[实用新型]一种海洋可控源电磁勘探系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海洋可控源电磁勘探系统，属于海洋电磁勘探技术领域。 

背景技术

海底地球物理探测仪器是探测海洋矿产资源的重要手段，也是近年来的发展趋势。海洋可控源电磁勘探系统作为海底地球物理探测仪器的一个重要分支，在海底深水油气资源探测的过程中起着非常重要的作用。海洋可控源电磁勘探系统包括海洋可控源电磁勘探发射系统和海洋可控源电磁勘探接收系统，其中海洋可控源电磁勘探发射系统是整个勘探系统的核心部分，通常情况下包含三大部分：系统的船上发电监控平台、拖缆以及系统的水下部分。由于海底石油等资源的迫切需求，使得海洋勘探技术发展非常迅猛。 

目前国外使用海洋可控源电磁勘探系统发射技术比较成熟的公司主要有OHM公司和EMGS公司,两个公司的发射方法共同的特点是将船上电源信号传至海洋底下采用的都是交流电传输。其中OHM公司的发射方法采用的是208~480VAC,EMGS公司采用的是360~480VAC。目前这两个公司占主导地位的可控源电磁勘探发射方法存在主要的不足是在信号传输过程中对电缆要求过高，远距离传输过程中损耗过大，使系统在信号发射时效率偏低，系统稳定性不好等问题。 

实用新型内容

本实用新型针对目前海洋可控源电磁勘探系统发射方法现有技术的不足，从提高系统信号传输可靠性、降低电缆要求，减少经济成本以及提供系统稳定性的角度出发，实用新型一种海洋可控源电磁勘探系统发射方法。 

为实现上述目的，本实用新型是一种海洋可控源电磁勘探系统发射方法，其特征在于：该系统分为三个部分：系统的船上发电监控平台、拖缆以及系统的水下部分。系统的船上发电监控平台包括发电机组、升压变压器、三相整流桥和PC机监控平台；拖缆为传输电缆；系统的水下部分包括逆变器、降压变压器、单相整流桥、发射桥以及电极组件。其中，发电机组输出端口与升压变压器输入端口相连；升压变压器的输出端口连接三相整流桥输入端口，三相整流桥输出端口连接拖缆输入端口，拖缆的输出端口连接逆变器输入端口，逆变器输出端口与降压变压器的输入端口相连，降压变压器输出端口连 接单相整流桥的输入端口，单相整流桥的输出端口连接发射桥的输入端口，发射桥的输出端口连接电极组件端口；电压检测电路的输入端口与单相整流桥的输出端口连接，电压检测电路的输出端口连接中央处理单元的一个输入端口；电流检测电路的输入端口与电极组件端口连接，电流检测电路的输出端口连接中央处理单元另一个输入端口；中央处理单元输出端口与逆变器输入端口连接，同时中央处理单元和船上发电监控平台的PC机监控平台连接；其中中央处理单元包括DSP控制单元、FPGA单元、DDS单元、PWM驱动模块以及大功率激励模块。 

系统中发电机组为系统提供功率为30~60KVA，频率为50HZ、电压为380V的3相不稳定电源，上述电源通过变比为1:4的升压变压器进行升压后，经过三相整流桥整流滤波获得频率为50HZ、电压为1719~2579V的单相直流电源；将上述单相直流电源通过拖缆送至海底1~4Km的海洋深处，然后系统的水下部分通过逆变器将接收到的单相直流电源逆变成频率为10K~20KHZ的单相交流电，再通过变比为31:1~6:1的降压变压器降压，获得频率为10K~20KHZ，幅值电压为65~318V的交流电压，之后经过单相整流桥整流滤波,获得54~270V的直流母线电压，将上述直流母线电压通过发射桥逆变，获得功率为27~54KW，电流为200~500A的发射信号；上述发射信号是在中央处理单元控制下实现并发射的。系统对单相整流桥输出的直流母线电压和电极组件上的发射电流进行实时监测，并将上述直流母线电压、发射电流输入中央处理单元；中央处理单元中的DSP控制单元经过PWM调制，利用PWM驱动模块来实现逆变器的逆变，再通过单相整流、发射桥逆变后得到发射信号；其中发射信号的发射时间受FPGA单元控制，FPGA单元接收海洋可控源电磁勘探系统接收部分发出的GPS实时同步信号，将上述实时同步信号通过数字频率合成单元（DDS）合成，再由大功率激励驱动模块实现发射桥实时同步发射，使发射信号发出；船上发电监控平台中PC机监控平台实时监控海底直流母线电压、发射信号的电流、频率以及发射时间时长相关信息，同时通过人机互动来实现对直流母线电压、发射信号的电流、频率以及发射时间、时长的控制。 

进一步，所述的三相整流桥为3个绝缘门极双极型晶体管模块，或者1个智能功率模块。 

进一步，所述的逆变器为2个绝缘门极双极型晶体管模块，或者1个智能功率模块。