可控震源振动模型与控制方法研究
( 2018-05-27 阅读次 作者:)

(中国石油创新基金)

刘益成、吴凌云、沈媛媛、杨旭辉

  可控震源是地震勘探的大型专用设备,其中电控箱体是震源的控制器,是保证可控震源振动信号质量的重要组成部分,一直依赖从国外进口。本课题是对电控箱体的核心技术即振动信号的产生与控制进行前期研究,为电控箱体国产化的研制奠定基础。取得的成果主要成果如下。

  1、根据可控震源勘探对扫描信号的要求,从信号的时域特性、频域特性、以及自相关子波特性出发,对常用的线性扫描、非线性扫描、伪随机扫描3种扫描信号以及组合扫描信号进行了深入的理论分析,研究了它们适用于不同地质条件的场合。

  2、在上述理论分析的基础上,基于嵌入式控制芯片、嵌入式Linux操作系统、高速数字信号处理器(DSP)等现代计算机技术和高精度D/A转换器等先进的电子器件和技术进行了扫描信号发生器实验样机的研制,完成了相应的软硬件设计。所设计的样机可实时产生线性扫描、非线性扫描、伪随机扫描等各种扫描信号,扫描长度可达64S,频率范围1~250Hz,相关子波的信噪比在60dB以上,取得了较好的效果。

  3、对可控震源的机电转换包括与地面耦合的振动控制过程进行了系统分析,将可控震源包括电驱动扫描信号—力矩马达—伺服阀—液压系统—重锤平板振动器-地面耦合在内的复杂的振动系统分解成了4个级联的子系统,根据各部分的运动机理,建立了它们之间的微分方程,并由此根据现代控制理论建立了可控震源振动的状态方程模型。

  4、发表论文6篇,其中国际会议论文2篇(EI检索),核心期刊论文3篇,其它科技期刊1篇。均标注有中国石油创新基金资助。申请专利一份《一种可控震源专用扫描信号的产生方法》,申请号:201010126688.X

a)DSP实验板

b)ARM实验板

c)数据采集实验板

d)扫描信号实验结果

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