[实用新型]海洋高分辨立体垂直阵列电火花震源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海洋地震勘探过程中的电火花震源，特别涉及一种海洋高分辨立体垂直阵列电火花震源，用于海洋野外高分辨立体观测系统，勘探采集海底中浅层地震反射信息并用于海洋地质调查。

背景技术

在海洋野外地震勘探工作中，震源是海洋地震勘探数据采集系统中的关键设备，尤其针对海洋中浅层地层勘探，电火花是重要的震源之一。这些年随着高分辨地震数据采集技术的进步，采集人员环保意识的提高，电火花震源在海洋地震勘探中占有主要地位。目前国内普遍使用的电火花震源主要由法国S.I.G公司生产的SIG系列，荷兰Geo-Resources公司生产的Geo-spark系列。国内外研制的相关海洋电火花震源，主要是以平面阵列形式组合激发，利用组合线性增加子波能量，以到达提高地震勘探地震波穿透深度的目的。但随着地震勘探技术要求的提高，如何拓宽震源子波的带宽以及提高其主频，是地球物理学家要思考的问题。如何压制水汽界面带来的虚反射，如何提高能量以及穿透深度等问题，是本专利基于先存技术所要提高的焦点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种海洋高分辨立体垂直阵列电火花震源，以提高电火花阵列通过空间差异性而实现压制虚反射的作用，产生高分辨的地震子波以适用海上高分辨多道地震勘探系统的相关技术要求。

本实用新型根据单电极产生的气泡壁压力与时间的关系，即单电极的气泡脉冲，通过科学计算垂直阵列各个阴电极的空间关系，依据各个电极间的空间差异性组合成为海洋高分辨立体垂直阵列电火花震源。

一种海洋高分辨立体垂直阵列电火花震源，其特征在于包括水上控制激发单元和位于水下的深度传感器，所述水上控制激发单元通过带有阳极水密接头的能量传输连接电缆与圆柱形垂直阵列框架的顶端连接，所述圆柱形垂直阵列框架是整个震源电极承载体，它包括多根柱状电极载体，所述的各个柱状电极载体围绕圆柱形垂直阵列框架的轴线均匀排列，每根柱状电极载体均与轴线平行且距轴线的距离相等，每相邻两根柱状电极载体的间距均相等；每一根柱状电极载体上沿长度方向等间距排列多个阴电极；每个阴电极的方向相同且均位于柱状电极载体的径向上；所述的水上控制激发单元包括同步激发控制电路，并以向所述阴电极提供电能进行能量激发。

垂直阵列震源在实际工作中，竖直放于海水中，所有电极同步激发，这样从上到下的每一层阴电极激发的气泡同相叠加，而由于深度不同的每一层阴电极距离海平面的深度不同，每一层激发的气泡振幅延迟相叠加，能够有效的压制海面虚反射。

垂直阵列框架的形状是底面直径为400mm，高为2000mm的圆柱体，它包括位于圆柱体侧面且垂直排列的16个柱状电极载体，相邻两个柱状电极载体的间距为2cm，每个柱状电极载体上设有100个阴电极，所有阴电极属于同一回路，相邻的两个阴电极的间距为2cm；所有的阴电极呈网格状排列（每个阴电极均与其上下左右相邻的阴电极的间距相等）。

所述阴电极是由聚酯材料包裹的铜丝，单只电极放电时能量范围为5-30J。

为了保证在涌浪较大的海况下，垂直阵列电火花震源整体摇晃不是很剧烈，圆柱形垂直阵列框架底部加装平衡配重球，目的为了消除由于涌浪产生的震源摆动。

上述设计的震源整体激发能量范围为8000-48000J。

采用阳极水密接头可以方便的安装和拆卸，平衡配重球7用于该垂直阵列框架在水体中自由状态下的平衡调节，深度传感器用于测定震源沉放深度。

利用上述海洋高分辨立体调相震源产生震源子波的方法，其特征在于包括以下步骤：

将本震源搭载于工作船并行驶至预定海域，将本装置吊装至水中，通过深度压力传感器8检测是否已达预定深度，

对不同深度的阴电极同步输出电能，从而基于阴电极空间深度不同而产生出震源子波，而使得产生的震源子波能够根据阴电极的空间差异性压制虚反射，从而提高震源的能量以及地震子波的分辨率，适用于海洋高分辨地震勘探工作。

本实用新型具有以下特征：

a.海洋高分辨立体垂直阵列电火花震源利用阴电极放电一致性现有技术，通过将阴电极的空间排列设计成上述圆柱形垂直阵列的形式，使得阴电极之间产生的子波能够相互压制虚反射。有效地系统控制单只阴电极激发产生的地震子波，最大化的压制垂直阵列电火花震源激发产生的地震子波的虚反射，大大提高地震勘探野外数据采集的分辨率。

b.阴极放电是现有技术，此种技术的特点是电极放电不消耗材料，能够保持单只电极的子波一致性。