[实用新型]一种海洋可控源发射系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋电磁探测技术领域，尤其涉及一种海洋可控 源发射系统。

背景技术

在海洋资源勘探开发过程中，由于钻井成本高、投资风险大， 世界上各大石油公司在进行海上钻井前，都要开展地震、重力、磁 力等多种海洋地球物理方法的综合勘探工作，以提高钻井成功率。 海洋可控源电磁探测具有能够区分圈闭内油水性质、揭露火山岩覆 盖下的“高阻体”的特点，已成为降低深水油气资源钻探风险的最 重要手段之一。可控源海洋电磁勘探系统通过由拖船拖曳的发射机 向海底供电激发，将多分量电磁接收机布设在海底测量电磁场值。 通过计算视电阻率和相位，或者直接利用所观测的电场和磁场达到 探测地下电性分布特征的目的，揭示底层结构和油气等矿产资源的 分布规律。

海洋可控源电磁发射系统作为海洋可控源电磁探测的重要组成 部分，为勘探过程提供了人工激励场源。但由于负载对象的特殊性， 在进行海洋可控源电磁发射过程中往往面临着各种技术难题：数千 米的海底电缆导致了交流输电过程中功率因数低、波形失真严重； 水下舱体中的电力变换模块体积大，散热差，大大降低了发射系统 的稳定性。功率器件的电应力较低，限制了发射系统的输出功率， 影响了勘探效果。

实用新型内容

本实用新型的其中一个目的在于提供一种海洋可控源发射系统， 以解决现有技术中长距离的交流输电过程中功率因数低、波形失真严 重，以及电力变换模块过大且散热差的技术问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了一种海洋可 控源发射系统，包括大功率发电机，用于产生三相交流电，还包括： 船上变电单元、水下变电单元和发射电极，其中：

所述船上变电单元的输入端与所述大功率发电机相连接，用于将 所输入的三相交流电转换成第一单相交流电；

所述水下变电单元的输入端与所述船上变电单元的输出端相连 接，用于将所述第一单相交流电转换成第一直流电；

所述发射电极的输入端与所述水下变电单元的输出端相连接，用 于将所输入的第一直流电逆变成一定频率的交流方波信号。

可选地，所述船上变电单元包括三相整流电路、逆变桥电路、升 压变压器和船上控制电路，其中：

所述三相整流电路的输入端与所述大功率发电机相连接，用于将 三相交流电转换成第二直流电；

所述逆变桥电路的输入端与所述三相整流电路的输出端相连接， 控制端与所述船上控制电路的输出端相连接，用于在所述船上控制电 路输出信号的控制下将所述第二直流电转换成第二单相交流电；

所述升压变压器的输入端与所述逆变桥电路的输出端连接，用于 将所述第二单相交流电转换成第一单相交流电；

可选地，所述船上变电单元还包括载波调制器与上位机，其中：

所述载波调制器的输入端与所述升压变压器的输出端相连接，输 出端与所述上位机的输入端相连接；

所述上位机的输出端与所述船上控制电路的输入端相连接；

可选地，所述水下变电单元包括：单相整流电路、波形跟踪控制 电路、DC/DC变换器、水下控制电路和发射桥，其中：

所述单相整流电路的输入端连接第一单相交流电，输出端与所述 波形跟踪控制电路相连接，用于将所述第一单相交流电转换成第三直 流电；

所述波形跟踪控制电路的输出端与所述DC/DC变换器的输入端 相连接，控制端与所述水下控制电路的输出端相连接，用于在所述水 下控制电路的控制下对所述第三直流电进行滤波；

所述DC/DC变换器的输出端与所述发射桥的输入端相连接，控 制端与所述水下控制电路的输出端相连接，用于在所述水下控制电路 的控制下将所述第三直流电转换成第四直流电；

所述发射桥的输出端与所述发射电极相连接，控制端与所述水下 控制电路的输出端相连接，用于在所述水下控制电路的控制下将所述 第四直流电转换成第一直流电。

可选地，所述波形跟踪控制电路包括：电感L、开关模块S、二 极管D、电容C、电压跟踪子单元和电流跟踪子单元，其中：

所述开关模块S的第一端经所述电感L连接所述单相整流电路的 第一输出端；第二端连接所述单相整流电路的第二输出端，控制端连 接所述电流跟踪子单元的输出端；