下部分包括DC?AC變換器、AC?AC變換器、發射電極和水下控制電路，本發明通過發射偶極將電能激發到海水介質中，實現了海水大功率發射要求。研制的海底電磁探測系統借鑒開關電源技術的最新成果，以獲得高穩定、高線性度、高功率密度及高傳輸效率的發射電流。穩定的發射電流將使我國的海洋電磁探測達到一個新的臺階。

技術領域

本發明涉及一種電磁勘探系統，具體是一種多級模塊海洋電磁勘探系統。

背景技術

電磁探測法是通過獲取介質對電磁場的響應，來得知地下礦藏電導率結構信息的方法。電磁探測法廣泛應用于地下礦藏和油氣的勘探。經過多年的勘探開采，我國地層較淺位置的礦藏資源已經大部分被開采，陸地勘探深度越來越深，并且正逐漸向深海礦藏油氣勘探發展。

電磁發射機作為海洋電磁勘探必備的儀器設備，輸出頻率幅值均可調的電流方波，通過電極發射出去，獲得有效的電磁場來進行海底油氣資源勘探。傳統的電磁發射機是由船上的電源發射相應頻率的交流電壓，直接接到放入海水中電纜線上，海水里面電纜線末端連接兩個電極，以海水為介質，發射大功率的電磁波。與此相比較，本發明為了獲得有效的物理數據，船上提供水下所需電源，通過電纜傳輸到已經下潛到一定海水深度的艙體內，在承壓倉體內部進行電能變換，最后引出兩個電極發射電磁波，即在海水內部發射電磁波探測，大大提高了探測的可靠性，為進一步深海探測打下了基礎。要求發射機具有高功率、大電流、高精度輸出的同時具有體積小、效率高、紋波小、質量輕的特點。

電磁發射機所產生電磁場性能的好壞直接影響到地質體感應信號的質量，并且隨著探測深度的增加，信號衰減愈發明顯。在相同的地質條件下，發射機產生電磁場的大小與發射電流的大小直接相關。在發射極之間電阻一定的條件下，要得到更大的發射電流，就必須提高發射機的功率。針對海水電阻極低的特點，電磁發射機的內阻越小越好，過高的內阻會降低發射機的效率，產生大量的熱能，增加了水下發射機全封閉殼體散熱設計的難度。針對不同的海底地質條件，需要發射機產生不同頻率范圍的電磁信號，頻率范圍越寬，可以探測的地質環境越廣泛。因此，發明一款高效率低電壓大電流電源是確保電磁發射機系統產生高性能電磁場的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多級模塊海洋電磁勘探系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種多級模塊海洋電磁勘探系統，包括船上部分和水下部分，所述船上部分包括大功率發電機、維也納整流器、上位機、船上控制電路和載波調制器，大功率發電機連接維也納整流器，維也納整流器還連接船上控制電路，上位機分別連接船上控制電路和載波調制器，水下部分包括DC-AC變換器、AC-AC變換器、發射電極和水下控制電路，維也納整流器通過電纜連接DC-AC變換器的輸入端，DC-AC變換器的輸出端分別連接AC-AC變換器和水下控制電路，AC-AC變換器還分別連接發射電極和水下控制電路，載波調制器還通過載波通信線路連接水下控制電路。

作為本發明的優選方案：所述水下控制電路包括主DSP控制器、DSP驅動模塊、FPGA驅動模塊和信號采集電路，主DSP控制器分別連接DSP驅動模塊、FPGA驅動模塊和信號采集電路，主DSP控制器還通過載波通信線路連接船上部分的上位機監控平臺。