基于嵌入式水鸟的海洋地震拖缆运动状态仿真研究

研究分析了嵌入式水鸟作用下的海洋地震拖缆运动状态.在现有的理论基础上,简化地震拖缆运动数学模型,并进行仿真求解,结果表明定深水鸟在使地震拖缆保持水平状态起了重要作用.利用前处理软件建立了定深水鸟几何模型,并用数值计算软件进行了分析计算,得到了定深水鸟的水动力特性及在不同攻角下的升力分布情况,为水鸟运动控制策略提供理论依据.     

南海北部海域油气资源调查技术及其应用研究——拖缆及海底地震仪联合勘探观测系统研究

拖缆与海底地震仪联合勘探技术在野外地震调查中起着举足轻重的作用,特别是对油气资源的地震调查方法的研究。其中对海底地震仪(OBS)的研究能够给深水油气调查提供有力的保障,OBS在海底的布设是联合采集的关键,对OBS观测系统的研究显得尤为重要,关系到OBS采集的野外资料的总体质量和后期解释。因此,通过研究,可以选择设计最佳的观测系统,为联合勘探技术提供基础数据,降低采集费用、提高作业效率。     

海洋地震勘探拖曳系统动态运动分析及控制算法优化探讨

准确地描述和预报拖曳系统的性能及运动规律是海洋地震勘探拖曳系统设计与应用的前提条件,文章在多年研究水下拖曳系统及拖缆定深器的基础上,对海洋勘探拖曳系统进行详细的分析,并针对自行研制的某型拖缆定深器进行仿真计算,最后提出一些在工程实践中比较有用的结论,可为地震勘探拖曳系统设计提供参考.     

基于遗传算法的海洋地震拖缆避险工况阵列控制研究

针对海洋地震拖缆系统上位机对多个“水鸟”的控制问题,选取一种海上常见避险工况,对该工况进行分析计算,建立数学模型并利用“罚函数法”进行约束处理,得出基于遗传算法的适应度函数,并提出适用于该类工况一般情况的适应度函数公式,该公式能够完成对该工况所有情形的控制。实例表明该方法易于操作,计算得出的结果符合控制要求。     

海洋多道地震拖缆数据采集包设计

针对海洋地震信号幅度小、动态范围大、噪声干扰强等特点,设计了基于高精度32位Δ-Σ(Sigma-Delta)模数转换器(ADC)的海洋多道地震拖缆四通道采集包。该地震信号采集包以STM32L432为核心,使用SPI总线控制4片32位模数转换器完成地震信号采集,采用九轴姿态传感器实时监测拖缆姿态,通过RS485接口将地震数据和姿态数据上传到数传包。测试表明:该装置自噪声小、动态范围大、功耗小、运行可靠,对海洋地震勘探高精度信号采集研究具有借鉴意义。     

基于插件技术的双船实时状态观测系统设计与实现

在双船地震勘探中,双船间距控制及电缆形态实时显示是十分重要的。文中详细介绍了双船实时状态观测系统的方法基础和实现过程。在研究了大椭圆航法的大地主题反解模型的基础上,建立了双船距离控制预警模型。系统采用插件技术进行框架设计,基于.NET Framework、Arc GIS Engine SDK平台,并通过插件接口定制、插件动态加载及插件消息传递等机制实现了工程管理、设备管理、测线管理、双船监控、设置、常用工具、模式、视图8个功能模块。视图部分可设置正常视图、偏移视图、电缆视图、距离监控视图、主副船监控视图、主副船文本视图6个显示视图。海试表明系统能够对双船间距进行有效控制和对电缆形态进行实时显示,并能够长时间稳定运行,极大提高了地震勘探数据采集的质量和精度。     

正弦激励下零浮力海洋拖缆动力特性与实验研究

海洋地震拖缆是海洋油气资源勘探中的关键设备,为研究海洋地震拖缆的动力特性及其在不同频率正弦激励干扰下的动力响应,建立了零浮力拖缆的数学模型,设计了一套完整的实验方案,通过弹性测力机构放大张力信号以排除环境干扰,测量了不同拖曳速度与激振频率条件下拖缆首部的张力变化及缆上位移响应情况,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。弹性测力机构具有良好的线性度与可重复性,拖缆受到的水阻力与拖曳速度的平方成正比,数值计算与实验结果对比验证了数学模型的正确性,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。     

深水浅地层高分辨率多道地震探测系统研究

目前我国深海地震勘探主要使用气枪震源激发和单道地震拖缆接收,浅部地层分辨率较低,且无法进行速度分析、覆盖叠加等精细处理。为了解决此问题,提出了深水浅地层高分辨率多道地震探测技术,研究适用于深水的大能量等离子体震源和96道光纤水听器地震拖缆等设备。系统部分联调和测试表明,该技术所研发系统设备地层分辨率可达1.2 m,且具有应用水深范围广、使用方便等特点,可以满足大洋矿产资源调查、远海海洋环境调查的需求。     

基于实测数据的海上风电结构动力响应分析

地震是危害海上风电结构作业安全的重要环境因素,目前,国内尚未公开发表真实地震响应下,海上风电结构的实测动力响应数据。分析了某地震活动区海上风电结构的实测地震响应,采用随机子空间识别方法进行风机的模态识别,阐述了风机机舱偏航将引起前后、左右两个正交方向振动的耦合,并从理论上证明了利用耦合、解耦数据识别模态参数的差异。结果表明：1）耦合与解耦信号识别的频率、阻尼比完全相同,而耦合信号识别的模态振型与偏航角有关;2）地震作用会对结构产生巨大冲击;3）非地震作用下,风机塔筒前后、左右第一阶弯曲模态为主要模态,地震作用可以激发风机的高阶模态,使得塔筒中上部而不是顶部的振动响应最大。此分析对地震活动区海上风电结构的抗震设计具有一定的参考价值。     

地震属性在海洋天然气水合物识别中的应用

海洋拖缆主动源多道地震技术是应用于海洋天然气水合物资源调查的主要技术方法。不同于常规油气藏勘探,海底天然气水合物成藏机制复杂多样,海底似反射(Bottom Simulating Reflector,BSR)特征与水合物赋存并非完全对应。为提高海洋天然气水合物矿体识别的可靠性,地震属性技术在水合物资源调查中发挥着越来越重要的作用。本文对我国南海北部海域天然气水合物调查中的关键属性进行了对比、分析及筛选试验研究。试验针对海洋高分辨多道三维地震数据,采用三维地震层速度控制综合处理技术完成了BSR区域的成像,提取了与BSR相关的多种地震属性,并对BSR地震属性体的内部特性进行了分析,实现了BSR特征水合物矿体的识别,并提取了BSR上方和下部结合层带的地震属性。研究结果表明,在水合物赋存地层极其复杂的条件下,地震属性分析技术在海洋复杂浅地层水合物识别方面具有可行性和技术优势。     

双船地震实时状态观测系统设计与实现

采用双船模式进行地震资料采集是海洋地球物理勘探一种有效的作业方法。作业中对双船的精确导航定位及实时控制与状态调整是这一方法获得高品质地震数据的关键。根据海上双船地震作业导航定位特点,采用"框架+插件"体系结构,开发设计"双船地震实时状态观测系统",实现了对双船作业的实时状态监控及视图化管理功能,并依据偏移量对双船的航速与航向进行及时调整直至使之近于同步。系统的应用使导航定位的精度控制在误差范围之内,保证了野外采集数据的质量。     

海洋可控源电磁拖曳系统运动仿真模拟研究

海洋可控源电磁拖曳系统是海洋可控源电磁勘探系统的重要组成部分,对光电复合缆和绞车的强度有着较高的要求。为了保障作业安全,避免拖缆崩断、绞车损坏等事故的发生,需要对拖曳系统所受的张力进行评估,为实际作业提供参考。本文采用拖曳系统稳态运动求解方法,模拟拖体在海水中的位置,以及放缆时绞车所受的牵引张力,模拟结果与海试实测数据能够较好地吻合。在拖缆长度一定的情况下,随着拖曳速度的增大,绞车牵引张力先减小再增大,光电复合缆长度越长这种现象越明显。     

PGS公司开发成功新一代地震拖缆采集系统

PGS公司近日宣布,一种革命性的双传感器地震拖缆采集系统——Geostreamer即将投放市场。这项技术在海上地震记录研发中具有重要的里程碑意义,并成为首个成功将压力和速度传感器整合在一起的拖缆,大大提高了地震分辨率和深部探测能力,可以提供高质量清晰的地震图像。     

珠江口盆地东部YB油田海上多方位融合地震技术应用

针对珠江口盆地东部YB油田当前面临的高含水生产之压力,海上常规单方位拖缆地震资料难以满足对油田深层及周边滚动油气田开发目标的评价,故开展了海上多方位融合地震技术攻关。本次采取的主要技术方法是通过不同方位的三维二次地震采集,提高地下反射界面覆盖次数,增大地下反射点时距曲面能量面积。实践证明,海上多方位融合地震技术在研究区具有更好地压制采集脚印、提高信噪比、增加勘探目标照明度和改善地震资料成像品质等优势。研究结果表明,海上多方位融合地震技术能够支持该油田现阶段稳产及推动周边的储量发现。     

海洋资源四维勘探拖缆阵列动力学特性仿真研究

面对日益增长的海洋资源勘探需求,海洋资源四维勘探拖缆阵列的研究越来越被人们所重视。作为拖缆动态控制策略研究的前提与依据,拖缆阵列的动力学特性始终是该领域在技术突破进程中的重要课题。以Ablow的经典模型为基础,采用微元法对拖缆阵列建立三维模型,并在时域上采用广义α算法对非线性方程进行离散求解,通过程序编译,对拖缆在四种工况(即拖船匀速直线航行、回转航行、变速直线航行以及拖点处存在升沉运动等)下的响应进行计算分析,着重考量其深度及张力的变化。仿真计算结果表明,广义α算法对拖缆阵列姿态在空间和时间上离散求解,算法稳定性良好,弥补了传统有限差分法对于时域不稳定的缺陷。     

世界前沿科技：海底节点地震勘探技术

目前,海底地震数据采集主要有海底电缆（OBC）采集和海底节点（OBN）采集两种。海底节点地震系统比之前者,具有较高的灵活性,系统布防、回收更加方便的特性,能够获得全方位保真数据,提高地震成像质量,提高4D勘探的可重复性,改善油藏监测结果。     

海上单道地震勘探中船舶等背景噪声的影响分析及压制

单道反射地震以其配置灵活、操作简单、高效经济的优势,在海洋区域地质调查、近海工程物探等领域得到了广泛的应用.利用海上作业前期对单道地震系统试验的数据进行分析,获得船舶等背景噪声的频率特征,为室内资料处理提供可靠依据,旨在最大限度地保留有效信号并压制船舶等背景干扰,提高地震资料处理的效率和剖面的质量.根据实际处理结果,得到2点认识:(1)通常情况下,海洋地震勘探中船舶等背景干扰信号的频率低于200 Hz,而电火花震源的主频在200 Hz以上,二者在频域可分开;(2)地震记录的高低频信号各有用处,野外作业时应尽可能采集背景噪声数据,为室内资料处理提供依据,以免去除噪声的同时滤除了有效信号.最后基于分析处理过程中遇到的问题,进一步提出海洋勘探过程中船舶等背景噪声的调查设计,旨在研究船型、航速、水听器拖曳长度等对背景噪声在地震记录中的特征有何影响以及如何控制船速及水听器拖曳长度来使得野外原始记录的信噪比达到最大.     

随机波浪荷载作用下海洋平台的前馈-反馈振动控制研究

该文研究线性前馈 -反馈控制策略对海洋平台振动控制的有效性。线性前馈 -反馈控制只有当输入荷载为白噪声过程时 ,所实施的控制才是最优的 ,因此该文采用一白噪声过程通过滤波器来近似随机波浪力谱 ,并将海洋平台 -主动控制系统的动力学方程转化为符合随机最优控制要求的增广状态空间表达形式。依据设计目标中对安全性以及经济性的权衡 ,通过使二次型控制目标函数最小化 ,推导出了随机最优控制力的计算方法 ,从而实现了最优控制的目的。在频率域上分析了海洋平台受控后的振动响应 ,结合典型的海洋天然气生产平台算例 ,将前馈 -反馈控制与反馈控制、TMD控制加以比较 ,总结了前馈 -反馈控制的特点及其优越性     

海洋多道地震拖缆数据实时传输系统的设计与实现

为满足深拖式高分辨多道地震勘探需求,设计并实现了海洋地震拖缆数据的实时传输系统。系统由数传包与地震采集站连接组成,采用推荐标准485(Recommended Standards 485,RS485)串行总线实现了采集站与数传包的物理连接,利用低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling,LVDS)、预加重/均衡器、8位/10位(8 bit/10 bit)编码等技术实现了数传包之间的通信链路。设计了无等待反馈重传的差错控制方法,提高系统高效性和可靠性;在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)内部采用先进先出(First Input First Output,FIFO)构建多优先级任务队列的多级流水线设计,解决了大容量数据并发而产生的数据漏帧问题。在实验室用已知正弦信号对系统进行了对比测试,结果表明系统能够满足海洋多道地震勘探的数据传输需求,对于海洋多道高分辨率地震资料的可靠获取具有重要的意义。     

深海油气勘探中的海底地形勘测技术

在简述船载多波束测深系统、三维地震、AUV搭载的多波束系统测量深水水深原理的基础上,利用实测数据,从勘测结果的分辨率、精度以及勘测成本方面比较了这三种深海油气海底地形勘测方式,并根据比较结果给出了在深海油气勘探的不同阶段海底地形勘探的方式。总体和初步勘探阶段可以使用效率和精度都较高的船载多波束和地震勘探,在大比例尺详查阶段,使用AUV搭载的多波束系统。这样,既能发挥各自的长处,又能使深海油气勘探经济有效的实施。