深水双船拖曳式海洋电磁勘探系统研发

2019-04-08

“深水双船拖曳式海洋电磁勘探系统研发”项目（2016YFC0303100）为国家重点研发计划“深海关键技术与装备”项目的二级项目，由广州海洋地质调查局承担，教授级高工余平负责，参与单位有吉林大学、中国地质大学（北京）、北京工业大学、中南大学、青岛海山海洋设备有限公司、中国船舶重工集团710研究所等。项目起止期限为2016年7月至2020年12月。 

项目旨在自主研发先进的深水双船拖曳式海洋电磁勘探系统，为海底油气资源勘探提供技术支撑。拟完成深水拖曳式大功率时频电磁发射系统、多链缆多分量深水拖曳式电磁采集系统、甲板实时监控系统以及双船拖曳式海洋电磁数据处理和正反演软件，建立完整的双船拖曳式海洋电磁勘探海上作业规范。目前已经在双船拖曳式海洋电磁正反演理论、双船拖曳式海洋电磁勘探系统硬件研发、双船拖曳式海洋电磁勘探系统海上试验保障等方面取得进展。

在双船拖曳式海洋电磁正反演理论方面，完成了基于非规则网格剖分的时间域和频率域海洋电磁三维正演程序开发及精度验证；反演方面完成了预处理系统程序模块开发，开展了海洋电磁数据三维反演关于灵敏度信息计算程序的编写，开发了基于局部均值分解时频分析方法和双边滤波技术的时间域可控源电磁噪声压制算法。

在双船拖曳式海洋电磁勘探系统硬件研发方面，完成了1 500 A级大功率时频发射系统样机的设计、制作和调试工作；多链缆多分量电磁采集站完成了主采集站和从采集站的软硬件设计和开发。

在双船拖曳式海洋电磁勘探系统海上试验保障方面，对拟进行海洋试验搭载船只实施了船电改造，保证了大功率电能的供给；完成了发射电缆和发射电极的制作；编写了“双船拖曳式海洋电磁勘探海上作业规范”初稿。

此外，项目在甲板实时监控系统方面完成了实验室样机的研制；设计了闭环恒流频域发射电路，计算了电路参数并进行仿真计算，在仿真环境下实现闭环稳流精度1%；研发了射频收发系统硬件、无线电通信软件、用户端接口协议转换相关软硬件。

该系统分别于2018年4月和9月进行了湖试和海试。2018年4月23日至27日在湖南省沅江市南洞庭湖进行了湖试，多链缆采集系统的数据采集、供电、通讯、时间同步等功能得到确认，甲板监控系统功能基本实现，双船通信系统可以作为发送和接收之间的通信链路载体，工作正常。2018年9月6日至10日，项目搭载海洋四号船HYSH201806航次，主要开展了系统的配平试验、发射机拖曳发射测试、采集站的拖曳接收测试、拖曳发射接收联合测试、甲板实时监控和双船实时通信等方面的工作。发射机拖曳发射的测试结果表明，发射机耐压水深2 005 m，已经满足了工作深度2 000 m的要求，发射冲击电流达1 528 A，超过1 500 A，发射频率范围覆盖0.01～10 Hz的预定指标，其长时间工作证明了仪器的稳定可靠性；单船拖曳试验进行的水面发射、近海底拖曳接收试验，初步验证了仪器硬件的功能测试，验证了多链缆多分量电磁采集站的数据采集、通讯、供电、姿态监测等基本功能；甲板实时监控系统能够实现与发射机、采集站、船舶和实时通信系统的正常连接，满足了海试的需求；实时通信系统为模拟双船发射提供了稳定可靠的通信链路。