海洋物探双检拖缆中的若干关键技术研究

论文摘要

地球上的油气资源约有5 0%储藏在海洋中,全球已探明的海洋石油储量约为540亿吨,其探明程度远低于陆地油气资源。因此,海洋油气资源具有巨大的开发潜力,是石油勘探未来的希望。目前海上拖缆地震勘探技术在海洋油气勘察中的应用最为广泛,传统的海上拖揽系统中所用的检波器是单一类型的水检,检波器被均匀排列在同一水平拖缆中,这种工作方式具有施工条件相对灵活、作业效率高的特点。但是,由于拖缆工作时检波器阵列是处于一定的沉放深度上,海水的声阻抗比空气大,地震波向上传播时,会在海水界面发生全反射。这些海面反射波也称为鬼波,同样会被拖缆中的检波器接收,每个被记录的有效反射波都会伴随着鬼波的干扰。鬼波造成的陷频现象和低频能量损耗会影响地震记录分辨率,降低地震信号有效频带宽度,这极大地制约了传统拖缆技术的地震勘探质量。为消除鬼波的影响,一系列海上拖缆地震勘探的新方法逐步得以发展并被运用到实际勘探作业中。这些方法中,双检拖缆采集技术因为具有实施简单、效果显著的特点,尤其受到重视。区别于传统的海上拖缆,双检拖缆中用集成水检和陆检的检波器组代替单独的水检检波器,两种检波器被固定在同一位置。水检压力检波器记录检波点处由地震波引起的水声压力波场变化;陆检速度检波器记录检波点处速度波场变化。对两种检波器的输出信号进行合成,就可得到消除鬼波后的有效反射波信号。本论文的主要研究内容是海洋地震勘探双检拖缆系统中的几个关键技术,这些技术的研究成果主要用于指导双检拖缆系统的实际研制,除此以外也可将这些研究成果用于其他包含大规模传感器网络的系统中。本文主要研究了数据采集、数据传输和系统同步这三个关键技术。数据采集技术研究中,本论文对压电式水听器、动圈式速度传感器和MEMS加速度传感器三种检波器的输出信号的读出电路进行研究,并结合Σ-△调制型ADC技术,实现高分辨率的模拟信号数字化通道。数据传输技术研究中,本论文首先对几种常用于地震勘探领域的数据传输技术进行了介绍,分析了双检拖缆相对于传统拖缆系统对传输数据率需求的提升,并结合现有的RS-485技术和SerDes技术提出了适用于双检拖缆的传输系统构架。此外,为降低船上数据读出电路的复杂度,本文对雷电接口（Thunderbolt）技术也进行了相应的研究。系统同步技术的研究,本论文主要从命令同步技术与时钟同步技术两方面进行探讨:在命令同步方面实现了基于命令回环的同步方案,在时钟同步方面研究了基于门控环形振荡器的时钟同步技术,并实现了门控时钟发生器的原型电路。为验证上述技术的可行性与可靠性,我们在实验室条件下搭建了用于关键技术测试的双检拖缆原型电路,并在原型电路上主要对采集系统、传输系统和系统同步这三项技术在功能和性能方面分别进行了一系列相关测试。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王竣如

导师: 安琪,曹平

关键词: 海洋地震勘探,双检,采集,传输,同步

来源: 中国科学技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地质学,地球物理学,石油天然气工业,矿业工程

单位: 中国科学技术大学

分类号: P631;P618.13

总页数: 91

文件大小: 8008K

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标签：海洋地震勘探论文;  双检论文;  采集论文;  传输论文;  同步论文;