深水拖曳式大功率時(shí)頻發(fā)射與多鏈纜多分量電磁探測系統(tǒng)

王猛，鄧明*，余平，殷長春，陳凱，羅賢虎

1 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083 2 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州 511458 3 吉林大學(xué)，長春 130026

0 引言

海洋可控源電磁探測方法(Marine Controlled-Source Electromagnetic, MCSEM)是目前海洋油氣資源勘探和海底地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查中不可或缺的物探手段之一(Johansen et al., 2019).自本世紀(jì)初開始，海洋可控源電磁探測方法逐漸進(jìn)入國際油氣勘查界，顯示出明顯的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用前景(何展翔和余剛, 2008).國際上活躍的海洋電磁服務(wù)提供商挪威EMGS公司，主要采用傳統(tǒng)單船作業(yè)方法，預(yù)先在海底沿測線布設(shè)若干臺(tái)接收機(jī)，然后按照預(yù)定的測線拖曳大電流發(fā)射機(jī)(Mittet and Schaug-Pettersen, 2008)，他們完成了數(shù)百次深水油氣資源勘探任務(wù)，最大發(fā)射電流達(dá)10000 A，有效降低了鉆井干井率；挪威PGS公司開發(fā)了單船拖纜式電磁探測系統(tǒng)并與拖纜地震勘探系統(tǒng)進(jìn)行了融合，在淺水油氣勘探領(lǐng)域取得了良好的應(yīng)用效果(Zhdanov et al., 2012)，目前該公司的電磁業(yè)務(wù)被加拿大OFG公司收購.具有學(xué)術(shù)影響力的研究機(jī)構(gòu)包括：美國Scripps海洋研究所，他們除了開發(fā)了傳統(tǒng)的單船海洋可控源電磁探測系統(tǒng)(Constable, 2013)以外，還開發(fā)了拖纜式的Vulcan探測系統(tǒng)，并應(yīng)用于凍土層和天然氣水合物的探測(Constable et al., 2016)；加拿大多倫多大學(xué)開發(fā)了在海底拖曳的單纜電磁探測系統(tǒng)(Yuan and Edwards, 2000)，德國BGR利用上述系統(tǒng)開展了海底冷泉和天然氣水合物的探測研究(Schwalenberg et al., 2010)等.

20世紀(jì)末，以中國地質(zhì)大學(xué)、吉林大學(xué)、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局和中南大學(xué)等所組成的團(tuán)隊(duì)，率先在國內(nèi)開展海底大地電磁探測技術(shù)研究(何繼善和鮑力知, 1999)，2000年完成了國內(nèi)首批海底大地電磁儀的研發(fā)(鄧明等, 2003)，并成功開展了南海海試(鄧明等, 2002)和南黃海應(yīng)用試驗(yàn)(魏文博等, 2009).2006年起，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局和中國地質(zhì)大學(xué)(北京)在國家863計(jì)劃支持下率先開展了海洋可控源電磁方法的研究，研發(fā)成功了國內(nèi)首套拖曳式海洋可控源電磁探測系統(tǒng)(鄧明等, 2010)，包括發(fā)射機(jī)(王猛等, 2013)和接收機(jī)(陳凱等, 2012)，于2010年完成國內(nèi)首次海洋可控源電磁剖面測量工作.后續(xù)又在中國地質(zhì)調(diào)查局的支持下，系統(tǒng)軟硬件得到完善和升級優(yōu)化，在南海天然氣水合物資源調(diào)查中發(fā)揮了積極作用(景建恩等, 2016; 陳凱等, 2017).

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

十三五期間，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局聯(lián)合中國地質(zhì)大學(xué)(北京)、吉林大學(xué)和中南大學(xué)等7家單位開展了雙船拖曳式海洋可控源電磁勘探系統(tǒng)研發(fā)工作.本文探討的深水拖曳式大功率時(shí)頻發(fā)射與多鏈纜多分量電磁探測系統(tǒng)是國內(nèi)首次提出的全新探測裝置和工作方式.使用雙船可以任意改變收發(fā)距，可以實(shí)現(xiàn)同線、旁線、同心圓和變方位掃面觀測，其原理示意如圖1所示.雙船拖曳式海洋可控源電磁勘探系統(tǒng)仍屬于MCSEM范疇.MCSEM用于油氣和天然氣水合物資源勘探，前人做過不少的研究.Constable和Weiss(2006)分析了MCSEM對不同深度高阻薄層的反映能力；趙巒嘯等對頻率域MCSEM海底油氣勘探能力進(jìn)行了討論(Luanxiao et al., 2008)；何展翔等(2009)開展了基于三維模擬的海洋CSEM資料進(jìn)行了處理；劉長勝等(2011)對時(shí)頻域方法進(jìn)行了理論模擬并且評估了系統(tǒng)參數(shù)對油氣可控源電磁勘探的影響.

圖1 深水雙船拖曳式海洋可控源電磁探測系統(tǒng)海上作業(yè)示意圖Fig.1 Schematic diagram of offshore operation of deep water dual-ship towed MCSEM exploration system

為了指導(dǎo)雙船拖曳式海洋可控源電磁探測系統(tǒng)設(shè)計(jì)，殷長春團(tuán)隊(duì)開發(fā)了面向目標(biāo)自適應(yīng)海洋電磁三維正演算法(殷長春等, 2019)，并對海底起伏地形下埋有高阻異常體模型的不同裝置海洋電磁響應(yīng)進(jìn)行了模擬，分析和總結(jié)了起伏海底地形對雙船拖曳式海洋電磁系統(tǒng)響應(yīng)的影響特征(Zhang et al., 2018)，模型如圖2所示.

圖2 正演計(jì)算用的裝置及模型(Zhang et al., 2018)Fig.2 Devices and models for forwardcalculation (Zhang et al., 2018)

通過與已有的結(jié)果進(jìn)行對比分析(殷長春等, 2014)，結(jié)果表明：1)對于同線和旁線觀測，當(dāng)發(fā)射系統(tǒng)或采集系統(tǒng)經(jīng)過地形突變點(diǎn)時(shí)，海洋電磁響應(yīng)曲線在相應(yīng)的位置出現(xiàn)突跳，電磁響應(yīng)幅值變化和海底地形之間存在良好的對應(yīng)關(guān)系.采集系統(tǒng)經(jīng)過海底地形突變點(diǎn)時(shí)造成的突跳更加明顯，因此，發(fā)射和采集的定位，以及海底地形起伏對海洋電磁響應(yīng)的影響不可忽視.2)同線觀測對高阻異常體的反應(yīng)能力很強(qiáng)，因此對海底高阻油氣目標(biāo)體進(jìn)行探測時(shí)優(yōu)選同線觀測方式.3)該系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的單船拖曳式電磁探測系統(tǒng)，雙船作業(yè)方式更為靈活，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整收發(fā)距與觀測方式，獲得的數(shù)據(jù)集進(jìn)行聯(lián)合反演的結(jié)果優(yōu)于單一數(shù)據(jù)集.上述研究結(jié)果為雙船拖曳式海洋電磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)和響應(yīng)特征識別奠定了理論基礎(chǔ)，具有指導(dǎo)意義.

2 拖曳式發(fā)射技術(shù)

天然電磁場傳播至海底以后，由于深層海水的低通濾波作用，相對高頻的電磁信號在海底變得微弱，無法產(chǎn)生一定信噪比的反射信號供電磁接收設(shè)備采集(Flosadóttir and Constable, 1996).因此需要人工電磁激勵(lì)場源，以滿足深部油氣等目標(biāo)的探測需求.

本論文設(shè)計(jì)的深水拖曳式大功率時(shí)頻電磁發(fā)射系統(tǒng)，以下簡稱發(fā)射系統(tǒng)，主要包括甲板端和水下兩個(gè)部分，工作過程是，船載大功率電能經(jīng)深拖纜傳輸至海底，傳輸至海底發(fā)射方艙的三相高壓電經(jīng)過變壓器降壓后得到三相低壓電，再通過整流橋整流和電容濾波，得到直流低壓電，在智能化電路控制下，最后通過絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊組成的H橋?qū)χ绷鬟M(jìn)行逆變處理，形成多頻點(diǎn)的沖擊逆變電流脈沖，實(shí)現(xiàn)近海底千安培級的大電流激發(fā)，建立超強(qiáng)的人工電磁激勵(lì)場源(Wang et al., 2017).甲板端主要包括船載大功率發(fā)電機(jī)、甲板升壓單元和儀器控制計(jì)算機(jī)等，水下部分主要包括發(fā)射機(jī)拖體、控制艙、發(fā)射方艙、發(fā)射偶極和超短基線USBL信標(biāo)等部件，其原理框圖如圖3下半部分所示.本文設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型發(fā)射方艙可以將大功率器件產(chǎn)生的熱量通過艙壁高效耗散；新型的層疊母排設(shè)計(jì)，也有效減少了功率器件電氣連接之間的雜散電感.

圖3 深水拖曳式大功率電磁發(fā)射系統(tǒng)原理框圖Fig.3 Block diagram of deep water towed high power electromagnetic transmission system

發(fā)射系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程通信、發(fā)射電流采集、電源管理、姿態(tài)方位采集、離底高度監(jiān)測、拖體尾標(biāo)聲學(xué)通信、發(fā)射電壓采集、輔助信息采集(Duan et al., 2019)等功能.發(fā)射系統(tǒng)中大電流逆變技術(shù)是關(guān)鍵，核心指標(biāo)是最大發(fā)射沖擊電流.本文設(shè)計(jì)最大發(fā)射電流1500 A，室內(nèi)驗(yàn)證的發(fā)射電流是2280 A，海上驗(yàn)證的最大發(fā)射電流是1988 A，頻率范圍是0.01～16 Hz.這個(gè)指標(biāo)處于國內(nèi)領(lǐng)先和國際先進(jìn)水平.

3 拖曳式采集技術(shù)

為了提高工作效率，節(jié)約船時(shí)，省去在海底布設(shè)固定式采集裝置，本文設(shè)計(jì)的采集系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)一樣，均由作業(yè)船只拖曳行進(jìn).該設(shè)計(jì)就可以根據(jù)勘探目標(biāo)不同，采用靈活多變的方式進(jìn)行觀測，獲得更多具有針對性的目標(biāo)地質(zhì)體信息.

多鏈纜多分量電磁探測系統(tǒng)，以下簡稱采集系統(tǒng)，由甲板控制端、拖曳式主采集站、若干臺(tái)多分量電磁從采集站、中性浮力鏈纜以及尾標(biāo)等組成，實(shí)現(xiàn)最大5個(gè)從節(jié)點(diǎn)鏈接，單個(gè)拖曳從節(jié)點(diǎn)測量并記錄三軸正交的電磁場分量以及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息(Chen et al., 2020)，結(jié)構(gòu)如圖4所示.其中，甲板控制端實(shí)現(xiàn)電源控制、GPS授時(shí)、數(shù)據(jù)監(jiān)控等功能；拖曳式主采集站實(shí)現(xiàn)指令傳送、時(shí)間同步(Qiu et al., 2020)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與上傳、電源管理等功能；從采集站中集成低噪聲電場傳感器和磁通門傳感器、數(shù)據(jù)采集艙、高度計(jì)、運(yùn)動(dòng)傳感器等.采集站之間由中性浮力鏈纜連接，保證指令和數(shù)據(jù)通過鏈纜進(jìn)行實(shí)時(shí)交互.主節(jié)點(diǎn)匯總各從采集站的數(shù)據(jù)包，借助光纖纜發(fā)送至甲板端.PC可通過以太網(wǎng)訪問甲板單元，甲板單元與主采集站之間通過光電復(fù)合深拖纜連接.深拖纜集成3條光纖和220VAC電力傳輸，為水下采集站提供220VAC電源、以太網(wǎng).主采集站主要完成AC/DC和光電轉(zhuǎn)換，為后續(xù)從采集站提供以太網(wǎng)通訊和48VDC，同時(shí)記錄姿態(tài)、高度和深度等信息.從采集站負(fù)責(zé)多分量電磁信號采集，以及記錄本站的姿態(tài)信息、高度和深度信息.同時(shí)，采用6支電極組成三軸正交電場傳感器，實(shí)現(xiàn)對Ex、Ey、Ez三個(gè)分量電場的測量；磁通門傳感器完成三軸正交Bx、By、Bz三分量磁場測量；采集艙內(nèi)置電子部件，實(shí)現(xiàn)各傳感器信號的高精度采集、存儲(chǔ)和傳輸；高度計(jì)用于獲取拖體離海底高度數(shù)據(jù)；定位信標(biāo)實(shí)現(xiàn)拖體的水下定位，可獲取拖體精確位置；拖體集成全部零部件，提供承載平臺(tái)；浮體為采集站提供浮力，使得采集站浮力為中性；等浮纜將多臺(tái)采集站連接，實(shí)現(xiàn)供電、通訊、牽引等功能.主采集站與尾標(biāo)各安裝一個(gè)USBL信標(biāo)，用于實(shí)時(shí)獲取位置信息.多鏈纜多分量電磁采集系統(tǒng)，在甲板端到海底各個(gè)采集站之間，構(gòu)建了完整的數(shù)據(jù)鏈路和以太網(wǎng)鏈路.上位機(jī)可通過以太網(wǎng)鏈路實(shí)時(shí)查看各個(gè)采集站的姿態(tài)信息、高度深度信息及采集的電磁數(shù)據(jù).

圖4 多鏈纜拖曳式電磁采集系統(tǒng)原理框圖Fig.4 Block diagram of multi-cable towed electromagnetic acquisition system

4 海洋試驗(yàn)及結(jié)果分析

2019年11月，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局組織第三方質(zhì)量監(jiān)督專家，利用海洋地質(zhì)四號和海洋地質(zhì)六號船開展了深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)現(xiàn)場海試.海試任務(wù)來自于“深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)研發(fā)” (2016YFC0303100)項(xiàng)目科研搭載，該項(xiàng)目是科技部“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”下屬項(xiàng)目之一.海洋地質(zhì)六號船作為發(fā)射子系統(tǒng)海試母船，海洋地質(zhì)四號船作為采集子系統(tǒng)海試母船.

雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)共完成兩次海上試驗(yàn)，工區(qū)位于南海北部珠江口東南部，航跡圖和觀測示意圖如圖5所示.第一次海試時(shí)間段為2019年11月9—12日，深水工區(qū)水深2000 ～2400 m，在神狐海域開展了同線觀測方式的試驗(yàn)；11月13日—14日避風(fēng)；第二次海試時(shí)間段為11月15—18日，在珠江口外海域動(dòng)力定位點(diǎn)附近開展了4條測線工作，分別為2條同線、1條旁線和1條同心圓測線觀測.同心圓的中心為拖曳式發(fā)射船.

圖5 試驗(yàn)海域位置及示意圖Fig.5 Location and schematic diagram of test area

參加海試的發(fā)射系統(tǒng)包括甲板供電集裝箱及其內(nèi)部升壓單元、發(fā)射拖體、發(fā)射天線和發(fā)射尾標(biāo)，如圖6所示.圖6a左為發(fā)射電極集裝箱，中間為一臺(tái)400 kVA的柴油發(fā)電機(jī)(由于發(fā)射系統(tǒng)需要的發(fā)射功率較大，為了安全和布線方便，另外攜帶一臺(tái)發(fā)電機(jī)作為主供電電源)，右為甲板供電集裝箱.圖6b為大電流發(fā)射機(jī)拖體，長4.5 m×寬1.1 m×高1.3 m，重約2.5 t，采用船載的直徑33 mm光電復(fù)合深拖纜為其提供電力和光纖通信支持.發(fā)射機(jī)拖體和圖6d中的尾標(biāo)拖體上各有一個(gè)超短基線USBL定位信標(biāo)，用于確定前端和后端發(fā)射電極的水下絕對位置.發(fā)射機(jī)拖體和尾標(biāo)拖體上還裝有高度計(jì)，用于測量拖體和尾標(biāo)距離海底的高度，為船載多波束測量的海底地形進(jìn)行修訂參考.圖6c中的發(fā)射天線包括發(fā)射電纜和發(fā)射電極，均是中性浮力組件，便于在近海底進(jìn)行拖曳.

圖6 深水拖曳式大功率電磁發(fā)射系統(tǒng)參試設(shè)備(a) 甲板供電集裝箱及其內(nèi)部升壓單元； (b) 發(fā)射拖體； (c) 發(fā)射天線； (d) 發(fā)射尾標(biāo).Fig.6 The deep water towed high power electromagnetic transmission system test equipment(a) Deck power supply container and its internal boosterunit; (b) The towed body; (c) Transmitting antenna; (d) Transmitter tail.

圖7 多鏈纜拖曳式電磁采集系統(tǒng)參試設(shè)備(a) 拖曳式主采集站； (b) 從采集站A； (c) 從采集站B； (d) 采集尾標(biāo).Fig.7 The multi-cable towed electromagnetic acquisition system test equipment(a) Towed main acquisition station; (b) Collection station A; (c) Collection station B; (d) Tail tags.

圖8 不同類型激發(fā)波形情況下的電流電壓曲線(a) 頻率型發(fā)射電流曲線； (b) 與1對應(yīng)發(fā)射電壓曲線； (c) 1∶10占空比的時(shí)間型發(fā)射電流曲線； (d)與(c)對應(yīng)的發(fā)射電壓曲線.Fig.8 Current and voltage curves under different transmission waveforms(a) Frequency type transmission current curve; (b) Transmission voltage curve corresponds to 1; (c) Time-type transmission current curve with 1∶10 duty cycle; (d) Transmission voltage curve corresponds to (c).

采集系統(tǒng)包括拖曳式主采集站、從采集站A、從采集站B和尾標(biāo)，如圖7所示.圖7a中的主采集站采用光電復(fù)合纜與甲板端建立電力和通信連接，綠色的電纜為中性浮力的鏈纜，用于鏈接主采集站和從采集站，進(jìn)行電力供應(yīng)和數(shù)據(jù)傳輸(Chen et al., 2020)海試結(jié)果充分驗(yàn)證了發(fā)射系統(tǒng)和采集系統(tǒng)的功能和性能，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或超過了預(yù)定研究目標(biāo).代表性的試驗(yàn)結(jié)果曲線如圖8、9和10所示.

對于不同類型激發(fā)波形情況下發(fā)射電壓和發(fā)射電流曲線，如圖8所示，即頻率型曲線，俗稱頻域波形，占空比近100%；時(shí)間型曲線，俗稱時(shí)域波形，占空比可調(diào)，圖中展示的是1∶10的波形，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)1∶10到1∶100可調(diào)的占空比輸出.在頻域波形情況下，最大發(fā)射沖擊電流達(dá)1988 A，如圖8上邊兩個(gè)圖形所示.無論在頻域和時(shí)域波形情況下，發(fā)射電壓波形在關(guān)斷和開啟的瞬間均會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰，由于電壓波形采樣率有限，尖峰波形不能完整展示.

拖曳式電磁場采集會(huì)引入運(yùn)動(dòng)噪聲，導(dǎo)致采集到的電場和磁場信號本底噪聲較大.圖9展示了在發(fā)射頻率0.1 Hz和發(fā)射電流1500 A情況下，從采集站A截取的某段時(shí)間序列曲線.從圖中可以看出，Ex、Ey通道信噪比較好，Ez信號不佳，磁道對人工場源信號靈敏度低.

觀測的電磁信號數(shù)據(jù)時(shí)頻譜見圖10，給出了兩個(gè)從采集站分別在同線和旁線兩種情況下部分電場分量的短時(shí)傅里葉變換時(shí)頻譜圖.不同顏色代表了信號強(qiáng)弱，紅色代表信號強(qiáng)，藍(lán)色代表信號弱.圖10a是同線測量方式下，從采集站B的Ex分量時(shí)頻譜圖.人工源發(fā)射波形為0.25 Hz的方波.

圖9 從采集站A截取的某段時(shí)間序列曲線Fig.9 A certain period of time series curve intercepted from collection station A

圖10 時(shí)頻譜圖(a) 同線，從采集站B，Ex分量; (b) 旁線和同心圓，從采集站B，Ex分量; (c) 旁線和同心圓，從采集站B，Ey分量; (d) 旁線和同心圓，從采集站A，Ex分量; (e) 旁線和同心圓，從采集站A，Ey分量; (f) 旁線和同心圓，從采集站B，Ez分量.Fig.10 Time spectrum diagram(a) Axial line, acquisition station B, Ex component; (b) Sideline, concentric circles, acquisition station B, Ex component; (c) Sideline, concentric circles, acquisition station B, Ey component; (d) Sideline, concentric circles, acquisition station A, Ex component; (e) Sideline, concentric circles, acquisition station A, Ey component; (f) Sideline, concentric circles, acquisition station B, Ez component.

圖10(b—f)前半段(02∶24之前)為旁線測量，后半段為同心圓觀測方式.圖10b為旁線和同心圓方式下，從采集站B的Ex分量時(shí)頻譜圖.發(fā)射波形0.25 Hz的方波.通過對比圖10a和圖10b可以發(fā)現(xiàn)，近似收發(fā)距情況下(收發(fā)距約為720 m)，同線測量模式的電場響應(yīng)幅度大于旁線測量方式.

圖10c為旁線和同心圓方式下，從采集站B的Ey分量時(shí)頻譜圖.通過對比圖10b和10c發(fā)現(xiàn)，Ey分量與Ex分量的時(shí)間一致性較好，但其場值較Ex分量的場值小.

圖10d和圖10e為旁線和同心圓方式下，從采集站A的Ex和Ey分量時(shí)頻譜圖.通過對比圖10b、圖10d和圖10e發(fā)現(xiàn)，從采集站A的Ex分量較從采集站B的Ex分量場值略小，原因?yàn)閺牟杉綛的Ex極距大于從采集站A.同樣，從采集站A的Ex分量較Ey分量場值略大.

圖10f為旁線和同心圓方式下，從采集站B的Ez分量時(shí)頻譜圖.該分量的幅度比Ex和Ey分量幅度均小.

根據(jù)從采集站A和B時(shí)間序列的時(shí)頻譜圖分析可以獲悉，Ex、Ey分量信噪比較高，人工源信號清晰可見，Ez分量信噪比相對較低，這與Ex、Ey和Ez的極距分別為5 m、4 m和2 m相對應(yīng).從此也可以得到，增加極距可以顯著提高信噪比.五張圖中，無論人工源信號是否在激發(fā)，所采集的信號中均存在一個(gè)以2 Hz左右為基頻的頻率，該信號可能與拖曳運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的有規(guī)律運(yùn)動(dòng)噪聲有關(guān)；在0.1～0.2 Hz范圍內(nèi)也存在較大的背景噪聲，可能與海浪噪聲有關(guān)，若要激發(fā)相關(guān)頻率，則必須增加發(fā)射源偶極矩，以抑制海浪噪聲，這也為以后的電磁發(fā)射提供了頻率選擇參考.

總體而言，各個(gè)采集站的一致性較好，完整地反映了人工源信號的激發(fā)過程，從而證明了深水拖曳式大功率時(shí)頻發(fā)射與多鏈纜多分量電磁探測系統(tǒng)工作正常，可以獲取到信噪比高的數(shù)據(jù)，顯著提升數(shù)據(jù)質(zhì)量和有效的數(shù)據(jù)數(shù)量，為后續(xù)處理和反演提供技術(shù)支撐.

5 技術(shù)指標(biāo)與對比

經(jīng)過室內(nèi)測試和海上試驗(yàn)驗(yàn)證，本文所設(shè)計(jì)的深水拖曳式大功率時(shí)頻發(fā)射與多鏈纜多分量電磁探測系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)總結(jié)如表1所示.由于國內(nèi)外并未有類似的雙船全拖曳式電磁探測系統(tǒng)，僅能與國際上同類型的美國Scripps海洋研究所、挪威PGS公司和國內(nèi)有關(guān)單位研制的相近全拖曳式電磁系統(tǒng)進(jìn)行對比.國內(nèi)中國海洋大學(xué)和山東藍(lán)?？扇急碧介_發(fā)研究院有限公司(余剛等, 2020)正在攻關(guān)類似系統(tǒng).

6 結(jié)論與展望

(1)以理論正演為出發(fā)點(diǎn)，在國內(nèi)首次提出了雙船全拖曳式海洋可控源電磁探測技術(shù)，突破了近海底條件下的大電流拖曳式發(fā)射關(guān)鍵技術(shù)，解決了全鏈纜多通道動(dòng)態(tài)三軸電磁場的實(shí)時(shí)高精度采集和傳輸難題.

表1 硬件系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)表Table 1 Technical specifications of hardware system

(2)發(fā)射系統(tǒng)和采集系統(tǒng)分別由兩艘船拖曳行進(jìn)，可以根據(jù)勘探目標(biāo)不同，采用靈活多變的方式進(jìn)行觀測，獲得更多具有針對性的目標(biāo)地質(zhì)體電性異常信息.同時(shí)克服了常規(guī)海洋可控源電磁探測方法作業(yè)效率不高的難題，無需提前在海底布設(shè)接收裝置，可以節(jié)約大量的船時(shí)，提高工作效率，這對有限的海上作業(yè)時(shí)間窗口至關(guān)重要.

(3)所研發(fā)的裝備技術(shù)將為后續(xù)開展海底資源調(diào)查，尤其是深水油氣、天然氣水合物、塊狀金屬硫化物以及海底其他礦產(chǎn)資源勘探提供高技術(shù)支撐.另外，也可以用于淺部地質(zhì)構(gòu)造探測、滑坡災(zāi)害預(yù)警、水中靜止和移動(dòng)目標(biāo)探測等領(lǐng)域.

致謝向各位審稿人及編輯表示衷心感謝.向團(tuán)隊(duì)的其他成員，包括所有參與雙船拖曳海洋電磁系統(tǒng)研發(fā)的項(xiàng)目組成員表示感謝，同時(shí)也感謝海洋地質(zhì)六號與海洋地質(zhì)四號船全體船員的大力支持.