[发明专利]一种可控源混沌电磁发射机及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁勘探技术领域，尤其涉及一种可控源混沌电磁发射机及其工作方法。

背景技术

在早期地震勘探中，对地震勘探信号的数据解释分析主要以线性方法为主。随着地震数据解释技术的发展，对地质结构复杂度的认识也越来越深，数据解释方法也从最开始的线性方法分析，发展到了非线性方法分析，并且研究发现采集到的地震信号具有明显的混沌特性，其中一些混沌特性参数如Lyapunov指数，关联维数等在数据解释中起到了非常重要的作用。但地震勘探的激发源主要有爆炸震源和非爆炸震源两种，两种激发源的参数并无明显的混沌特征，而采集到的地震信号具有明显的混沌特性，这种由非混沌到混沌的变化，可以推断，由于地壳结构的复杂性，使地震信号的传播不规则，导致地震信号中产生混沌特性。也可以说，由于地震道的混沌时间序列特性使得地震信号具有混沌特性。在研究中发现地震信号中的混沌特性参数，如Lyapunov指数、关联维等特征参数与地质结构直接有关，同时这些参数不受或很少受其它因数的影响，可详细地指示储层内部结构的变化。在此基础上，结合其他地质特征参数进行综合分析，可以提高地震勘探的准确性。但是，地震资料可提供反映地质构造位置和形态的构造图，却并不能反映地质成分的性质，比如对油气水的区别，这是地震勘探的一个不足。

大地电磁法（Magnetotelluric Method）简称MT法，是一种研究地下地质成分的电导率分布的一种电磁勘探方法。天然电磁场使地球产生感应电磁场，MT法通过采集分析这种感应电磁场，来预测地下地质成分的电导率情况。在复杂的地质结构中所含地质成分不同，呈现电导率特性也不同，同时电磁波在不同电导率物体中传递衰减程度也不一样，因此电磁勘探法可以辨识地质成分的特性，分辨地质成分中是油、气，还是水，提高油气勘探成功率。严家斌、李丽清等人在MT法的研究中，发现并验证了大地电磁信号具有混沌特性。MT法的源信号来自于天然电磁场。在进行地质勘探时，接收机的采集信号可能直接来源于天然电磁场的电磁信号，也可能源于经过大地中介质传递或反射来的电磁信号等，这导致勘探方位不明确。而且，由于天然电磁场的混沌性质不明确，导致MT法的源信号的混沌性质也不明确，在勘探中，无法作为一个已知的混沌参量进行使用。最关键的是，MT法中的天然场源信号太弱，对于MT法来说，是一个不可弥补的缺憾。

可控源电磁法通过控制电磁场源信号的强度、频率等一系列参数，以及发射、接收装备的位置，可以实现对不同的目标进行电磁勘探。可控源电磁法主要分为时域方式和频域方式。无论可控源频率域或时间域方式，在勘探过程中弥补了MT法天然场源信号太弱的缺憾，同时由于发射装置与接收装置位置可以人为给定，勘探的方位也可以明确。但其在勘探过程中，接收信号仍然受到具有混沌特性的天然电磁场等的干扰，目前尚无有效地方法将其滤掉，这就导致接收信号中具有混沌特性的电磁噪声，对电磁勘探的进行产生一定影响。

发明内容

本发明实施例提供一种可控源混沌电磁发射机及其工作方法，以减小天然电磁场等带来的干扰，在一定程度上使得地质勘探的预测结果更加准确。

一方面，本发明实施例提供了一种可控源混沌电磁发射机，所述可控源混沌电磁发射机包括：

发电机，用于产生电能以提供所述可控源混沌电磁发射机的发射能量；

三相整流器，用于将电能由交流变为直流；

DC-DC变化单元，用于对所述三相整流器输出的直流进行稳流处理，输出恒定直流；

逆变桥路，用于将所述恒定直流逆变成矩形脉冲，并且使恒频等幅的所述矩形脉冲的占空比具有Lyapunov指数已知的混沌特性；

发射电极，用于发射占空比具有Lyapunov指数已知的混沌特性的所述矩形脉冲。

优选的，在本发明一实施例中，当所述发电机为船载发电机时，所述可控源混沌电磁发射机还包括：升压变压器，位于水上单元，用于连接所述发电机，将所述发电机产生的电能进行升压处理；长输拖缆，用于连接所述升压变压器，将升压后的电能传输给降压变压器；降压变压器，位于水下单元，用于连接所述长输拖缆，将升压后的电能进行降压处理后输送给所述三相整流器。

优选的，在本发明一实施例中，所述发射电极包括：发射电极A和发射电极B；所述发射电极A和所述发射电极B通过负载构成回路，形成变化的电磁场，从而发射占空比具有Lyapunov指数已知的混沌特性的所述矩形脉冲。