[发明专利]海底飞行节点电磁接收机

说明书

本发明公开了一种海底飞行节点电磁接收机，包括电磁数据采集模块和自主式水下潜航器，自主式水下潜航器包括动力装置和辅助装置；其中电磁数据采集模块包括电极、磁场传感器和数据采集舱；动力装置包括高度计、动力控制舱和螺旋桨；辅助装置包括声呐、水声通讯模块和浮体；在自主式水下潜航器上安装电磁数据采集模块。本发明海底飞行节点电磁接收机继承了现有海底电磁接收机的大动态范围、低噪声、低功耗的特征，实现海洋电磁方法海上作业的精确布站、传感器方位可控、自主快速切换部署站位，并具有环境友好、安全高效、低成本的优势，是海洋电磁勘探装备发展方向之一。

技术领域

本发明涉及海洋地球物理探测领域的技术装备，具体地说，涉及一种高效、低成本海洋电磁勘探的海下作业装备。

背景技术

目前，海洋电磁法是一种新兴的海洋地球物理方法，广泛应用于海底油气勘探、水合物调查等矿产资源的地球物理勘探领域，洋中脊、岛弧、海底火山等深部岩石圈研究的基础地学领域，水下目标检测、预警等防务领域，海啸预警、海洋电磁环境研究等物理海洋领域。其中以海底油气勘探领域最为热门，海洋电磁法以油气目标体与海底以下围岩介质的电性差异为物性基础，通过海底电磁接收机观测携带地下介质电性信息的电磁场信号，并经数据处理、反演解释获得海底以下电性模型，为油气勘探布钻提供电性依据。该方法是主流海底地震方法的有效补充，在油气勘探任务中得到广泛应用。

海底电磁接收机是海洋电磁法的海上装备，用于现场收集数据，其性能决定了海洋电磁方法的探测效果。中国地质大学（北京）于上世纪末在国内率先开展海底大地电磁方法研究，研制了国内第一台海底电磁接收机，在后续的项目持续支持下，完成了可控源电磁接收机、拖曳式电磁接收机等装备的批量研制，已经成功应用于油气勘探、水合物调查、水下目标检测等领域。国内同行中石油东方地球物理公司、中国海洋大学等单位近年来也相继开展了海底电磁接收机的研制工作。

现有的接收机工作方式如下：达到工区目标点位附近后，由作业船投放接收机，接收机自由下沉，到底后启动数据采集，采集结束后，由作业船通过水声通讯发送命令至海底的接收机，接收机收到释放命令后释放水泥块，自由上浮至水面，作业船等待接收机浮上水面后，回收打捞接收机，下载数据、充电、更换新的水泥块投放至下一站位，如此循环作业。

现有作业方式的不足在于：①效率低，海上作业时间主要花费在仪器投放、回收等环节；②布站精度低，自由下沉时，易受海流冲击，实际着底点与预期着底点往往存在较大偏移，水约深，差距可能越大，低布站精度不利于后期的数据处理对异常的反演解释；③传感器方位随机：由于接收机自由下沉，传感器方位随机布置，需要后期资料处理旋转校正；④环境影响，每投放一次即遗留一个水泥块在海底，水泥块为混凝土制成，无法自然降解；⑤成本高，接收机的投放回收占用船时多，直接推升了海上作业成本；⑥安全风险，对海底微地形的判断不足会导致海底电磁接收机难以正常上浮，存在仪器及宝贵数据丢失的风险。

综上，海洋电磁方法在油气勘探市场需求强烈，现有海底电磁接收机在布放精度、作业效率、作业成本、环境影响、安全性方面存在不足，有必要开展相关技术研究，促进海洋电磁方法技术装备发展。

发明内容

本发明正是为了解决上述技术问题而设计的海底飞行节点电磁接收机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种海底飞行节点电磁接收机，包括电磁数据采集模块和自主式水下潜航器，自主式水下潜航器包括动力装置和辅助装置；其中电磁数据采集模块包括电极、磁场传感器和数据采集舱；动力装置包括高度计、动力控制舱和螺旋桨；辅助装置包括声呐、水声通讯模块和浮体；在自主式水下潜航器上安装电磁数据采集模块。