陆上可控震源技术的未来发展与思考

本文首先回顾了陆上可控震源技术的发展历程,又介绍了目前具有国际领先水平的可控震源技术—高精度可控震源(EV-56)技术和新型横波可控震源(EV-56RS)技术。针对目前可控震源技术的工业化推广应用和研究现状,提出了可控震源技术面临的一些技术挑战和难点,同时给出了关于当前可控震源技术的发展和提高的一些技术思路与思考,希望能为广大震源科研技术人员提供一些技术层面的帮助和研究参考。

一种快速诊断可控震源振动异常的方法

可控震源作为地球物理勘探的重要激发源,其激发质量好坏直接影响着地震资料的品质。当可控震源出现振动故障时,其激发质量也不受控,不合格的振动不但影响地震资料品质且会降低施工效率。当出现上述情况时,现场技术人员需要快速、准确地判断出故障点并进行修复,避免影响施工进度。传统的故障排除方法多是依靠技术人员的经验,本文提出了一种全新的故障诊断方法,通过对可控震源振动异常数据进行分析,精准判断出可控震源振动故障,从而降低一线技术人员对振动故障判断难度,提高维修效率,提高施工效率,保障激发品质。

可控震源重锤定心气囊引发拍振的研究

拍振是可控震源振动中常见现象,对振动质量有重要影响。本文以定心气囊引发的拍振为例,介绍其产生原理、以及相应的故障排除方法。理解和解决拍振问题对可控震源设计和使用有重要意义,可进一步优化其性能和稳定性。拍振现象的深入研究有助于提高振动数据的准确性和可靠性,为地震勘探和地质勘查提供更可靠的数据支持。同时引出可控震源拍振可能由多种原因引起。希望通过探讨拍振问题,引起对可控震源非线性振动的关注和研究。

EV-56可控震源合流管汇低压 单向阀的故障排除

可控震源是集液压控制、机械传动、电子控制和气路控制于一体的精密设备。经过长期使用,液压系统中的任何元件都具有其特有的功能性问题,这对于维修技术人员提出了更高的要求,既要了解液压元件的特性也要了解系统的主次关系,才能在野外生产中更有针对性的解决问题。本文针对故障现象通过EV-56可控震源的驱动系统和合流技术系统的工作原理分析,总结出导致故障的原因并提出了合理地解决方案,明确了整体考虑解决液压系统故障的重要性。

可控震源动态扫描时距规则定量优化设计及应用

可控震源动态扫描地震数据采集过程中,相邻多组震源震动时产生的地震波会相互干涉,从而影响地震数据采集品质。合理设计采集时距规则可以降低可控震源高效采集时震源相互干涉的影响,同时平衡原始数据采集品质和可控震源高效采集施工效率。以往动态扫描时距规则设计时,对资料处理过程中高效采集噪声的压制效果考虑较少,并且时距规则的设计缺乏统一量化标准。首次将高效采集噪声压制效果引入动态扫描时距规则设计中,对现场不同地表类型采集的可控震源相关前记录采用互相关法获取高效采集噪声信息,以环境噪声能量、干涉时空位置和干涉区域能量比值为阈值建立量化统一的时距规则设计标准,形成了可控震源动态扫描时距规则定量优化设计方法。动态扫描时距规则定量优化设计方法优化了现场试验方案,降低了试验工作量,与地震数据处理信噪分离技术相适应优化滑动时间参数,定量与定性相结合设计时距规则避免了以频率扫描为主的常规定性分析方法带来的人为主观歧义。该方法不受勘探区地表特征约束,能够在保障地震数据品质条件下最大限度地提高可控震源采集施工效率,是对可控震源高效采集配套技术的补充和完善,有助于“两宽一高”地震采集技术的推广应用。

可控震源混频同步激发方法

常规可控震源实现低频激发需要延长扫描信号的扫描长度,从而导致生产效率降低、采集成本增加。为此,提出可控震源混频同步激发方法,该方法将长扫描信号拆分成若干短扫描信号,进行同步混频激发,实现可控震源时序单频依次扫描向多频同步激发的转变。激发方式可采用组合同步激发和独立同步激发,其中组合同步激发资料信噪比高,混叠噪声小;独立同步激发效率更高,但混叠噪声略高。现场试验证明:可控震源混频同步激发不仅生产效率高,而且混叠噪声小;在资料处理时无需进行特殊的去混叠处理,地震数据质量即可大幅提高。事实证明,可控震源混频同步激发方法是常规可控震源低频勘探技术经济一体化的有效方案。

电液伺服可控震源仿真建模与控制方法研究

针对目前国内研制的液压可控震源系统可靠性差、控制技术落后等问题,以电液伺服可控震源为研究对象,应用ADAMS软件建立系统动力学模型,应用MATLAB软件建立液压系统和控制系统模型,从而得到系统联合仿真模型。采用迭代学习控制方法提高系统的响应性能,改善系统对期望信号的跟踪精度。结果表明,搭建的联合仿真模型正确可行,提出的控制方法能够明显提高系统的跟踪性能以及抗干扰鲁棒性。

可控震源振动状态监控技术研究与软件实现

可控震源宽频高效地震采集技术的推广应用大幅提升了资料品质,已成为解决复杂地质难题的勘探利器。与此同时,高效高密度的采集方式对野外地震采集质量监控提出了新的挑战,尤其是通讯条件不佳、震源数量较多、激发速度快的情况下,以往的单炮质量实时监控和评价以及基于地震仪器的可控震源振动状态监控方法已经无法满足当前地震采集质量监控的需求,无法及时全面地发现采集过程中质量不达标的情况。为此,研究了基于可控震源平板电脑的震源振动状态实时监控技术并进行了软件实现,将实时监控环节前移到震源车上,在可控震源扫描完成后及时进行可控震源状态的监控与评价,不受通讯条件及激发速度的影响;配套开发了可控震源振动状态监控软件模块,实现了野外平板电脑质控信息的统计分析与综合评价;最后,将软件应用到准噶尔盆地高效采集项目中,实现了可控震源振动状态100%的监控,取得了较好效果,确保可控震源高效地震采集质量。

可控震源的电位器控制原理及其故障诊断

本文首先讲述了电位器的基本原理,并介绍电位器的基本种类。包括直滑式和旋转式。可控震源的底特律S60发动机手油门是旋转式电位器,而驱动踏板以及电位器式压力传感器从本质上来说是直滑式电位器。本文对这三个部件的结构组成及相关的电路控制原理进行了详细描述。针对EV-56型可控震源的PS1传感器故障案例,介绍了故障排查过程和故障原因。基于可控震源的电位器控制电路原理,本文对此类电路故障的一般诊断方法和步骤进行了介绍和总结。

浅析无仪器主机如何实现可控震源Smart LF技术

Sercel公司推出可控震源低频去谐波功能简称Smart LF,该功能能够显著降低可控震源在低频段的畸变,需要匹配508XT仪器主机激活才能使用,适用于VE464电控箱体的4.0及以上版本。可是随着节点设备的推广应用,不再需要仪器主机就可以独立作业,在没有508XT仪器主机的情况下该如何实现Smart LF功能,SMA软件完美移植了508XT仪器主机管理可控震源的功能,能够在无仪器主机情况下激活Smart LF,从而实现Smart LF的独立操作和使用。

电驱可控震源驱动电机匹配设计与优化研究

电驱可控震源复杂的工况环境对驱动电机的性能提出了较高的要求。针对可控震源在行驶和激振工况下的动力需求,开展了驱动电机动力参数匹配设计,确定了驱动电机的主要设计参数;建立了驱动电机的二维有限元模型,采用子域法研究了电机在空载、额定工况下的磁通密度特性和谐波幅值,分析了电机磁通谐波畸变规律;开展了电机气隙长度优化设计以及电机转子结构的正交优化试验,得到了转子最优结构参数,并研制了电机样机。结果表明:在电机隔磁桥、永磁体与转子边缘之间区域的磁通密度波形畸变严重;永磁体与转子边缘之间区域的高次谐波对电机的影响较大,其3次谐波在基波中的占比高达83%;优化后电机效率可达96.8%。研究结果为电驱可控震源的优化提供了参考。

横波可控震源技术

目前以地震纵波为主流的油气勘探技术已相当成熟。利用横波地震勘探及纵、横波相结合的地震勘探是解决找油找气技术难关的突破口。基于这种迫切的地震勘探技术需求,东方物探可控震源团队经过四年的潜心研究和技术攻关,终于研制出了大吨位宽频横波可控震源EV-56RS,开启了矢量地震勘探新时代。本文主要对东方物探横波可控震源的发展历程、技术特色、推广应用和经济社会效果等情况进行介绍,以期望为广大可控震源技术和研发人员提供参考。

基于大型低频可控震源的超深储层广角反射采集技术

随着超深储层的油气勘探力度不断加大,针对复杂的表层结构和地下地质构造地区,常规地震勘探方法难以获取信噪比较高的有效反射信息,地震资料成像效果差,地震剖面难以清楚刻画工区的地质构造。因此,基于大型低频可控震源激发技术,根据野外采集要求,结合地质任务,选择采用高密度二维广角反射地震观测系统进行地震资料采集,通过广角地震波数值模拟和野外试验工作,优选出适合本工区的野外采集参数。研究结果表明,基于大型低频可控震源的超深储层广角反射采集技术,能够获得较强能量的远偏移距处的弱反射地震信号,特别是深层的低频信息,有效地提高了地震资料信噪比。相对于常规地震叠加剖面,广角反射地震叠加剖面品质得到明显改善,同相轴连续,构造部位清晰可见,地震成像效果良好。野外生产实践证明,广角反射地震勘探技术对超深层油气勘探具有重要的应用价值。

可控震源驱动反拖曳问题的探讨

石油地震勘探工区地形是影响可控震源施工进度及引发设备故障的重要因素之一。尤其是地表起伏大,沟壑较多的地表条件对可控震源驱动系统中泵和马达的工况及使用寿命有决定性影响。本文以EV-56高精度可控震源为例,详细分析了可控震源在施工中发生的反拖问题,并通过施工实例说明可控震源反拖造成的后果,最后提出了可行性建议及改进措施。

可控震源常用振动泵及控制方法介绍

振动泵是可控震源最重要的液压元件之一,具有较高的流量响应特性。为避免振动泵在升压过程中出现低压系统供油不足而造成对泵体的损坏,在升压控制上较多地采用了两级升压和利用节流阀的节流调速特性的方式来延缓升压过程,以保证低压系统充足的油液供给。目前可控震源振动液压泵主要采用丹尼逊金杯系列恒压柱塞泵和力士乐A11VO开式恒压轴向变量柱塞泵两种。本文简要介绍了常用的金杯系列P14、P7液压泵以及力士乐A11VO液压泵作为振动泵的工作原理和升压控制方法。

GNSS同步触发器在可控震源上的运用

默认所有可控震源授时都是统一的GNSS标准时间没有误差。而实际上可控震源计时系统来源于授时的导航系统,每台震源车都有一个独立导航系统,各导航系统提供的授时是存在差异,在使用前需对其进行时间精度测试。本文介绍了一种GNSS同步触发器及其原理,用GNSS同步触发器测试每台导航之间的时间误差,排除偏差较大的导航,保障可控震源计时系统的一致性。使用箱体振动时产生的时间中断信号同时触发可控震源导航系统和GNSS同步触发器,并记录其时间,对比时间差值。正常时间误差在微秒级。

可控震源防碰撞系统的研究与应用

随着可控震源高效采集技术的推广应用,可控震源施工作业强度加大,施工作业区地形复杂,加上震源车特殊的车体结构导致其存在较大的驾驶视野盲区,组合作业时易发生车辆碰撞风险。为避免作业过程中的碰撞风险,保障可控震源施工作业过程安全,需要借助一些安全辅助驾驶技术来保障可控震源的作业。文中提出一种可控震源防碰撞系统,该系统基于毫米波和红外探测技术,精确识别障碍物信息,结合组队交互信息及GPS精确定位技术,控制液压驱动系统减速。此系统可以有效保障可控震源在不同施工方式、不同作业环境、不同组合作业中避免与障碍物发生碰撞,在提高施工效率的同时保证作业安全。

可控震源振动泵补油压力异常现象的分析与解决

本文分别讲述了驱动泵结构、振动泵补油系统以及BV620-LF型可控震源进回油管汇原理。文中对BV620-LF型可控震源在驱动行走时发生振动泵补油压力异常故障现象进行了分析以及提出了故障解决的方案。依据故障解决方案,维修人员依次排查进回油管汇、吸油滤清器、液压油冷却器以及驱动泵,最终发现前驱动泵存在严重磨损。维修人员对液压系统进行了清洗并更换前驱动泵,最终故障得到解决。最后介绍了造成驱动泵发生机械磨损的原因,并提出了防止驱动泵磨损的预防措置。

PPK技术在可控震源施工中的应用

随着高效、绿色石油勘探的需求,震源显得越发重要。VSC震源导航系统依赖于RTK,为震源提供了精准的导航和成果。但在黄土塬等山区,由于RTK信号无法全面覆盖,限制了VSC的全面应用。PPK+震源技术在长庆探区的应用,解决了三大难题:一是解决了震源施工无信号区域等待架设中继站的问题,节省了人力和时间,提高了生产效率;二是解决了测量二次补测无法找到震板痕迹造成点位不准的问题;三是解决了震源作业中因信号原因造成的空泡、偏炮和停炮问题,保证了物探满覆盖设计。该技术的应用,使黄土塬山地震源施工效率提升至少20%。本文总结了PPK技术在可控震源施工中的应用以及质量控制措施,并对后续工作提出建议。

EV-56型可控震源PLUS+1控制器损坏分析

EV-56高精度可控震源已经成为国内油气地震勘探的主力地震信号激发源。近期该型可控震源所使用的PLUS+1控制器烧毁故障较多,严重降低了其工作稳定性,影响了地震勘探作业效率。本文分析了该型可控震源PLUS+1控制器17号端口的电路结构及故障的原因,指出因电路设计缺陷,马达高低档开关切换时,电磁阀产生的感应电压击穿了PLUS+1控制器的17号端口。同时结合该型可控震源电路特点,给出了解决方案,为该型可控震源的电路优化提供了参考。