深拖式多道高分辨率地震探测系统在南海首次应用

自主研发的深拖式多道高分辨率地震探测系统（Kuiyang-ST2000）主要由高声源级、宽频带的等离子体电火花震源和48道（道间距为3.125m）数字零浮力拖缆组成,最大作业深度可达2000m。系统采集作业时将震源及接收缆同时拖曳于近海底（小于100m）,缩短与被探测目标的距离,降低地震信号在传播过程中因海水吸收导致的衰减,且能克服海面拖曳勘探方式中多次波、气泡效应、海洋噪声等不利因素的影响。应用Kuiyang-ST2000系统在中国南海E海域进行了首次实际采集试验（工区海底深度约1500m,系统作业深度约1400m）,所得海试数据具有较高信噪比,经精细处理后的最终成像剖面具有很高垂向、横向分辨率,验证了Kuiyang-ST2000系统的优越性,且弥补了海上常规多道地震探测系统分辨率不足的缺点。     

海洋工程地震勘探震源及其应用研究

文章简述了海洋地震勘探系统的组成,介绍了海洋地震勘探震源的工作原理和代表产品、型号,分析了各类震源的频谱特性和应用范围。枪震源子波频率低、穿透深度大,主要用于深层地震勘探;电火花震源、BOOMER震源及剖面仪震源子波频率渐高、穿透深度渐小,主要用于浅层高分辨率地震勘探。为了发挥不同震源的优点,可以将不同种类震源组合使用,即“双震源三缆接收技术”。     

等离子体钻机高压脉冲传输电缆的研制

设计了等离子钻机高压脉冲传输电缆的结构,讨论了高压绝缘层的设计及材料选择。在此基础上,开展了高压脉冲传输电缆的绝缘阻抗和波阻抗测试实验。实验测试结果表明,所研制的传输电缆具有较高的绝缘性能和较小的波阻抗,可基本满足等离子体钻机的需要。     

深拖地震线列阵的动力学建模与位置预报

鉴于传统反演法无法准确计算线列阵位置,提议搭建拖体-线列阵-阻力伞系统的动力学模型,借助动力学仿真计算线列阵的位置。参照实际海试数据,分别基于传统反演法和仿真法计算线列阵的位置,继而计算海底反射波的走时。通过对比反射波实际的走时记录,表明传统反演结果存在数据错位现象,而动力学仿真结果连续稳定且与实际记录吻合。动力学仿真是一种有效预报线列阵位置的方法。     

深拖地震线列阵的动力学建模与位置预报

鉴于传统反演法无法准确计算线列阵位置,提议搭建拖体-线列阵-阻力伞系统的动力学模型,借助动力学仿真计算线列阵的位置。参照实际海试数据,分别基于传统反演法和仿真法计算线列阵的位置,继而计算海底反射波的走时。通过对比反射波实际的走时记录,表明传统反演结果存在数据错位现象,而动力学仿真结果连续稳定且与实际记录吻合。动力学仿真是一种有效预报线列阵位置的方法。     

智能控制复合相干电火花震源技术研究

针对已有电火花震源产品地层分辨率和地层穿透深度不能兼顾的问题,提出了一种新的电火花震源技术--智能控制复合相干电火花震源系统.该震源系统包含六个组成部分,由嵌入式智能集成芯片实现智能控制.该系统在双震源模式下可以交替发射两种不同能量的地震信号,在一次探测中同时获得浅层的高分辨率地震资料和较深层的地震资料,提高勘探质量和效率;此外,该震源还可以相干激发,改善震源子波品质,提高震源的地层分辨率.     

基于Hooke-Jeeves算法的渤海现今应力场优化反演

在分析渤海构造演化背景和地质构造特征的基础上,根据区域内已有测点的地应力资料,建立渤海三维应力场优化反演分析模型。通过由有限元法得到的测点处应力值大小及方向与现场实际数据的比较,构建误差函数作为优化目标函数,采用Hooke-Jeeves优化算法与有限元计算相结合的方法进行优化反演分析,将ANSYS有限元程序作为一个计算模块并通过Matlab 实现其批处理模式下的循环调用,完成优化反演计算过程,得到了渤海浅部的现今应力场分布规律。优化结果分析表明,该文方法可以通过较少的测点数据优化反演得到较合理的构造应力分布,能够为进一步研究渤海海域现今构造活动提供一定参考。     

等离子体震源及在海洋勘探中的应用

为了满足现代海洋高分辨率地震勘探对发射震源在声信号特性、重复性、稳定性等方面的要求,介绍了一种等离子体震源(PSS)系统及在该方面的应用。针对基于海水中脉冲电晕放电技术开发的等离子体震源设备,分别从电路基础分析、等离子体放电过程和气泡脉动、脉冲声波辐射3个方面进行了理论分析和实验研究,给出了单电极条件下电源能量效率、气泡脉动、声波辐射的实验结果。同时介绍了近9a来等离子体震源的研发历程,单脉冲能量为500J、10kJ、50kJ等典型样机的设计参数和设备特点,阐述了设备在高分辨率海洋地震勘探领域的成功应用,以及在水声领域的应用前景。     

高压短脉冲作用下岩石击穿特性的实验研究

为了开发脉冲等离子体钻机,开展了高压短脉冲作用下岩石击穿的实验研究。以去离子水为工作介质,将不同种类和不同厚度的岩石放置于尖板电极间,通过加载不同大小的电压于岩石上,考察了岩石的电击穿概率与平均电场强度的关系。实验结果发现:7%空隙率的黄砂岩电击穿场强为70kV/cm;0.8%空隙率的白大理岩电击穿场强为160kV/cm。岩石孔隙率的大小对电击穿场强影响显著,孔隙率越大,电击穿场强越小。岩石厚度对电击穿场强也有一定影响,电击穿场强随厚度增加而减少。