[實用新型]海洋高分辨立體垂直陣列電火花震源

有效

• 申請號: 201720496014.6
• 申請日: 2017-05-06
• 公開（公告）號: CN206710620U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 劉懷山;尉佳;邢磊;劉雪芹;張棟;康宇璇;丁西凱
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01V1/157
• 分類號: G01V1/157
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司37201
• 代理人: 張中南,邱岳

技術領域

本實用新型涉及一種海洋地震勘探過程中的電火花震源，特別涉及一種海洋高分辨立體垂直陣列電火花震源，用于海洋野外高分辨立體觀測系統，勘探采集海底中淺層地震反射信息并用于海洋地質調查。

背景技術

在海洋野外地震勘探工作中，震源是海洋地震勘探數據采集系統中的關鍵設備，尤其針對海洋中淺層地層勘探，電火花是重要的震源之一。這些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，主要是以平面陣列形式組合激發，利用組合線性增加子波能量，以到達提高地震勘探地震波穿透深度的目的。但隨著地震勘探技術要求的提高，如何拓寬震源子波的帶寬以及提高其主頻，是地球物理學家要思考的問題。如何壓制水汽界面帶來的虛反射，如何提高能量以及穿透深度等問題，是本專利基于先存技術所要提高的焦點。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種海洋高分辨立體垂直陣列電火花震源，以提高電火花陣列通過空間差異性而實現壓制虛反射的作用，產生高分辨的地震子波以適用海上高分辨多道地震勘探系統的相關技術要求。

本實用新型根據單電極產生的氣泡壁壓力與時間的關系，即單電極的氣泡脈沖，通過科學計算垂直陣列各個陰電極的空間關系，依據各個電極間的空間差異性組合成為海洋高分辨立體垂直陣列電火花震源。

一種海洋高分辨立體垂直陣列電火花震源，其特征在于包括水上控制激發單元和位于水下的深度傳感器，所述水上控制激發單元通過帶有陽極水密接頭的能量傳輸連接電纜與圓柱形垂直陣列框架的頂端連接，所述圓柱形垂直陣列框架是整個震源電極承載體，它包括多根柱狀電極載體，所述的各個柱狀電極載體圍繞圓柱形垂直陣列框架的軸線均勻排列，每根柱狀電極載體均與軸線平行且距軸線的距離相等，每相鄰兩根柱狀電極載體的間距均相等；每一根柱狀電極載體上沿長度方向等間距排列多個陰電極；每個陰電極的方向相同且均位于柱狀電極載體的徑向上；所述的水上控制激發單元包括同步激發控制電路，并以向所述陰電極提供電能進行能量激發。

垂直陣列震源在實際工作中，豎直放于海水中，所有電極同步激發，這樣從上到下的每一層陰電極激發的氣泡同相疊加，而由于深度不同的每一層陰電極距離海平面的深度不同，每一層激發的氣泡振幅延遲相疊加，能夠有效的壓制海面虛反射。

垂直陣列框架的形狀是底面直徑為400mm，高為2000mm的圓柱體，它包括位于圓柱體側面且垂直排列的16個柱狀電極載體，相鄰兩個柱狀電極載體的間距為2cm，每個柱狀電極載體上設有100個陰電極，所有陰電極屬于同一回路，相鄰的兩個陰電極的間距為2cm；所有的陰電極呈網格狀排列（每個陰電極均與其上下左右相鄰的陰電極的間距相等）。

所述陰電極是由聚酯材料包裹的銅絲，單只電極放電時能量范圍為5-30J。

為了保證在涌浪較大的海況下，垂直陣列電火花震源整體搖晃不是很劇烈，圓柱形垂直陣列框架底部加裝平衡配重球，目的為了消除由于涌浪產生的震源擺動。

上述設計的震源整體激發能量范圍為8000-48000J。

采用陽極水密接頭可以方便的安裝和拆卸，平衡配重球7用于該垂直陣列框架在水體中自由狀態下的平衡調節，深度傳感器用于測定震源沉放深度。

利用上述海洋高分辨立體調相震源產生震源子波的方法，其特征在于包括以下步驟：

將本震源搭載于工作船并行駛至預定海域，將本裝置吊裝至水中，通過深度壓力傳感器8檢測是否已達預定深度，

對不同深度的陰電極同步輸出電能，從而基于陰電極空間深度不同而產生出震源子波，而使得產生的震源子波能夠根據陰電極的空間差異性壓制虛反射，從而提高震源的能量以及地震子波的分辨率，適用于海洋高分辨地震勘探工作。

本實用新型具有以下特征：

a.海洋高分辨立體垂直陣列電火花震源利用陰電極放電一致性現有技術，通過將陰電極的空間排列設計成上述圓柱形垂直陣列的形式，使得陰電極之間產生的子波能夠相互壓制虛反射。有效地系統控制單只陰電極激發產生的地震子波，最大化的壓制垂直陣列電火花震源激發產生的地震子波的虛反射，大大提高地震勘探野外數據采集的分辨率。

b.陰極放電是現有技術，此種技術的特點是電極放電不消耗材料，能夠保持單只電極的子波一致性。