[实用新型]一种海洋电磁数据采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋天然场源勘探技术领域，尤其涉及一种海洋电磁数据采集装置。

背景技术

目前的海洋电磁数据采集方式主要有三种：第一种方式为独立采集站自行负重沉底、激发源拖移，第二种方式为采集缆与激发缆同步在海水中拖移，第二种方式为采集缆沉底布设、激发源拖移。

第一种方式所采用的设备如EMGS公司等国际上普遍使用的海底电磁采集站和大功率拖移可控电磁场源，这种方式可以预先布设好采集站，然后在采集站上方拖移可控电磁场源激发，可以同时完成可控源电磁数据和大地电磁数据采集。如专利号为ZL201210449479.8的专利中公布的三分量磁场和三分量电场的海洋电磁数据采集站，该数据采集站即为沉底式独立的海洋电磁数据采集站。

第二种方式可以采用如PGS公司推出的“一种拖曳式海洋可控源电场数据采集系统”。该系统只采集一个沿电缆方向的电场分量，不采集任何磁场分量数据。没有任何磁场分量的海洋电磁场数据是不完整的，不利于对海底地质结构和储层的电性特征进行详细的了解和分析。另外，该系统中沿电缆方向分布的电极也不是均匀分布的，靠近采集船附近的电缆上的电极密度较大，而远离采集船处的电缆上的电极分布相对稀疏。此外，该数据采集系统仅能分别对时间域或固定频率的频率域的电场数据进行采集。

第三种方式如申请号为CN102472829A的专利中公开的“一种海底电磁电缆数据采集系统”，其工作方式是由放缆船事先将电磁电缆投放铺设到海底，然后由发射源船拖曳着水下可控偶极电流源在距海底一定的距离上前行并向海水中供电(发射可控源电磁波)，再由事先投放铺设到海底的电磁电缆采集海底可控源电磁数据和海洋大地电磁数据。数据采集结束后，放缆船回收海底电磁电缆，投放铺设到新的测量工区，然后重复海底可控源电磁信号和海洋大地电磁信号的数据采集作业。

CN102472829A还公开了一种具有可折叠传感器臂组件的海底电磁电缆，主要作用是采集垂直于沿缆方向的正交电场信号(E_Y和E_Z)和沿缆方向的电场信号为E_X。这种方法作业繁琐，效率低。此外，由于海水是高导电介质，海水中相距较小的两点间的电压差是极小的，相距较近的两个电极组成的电极对是很难测量到海水中的电场分量，可折叠传感器臂组件的海底电磁电缆是无法在海底拖行移动的。

CN102472829A公开的海洋电磁数据采集系统方面目前还处于研究试验阶段，另外，这种具有可折叠传感器臂组件的海底电磁电缆，其可折叠传感器臂组件的长度是非常有限的。由于所测电场分量的信号强度(两个测量电极之间的电压值)与测量电极对的极间距成正比，极距长度有限的电极对不利于测量海水中的电场分量。

CN201310292356.2公开了一种拖曳式海洋可控源电磁和地震数据采集系统，由安置在三条或三条以上拖缆中均匀或不均匀分布的电场传感器(不极化电极)、三分量感应线圈式或三分量磁通门式磁场传感器和由水听器或加速度计构成的声波传感器组成，用以测量海洋三分量磁场分量、沿电缆方向和垂直缆方向分布的海洋电场分量E_X和E_Y以及四分量海洋地震数据。

可控源电磁法应用较多，已有方法都是频率域或时间域方法。即或是逐个频点地激发并测量，如可控源声频大地电磁法(CSAMT)；或是激发一个脉冲(方波)测量其断电后随时间衰减曲线，如长偏移距瞬变电磁法(LOTEM)。另外，已有方法的测量参数仅限于一个电场、一个磁场分量，如CSAMT法；或只测一个垂直磁场，如LOTEM法。其研究的物性参数单一，仅限于电阻率参数。因此，这些方法在解决地质问题的能力和精度等方面与实际要求存在差距，难以完满解决存在的地质问题。

目前所有正在使用的和公布的沉底式海洋电磁数据采集系统都是采用配重水泥块将海洋电磁数据采集站带到海底，数据采集结束以后，由甲板上的声学控制模块向海底的电磁数据采集站发送控制信号，启动电磁数据采集站的声学或机械释放装置，使电磁数据采集站与配重水泥块分离，依靠电磁数据采集站上部的玻璃浮球将采集站带到海面上后进行回收。这种沉底式采集站体积大、成本高、重量重，无法大量的在海底布设高密度的二维海洋电磁数据采集测线或三维测网。另外采集站投放时是自由下沉，没有定点投放精度控制，回收时是靠玻璃浮球将海洋电磁采集站带到海面上，施工效率低，还有因声学或机械释放装置失灵造成采集站与配重水泥块无法分离，导致采集站回收失败而丢失。

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