海底电磁接收机陆地测试方法

海洋可控源电磁法已成为海底油气资源勘查中重要的地球物理方法之一,海底接收机作为重要的海上装备,其性能对勘探效果具有决定作用,因此有必要对接收机的各项性能进行详细摸底。新研制的接收机在进行海上作业之前,需要先进行一系列对比测试,以检验其应用效果和可靠性。由于海上对比测试工作成本高、难度大,故设计了一套陆地条件下的对比测试方案,借助现有陆地MT观测系统对新研制的海底电磁接收机进行对比测试,主要完成了仪器通道间一致性、仪器间的一致性以及测量结果重复性三项测试工作。对测试数据进行了分析处理,获得的结果可以为海底电磁接收机的性能评价提供依据。     

海底大地电磁信号采集的技术难点

海底大地电磁探测要解决的首要问题是海底信号采集。对于陆上已广泛使用且采集技术已较为成熟的大地电磁测深法来说 ,该方法在海洋中的应用并不是一个简单的方法移植问题。由于海洋环境的严酷、海上作业的风险和海底信号微弱 ,要实现海底大地电磁信号采集面临着重重困难。为实现预期的探测目标 ,需采用一系列高新技术 ,包括微弱信号检测技术、海底多台观测系统的高精度同步技术、智能化控制技术、水下密封承压技术以及硬件系统集成技术等等。对海底大地电磁探测所遇到的难点技术问题作了初步的探讨     

海底MT信号采集电路的设计

设计海底大地电磁信号采集电路，需考虑海底信号特征、海上作业以及海底环境等各种因素。分析表明，除遵循电路设计的一般原则外，海底大地电磁测量要重点解决微弱信号检测、智能化数据采集、海底环境监测和同步记录等4个方面的问题。在设计方案中，电路灵敏度达到微伏级；使用嵌入式计算机实现采集控制；对方位、倾斜、振动、温度等参数进行巡回记录；仪器的时钟精度精准到微秒。所研制的电路经过了室内模拟测试和海洋试验。首次采集到中国海域的大地电磁数据。     

硬件系统集成——海底大地电磁测量的关键技术

海底大地电磁探测是一项多学科交叉和多技术渗透的前缘课题 ,课题的目标之一是研制用于海底数据采集的大地电磁测量系统。入海的难度给该系统提出了特殊要求 ,即必须解决海下仪器安全及海面与海底间的设备运载问题。由于涉及多项技术内容 ,每项技术由相应的硬件完成 ,因而整个系统包括了多个集成部件 ,各部件分别实现密封承压、重载下沉、水下布极、释放上浮等各项功能。在系统集成过程中 ,除了要考虑各部件的协调装配外 ,系统整体指标的完善性是研究的重点。根据海上作业的特点和船只设备的具体情况 ,系统集成方案解决了结构、强度、平衡、保护等设计难题 ,提出了若干个既实用又可靠的工程技术方法。集成后的系统经过了从甲板投放、海底数据采集到设备回收全过程的试验。     

海底电场传感器原理及研制技术

因海底电场信号微弱，海下自然环境复杂以及海水导电介质以氯离子为主等原因，用于海下电场测量的电场传感器在材料和结构上有其特殊性。研制海底电场传感器成为开展海洋大地电磁探测的重要技术内容之一。研制过程遇到的主要技术问题有；海底电极材料的选择；电极的制作工艺；承压与密封技术；海水运动对测量产生不利影响的克服办法；水下弱信号传输的抗干扰问题，等等，阐述了对上述问题的解决办法。提出了海底电场传感器的全套研制方案。并列举了相关的室内模拟实验和海洋试验的结果。     

高压密封舱与磁场传感器的综合频响变异及其实验验证

大地电磁测深在陆地上的方法技术成熟, 但将其移植到海洋中却遇到了较多的技术问题.其中之一是如何将磁场传感器运抵海底实施测量.为抵御海水的侵蚀和抗衡海下的环境压力, 需要研发装载磁场传感器的密封舱.该舱体需满足测磁的技术要求, 即制造材料的非磁性, 且兼顾海洋作业设备轻便的特点.LC4超硬铝合金在可选的材料中性价比居高, 然而用它制成的高压密封舱并非十分完美.因它的弱磁性, 使得磁场传感器装入舱体后, 整体频率响应发生了部分变异.这种变异虽不影响磁场传感器的使用, 但要对其规律特征予以测定, 方能剔除由此产生的对磁场测量的不良影响.在所构思的实验装置中, 通过人为产生扫频磁场, 对密封和非密封条件下的磁场传感器进行激励.在响应输出端, 测取幅频特性和相频特性, 获得归一化的对比资料和频响异常曲线, 从而对密封前后磁场传感器的性能变化有较清楚的认识.实验结果揭示, 由高压密封舱引起的频响变异发生在中高频区段.实验数据可作为标定资料, 对海底大地电磁探测的实测信号进行校正后, 即可还原出真实的海底场源信息.      

海底泉对在海底有限延伸的越流含水层系统中地下水潮汐效应的增强作用

海底泉在滨海地下水排泄过程中起着重要的作用。本文给出了含有一个海底泉的在海底延伸的越流承压含水层系统中地下水水头在海潮作用下波动的近似解析解。该含水层顶底板隔水且向海底延伸有限距离。假设含水层的海底露头被一层隔水层覆盖,海底泉由一个渗透性很好的完全穿透海底含水层硕板的圆柱体渗漏天窗（海底泉孔）来表示。近似解析解中包含了6个参数：承压含水层的海潮传播参数,海底泉孔中心到海岸线的距离,表示泉的圆柱体的等效半径,海底泉孔中心到含水层海底露头处的距离,承压含水层的海潮载荷效率和弱透水层的越流。分析表明,如果海底泉孔中心到海岸线的距离远大于泉孔的等效半径,且海底泉孔中心到含水层海底露头处的距离远大于泉孔的等效半径时,解析解的近似误差可以忽略。然后本文讨论了解析解的两个基本性质,分析了海底泉对海底地下水水头波动的影响。     

国家863计划课题“海底大地电磁探测技术”研究进展

1　研究内容和目标“海底大地电磁探测技术 ( 82 0 -0 3 -0 4 )”研究课题属于国家 863计划海洋技术研究领域。该课题由中国地质大学负责 ,参加单位有中南工业大学、广州海洋地质调查局、同济大学和长春科技大学。该课题研究的最终目标是建立我国的海底大地电磁探测技术 ,为即将开始的我国海域区域地质调查提供新的技术支撑 ,为发展我国的海洋电磁探测奠定基础。其主要研究内容包括 :( 1 )海底大地电磁仪器的研制 ;( 2 )海底大地电磁探测技术研究 (包括理论和海上作业技术研究 ,以及海上试验研究 ) ;( 3 )海底大地电磁数据处理和解释系统研…     

海洋沉积物声学物理和土力学

海洋沉积物声学物理与工程力学特性的关系,近年由于海底资源、海洋工程建设和海洋军事活动的需要而日益引起人们的重视。在海洋工程建设或是海底地质填图中,利用声学方法和遥测手段已有可能在海上现场进行大面积快速的底质类型识别和划分,同时,在水下军事活动中,“海底参数”或是海底声学物理参数从来都是浅海声传播所不可缺少的下部边界条件。     

渤海三维多分量地震勘探水平分量方位校正

在海上三维多分量地震勘探中,不论采用何种海底电缆采集系统进行海上作业,在室内资料处理中,都要首先计算海上水平分量检波器的方位定向.然后,再对水平分量实施方位旋转,以便得到径向R分量和切向T分量的波场.结合渤海进行的海上三维多分量地震勘探情况,为了达到对海上水平分量记录进行准确的相位和能量校正的目的,分两步实施.第一步是利用海底电缆检波器海上定位资料对水平分量的方位进行校正,以消除大部分的方位能量误差;第二步是在第一步校正的基础上,利用直达波信息进行第二次方位校正,进一步消除方位能量误差.     

Experimental Verification and Research for the Distortion in the Integrated Frequency Responses of the High-Pressure Sealed Cabin and Magnetic Field Sensor

Although magnetotelluric sounding method applied to the land is advanced, there are many difficulties when it is applied to marine environment, one of which is how to lay magnetic field sensors down to the seafloor to complete measurements. To protect the magnetic field sensors from intense erosion and high pressure, suitable high-pressure sealed cabins must be designed to load them. For the consideration of magnetic measurement and marine operation, the sealed pressure cabin should be nonmagnetic and transportable. Among all optional materials, LC4 super-hard aluminum alloy has the highest performance of price/quality ratio to make the sealed pressure cabin. However, it does not mean that the high-pressure sealed cabin made using LC4 will be perfect in performance. In fact, because of its weak magnetism, the pressure cabin made using LC4 has distorting effect on frequency responses of the magnetic field sensors sealed in it. This distorting effect does not affect the use of the magnetic field sensor, but if we want to eliminate its effect, we should study it by experimental measurements. In our experiment tests, frequency sweep magnetic field as excitation signal was used, and then responses of the magnetic field sensor before and after being loaded into the high-pressure sealed cabin were measured. Finally, normalized abnormal curves for the frequency responses were obtained, through which we could show how the high-pressure sealed cabin produces effects on the responses of the magnetic field sensor. Experimental results suggest that the response distortion induced by the sealed pressure cabin appears on mid- andhigh-frequency areas. Using experimental results as standardization data, the frequency responses collected from seafloor magnetotelluric measurements can be corrected to restore real information about the seafloor field source.     

海底大地电磁探测的海洋试验研究

开展海底大地电磁探测需要有一套完善的海上施工方案。为解决海洋环境作业过程中遇到的工程技术问题 ,如探测仪器布放点位的选择、电路初始化设置以及设备的投放与回收方式等等 ,提出了有针对性的解决方法 :利用多波束声纳扫描和抓斗取样技术了解海底地形与底质 ;根据信号的频宽合理选取采集参数 ;研发与海上作业相关的专用硬件产品 ;用声控技术实现设备的回收等等。经过海洋探测试验 ,验证了上述方法的有效性。     

音频大地电磁法在贵州遵义隐伏锰矿找矿勘查中的应用

贵州遵义锰矿是我国二叠纪重要的锰矿床类型之一。近年来,遵义锰矿浅部资源日趋枯竭,找矿工作从浅部转向了深部,对隐伏锰矿的找矿迫在眉睫。在找寻隐伏锰矿中,原有的找矿勘查方法遇到了瓶颈,本文在结合大量地质研究的基础上,基于深部地层、构造、含矿岩系的电性差异,在研究区首次应用音频大地电磁法对隐伏锰矿体开展探索研究。研究发现,通过精细化的数据反演,该方法能够较好地反映研究区深部地层、构造及含矿岩系的展布特征,并部署钻探验证,所揭露的岩矿层位、构造特征和音频大地电磁法解译吻合程度较高。该方法可推广到研究区及其同类型区域的锰矿找矿勘查中,是锰矿找矿预测的有效方法之一。     

闽北邵武地区萤石矿综合信息找矿方法研究

福建邵武地区萤石矿属热液充填型, 萤石矿赋存于NE向、近SN向断裂破碎带中。目前萤石矿找矿工作逐渐向隐伏矿和深部矿转移, 本文通过该区张厝萤石矿预测区物化探综合信息方法找矿实例, 探讨隐伏-隐半伏萤石矿物化探综合预测方法组合。结果表明: 区域化探、高精度磁测、视电阻率联合剖面和可控源大地音频电磁测深等物化探技术方法组合对热液充填型萤石矿勘查评价具有较好的效果。     

多功能海底大地电磁数据处理软件包

作者在本文中详细地介绍了“863计划”项目“海底大地电磁数据处理和解释系统研究”所取得的成果。本系统功能强大,既能对海底数据进行畸变改正、压制噪声、二维正反演、三维正演,又能对中国南海、东海典型地段进行正演模拟。     

综合物探方法在天津地区地热勘查中的应用

在常用物探方法分析天津地热勘查的基础上, 建立了适宜天津地区地热勘查的物探方法组合: 对砂岩孔隙型热储层, 宜采用重力勘探、人工地震勘探和大地电磁测深的物探方法组合; 对基岩岩溶裂隙型热储层, 宜采用重力勘探、磁法勘探、人工地震勘探和大地电磁测深的物探方法组合, 建立的物探方法组合在天津周良庄地区的实际应用中取得了良好效果, 同时探讨了深部地热勘查的有效物探方法, 大地面波(微动) 测深在深层基岩地层勘探中具有较好的效果。     

访苏见闻——介绍苏联的几种电法

我们于1983年3月至6月参加了由联合国和苏联联合举办的电法讲习班,讲习班上介绍了当今在苏联所进行的各种地面和地下的电法勘探。这里仅就讲习班期间所了介的苏联电法工作概况作一介绍。