一种水下可控震源发生装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种水下可控震源发生装置及方法。该装置包括：船载设备和水下换能设备；船载设备和水下换能设备通过连接电缆相连；水下换能设备包括线圈磁芯、第一螺旋线圈、薄膜磁芯、换能薄膜和外壳；第一螺旋线圈缠绕在线圈磁芯外部；薄膜磁芯设置于换能薄膜靠近外壳的内侧，换能薄膜四周与外壳底面连接形成密封；薄膜磁芯与线圈磁芯产生相互排斥的磁力，换能薄膜用于根据磁力作用规律运动产生模拟震源。通过船载设备产生的电能在水下换能设备中产生磁力，换能薄膜在磁力的推动下规律运动产生模拟震源，解决当前水下震源产生的成本过高，操作不便和对生态环境造成影响等问题，实现产生可控的模拟震源，同时达到降低成本、简化操作的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种水下可控震源发生装置及方法
本专利技术实施例涉及海洋资源探测技术，尤其涉及一种水下可控震源发生装置及方法。
技术介绍
随着陆地石油、煤炭及矿物质原料的开采和枯竭，海底资源勘探愈发重要。为了探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测，以及为灾害预报提供重要依据，需要利用可控震源产生振动，利用振动传感器接收返回的振动数据，通过数据分析，得到地下结构成像。目前常用的人工震源包括如下几种：炸药震源、电火花震源、落锤、可控震源车、气枪震源以及天然地震等，其中，天然地震和气枪震源是海洋石油勘探、天然气水合物勘探的主要震源。天然地震不可控，难以进行精确有效的观测；传统炸药震源存在操作危险的问题；传统的气枪震源由于其能量较小，而且只能在海表面激发，传播距离有限，并且，若需要在水下数十米处产生震源进行点火激发必须要携带一根激发点火的电缆，成本非常高，且存在使用不便和影响生态环境的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种水下可控震源发生装置及方法，以实现在水下产生可控的模拟震源，同时达到降低成本、简化操作的效果。第一方面，本专利技术实施例提供了一种水下可控震源发生装置，包括：船载设备和水下换能设备；所述船载设备和所述水下换能设备通过连接电缆相连，船载设备用于通过所述连接电缆给所述水下换能设备提供电脉冲信号；所述水下换能设备包括线圈磁芯、第一螺旋线圈、薄膜磁芯、换能薄膜和外壳；所述第一螺旋线圈缠绕在所述线圈磁芯外部，所述第一螺旋线圈用于接收所述电脉冲信号，所述线圈磁芯用于根据所述电脉冲信号产生强磁场；所述薄膜磁芯设置于所述换能薄膜位于所述外壳内部的一侧，所述换能薄膜四周与所述外壳底面连接形成密封；所述薄膜磁芯与所述线圈磁芯产生相互排斥的磁力，所述换能薄膜用于根据所述磁力作用规律运动产生模拟震源。可选的，所述船载设备包括控制模块、电源管理模块、电脉冲信号模块、功率放大模块和阻抗匹配模块；所述电源管理模块与所述控制模块连接，用于对所述船载设备供电；所述电脉冲信号模块与所述控制模块和所述功率放大模块连接，用于根据所述控制模块的指令产生电脉冲信号并传输至所述功率放大模块；所述功率放大模块与所述控制模块、所述电脉冲信号模块和所述阻抗匹配模块连接，用于接收所述电脉冲信号并根据所述控制模块的指令放大至预设频率，并传输至所述阻抗匹配模块；所述阻抗匹配模块用于根据所述控制模块的指令将放大后的电脉冲信号优化并通过所述连接电缆输出至所述水下换能设备。可选的，所述连接电缆还用于固定所述水下换能设备在预设位置。可选的，所述线圈磁芯与所述薄膜磁芯的对应端为相同磁极。可选的，所述薄膜磁芯外部缠绕第二螺旋线圈，用于接收所述电脉冲信号，增强所述薄膜磁芯的磁场。可选的，所述水下换能设备至少为一个。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种水下可控震源发生方法，方法应用于如第一方面任一项所述的水下可控震源发生装置，所述装置包括：船载设备和水下换能设备，包括：第一螺旋线圈接收电脉冲信号；线圈磁芯产生强磁场；薄膜磁芯与所述线圈磁芯产生相互排斥的磁力；推动换能薄膜规律运动产生模拟震源。可选的，在所述第一螺旋线圈接收电脉冲信号之前，还包括：电脉冲信号模块根据控制模块的指令产生电脉冲信号，并传输至功率放大模块；所述功率放大模块接收所述电脉冲信号并根据所述控制模块的指令放大至预设频率，并传输至阻抗匹配模块；所述阻抗匹配模块用于根据所述控制模块的指令将放大后的电脉冲信号优化并通过连接电缆输出至所述水下换能设备。可选的，所述线圈磁芯产生强磁场，包括：所述线圈磁芯产生交变强磁场。可选的，所述推动换能薄膜规律运动产生模拟震源，包括：所述换能薄膜在水压作用下向外壳内部挤压；所述换能薄膜在磁力作用下向外壳外部运动，产生模拟震源。本专利技术实施例通过电磁换能结构即利用船载设备产生的电能在水下换能设备中产生磁力，换能薄膜在磁力的推动下规律运动产生模拟震源，解决当前水下气枪震源能量较小不适用于海底探测，水下可控模拟震源产生所需要的成本过高，操作不便等问题，以及当前水下炸药震源存在操作危险的问题；实现能够产生可控的模拟震源，同时达到降低成本、简化操作的效果。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种水下可控震源发生装置的结构示意图；图2A为本专利技术实施例二提供的一种水下可控震源发生装置的结构示意图；图2B为本专利技术实施例二提供的另一种水下可控震源发生装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例三提供的一种水下可控震源发生方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例三提供的另一种水下可控震源发生方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例提供的一种水下可控震源发生装置的结构示意图，如图1所示，一种水下可控震源发生装置，包括：船载设备10和水下换能设备20；船载设备10和水下换能设备20通过连接电缆30相连，船载设备10用于通过连接电缆30给水下换能设备20提供电脉冲信号。船载设备10设置于探测船上，船载设备10作为动力设备；水下换能设备20设置于水下，水下换能设备20作为输出设备；船载设备10能够根据探测人员的操作产生不同的电脉冲信号，并通过连接电缆30传输至水下换能设备20。水下换能设备20包括线圈磁芯21、第一螺旋线圈22、薄膜磁芯23、换能薄膜24和外壳25。第一螺旋线圈22缠绕在线圈磁芯21外部，第一螺旋线圈22用于接收电脉冲信号，线圈磁芯21用于根据电脉冲信号产生强磁场。第一螺旋线圈22沿同一方向规律绕制在线圈磁芯21外部，在第一螺旋线圈22接收到电脉冲信号即通电后，第一螺旋线圈22和线圈磁芯21形成电磁铁，线圈磁芯21根据电脉冲信号产生相应的强磁场。薄膜磁芯23设置于换能薄膜24位于外壳25内部的一侧，换能薄膜24四周与外壳25底面连接形成密封；薄膜磁芯23与线圈磁芯21产生相互排斥的磁力，换能薄膜24用于根据磁力作用规律运动产生模拟震源。换能薄膜24一侧与水接触，一侧位于外壳25内部，薄膜磁芯23设置于换能薄膜24上位于外壳25内部的一侧；换能薄膜24四周与外壳25底面连接形成密封，防止水渗入外壳25内部；薄膜磁芯23与线圈磁芯21对应设置，第一螺旋线圈22通电，线圈磁芯21产生强磁场，薄膜磁芯23在磁场力的作用下向远离线圈磁芯21的方向运动；第一螺旋线圈22断电时，线圈磁芯21的磁场消失，换能薄膜24在水压的作用下向外壳25内部凹陷，即向靠近线圈磁芯21的方向运动。第一螺旋线圈22通脉冲电源，线圈磁芯21产生交替变化的强磁场，薄膜磁芯23在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下可控震源发生装置，其特征在于，包括：船载设备和水下换能设备；/n所述船载设备和所述水下换能设备通过连接电缆相连，船载设备用于通过所述连接电缆给所述水下换能设备提供电脉冲信号；/n所述水下换能设备包括线圈磁芯、第一螺旋线圈、薄膜磁芯、换能薄膜和外壳；/n所述第一螺旋线圈缠绕在所述线圈磁芯外部，所述第一螺旋线圈用于接收所述电脉冲信号，所述线圈磁芯用于根据所述电脉冲信号产生强磁场；/n所述薄膜磁芯设置于所述换能薄膜位于所述外壳内部的一侧，所述换能薄膜四周与所述外壳底面连接形成密封；所述薄膜磁芯与所述线圈磁芯产生相互排斥的磁力，所述换能薄膜用于根据所述磁力作用规律运动产生模拟震源。/n

【技术特征摘要】
1.一种水下可控震源发生装置，其特征在于，包括：船载设备和水下换能设备；
所述船载设备和所述水下换能设备通过连接电缆相连，船载设备用于通过所述连接电缆给所述水下换能设备提供电脉冲信号；
所述水下换能设备包括线圈磁芯、第一螺旋线圈、薄膜磁芯、换能薄膜和外壳；
所述第一螺旋线圈缠绕在所述线圈磁芯外部，所述第一螺旋线圈用于接收所述电脉冲信号，所述线圈磁芯用于根据所述电脉冲信号产生强磁场；
所述薄膜磁芯设置于所述换能薄膜位于所述外壳内部的一侧，所述换能薄膜四周与所述外壳底面连接形成密封；所述薄膜磁芯与所述线圈磁芯产生相互排斥的磁力，所述换能薄膜用于根据所述磁力作用规律运动产生模拟震源。


2.根据权利要求1所述的水下可控震源发生装置，其特征在于，所述船载设备包括控制模块、电源管理模块、电脉冲信号模块、功率放大模块和阻抗匹配模块；
所述电源管理模块与所述控制模块连接，用于对所述船载设备供电；
所述电脉冲信号模块与所述控制模块和所述功率放大模块连接，用于根据所述控制模块的指令产生电脉冲信号并传输至所述功率放大模块；
所述功率放大模块与所述控制模块、所述电脉冲信号模块和所述阻抗匹配模块连接，用于接收所述电脉冲信号并根据所述控制模块的指令放大至预设频率，并传输至所述阻抗匹配模块；
所述阻抗匹配模块用于根据所述控制模块的指令将放大后的电脉冲信号优化并通过所述连接电缆输出至所述水下换能设备。


3.根据权利要求1所述的水下可控震源发生装置，其特征在于，所述连接电缆还用于固定所述水下换能设备在预设位置。


4.根据权利要求1所述的水下可控震源发生装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宜志，杨挺，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44