大功率深海可控源电磁勘探技术
完成单位:中国海洋大学

支撑项目(平台):海底科学与探测技术教育部重点实验室

参与单位:中国海洋大学

所属学科:海洋科学

主要贡献者:李予国

成就简介:研发成功大功率深海可控源电磁勘探系统,完成一系列海洋电磁试验,填补了国内深海电磁探测空白,使得我国跃居国际海洋电磁探测技术与装备研制先进水平行列,为我国深海资源勘探和海洋国土安全战略提供重要技术保障。

中国海洋大学海洋电磁探测技术与装备研发团队充分发挥高等院校的技术研发优势,以国家重大战略需求为导向,经过七年努力,成功研制了我国具有自主知识产权的大功率海洋可控源电磁勘探系统。该系统由1000A级大功率拖曳式可控源电磁发射系统、4000米深海海底采集站、拖曳式电场接收系统、甲板电磁信号监控系统、中性浮力发射天线和深海探测定位系统以及海洋可控源电磁处理解释系统等组成,可用于深水油气资源勘探、天然气水合物探测、海底深部电性结构及洋中脊研究。
大功率海洋可控源电磁勘探系统的成功研发不仅填补了我国深海可控源电磁探测的空白,而且其中的核心设备1000A大功率水下电流发射系统、4000米海底电磁采集站和中性浮力发射天线等使我国成为有能力在水深超过3000米海域进行深海可控源电磁场测量和研究的少数国家之一。该成果在以下三方面实现了重大技术突破:
一是电流发射系统输出电流达到1000安培,提高了电磁场信号的信噪比,探测范围更广,探测深度更深。目前,世界上只有美国和挪威能将电流发射器的发射电流做到1000安培。2017年3月-4月,以该团队为主研发的大功率深海海洋电磁勘探系统于中国南海北部海域进行了海洋试验,成功完成我国首条深海可控源电磁探测剖面。海试成功标志着我国一举打破国外技术垄断,具备了在浅海和深海独立进行海洋电磁探测的能力。  
二是海底电磁采集站可采集接收测海底微弱电磁信号。突破了海底电磁采集站中超低频、宽带、低噪声、高增益放大器的关键技术,可有效放大海底微弱电磁场信号,提高电磁信号采集质量。海底电磁采集站已在黄海、东海、南海和西太平洋等海域投放80余台次,全部成功回收,回收率100%。2015年6月完成我国南海4000米水深试验,2017年5月-7月成功实现了我国首次在西太平洋超过4000米水深海域的海洋电磁观测。
三是实现了关键部件国产化。这套系统中的一些关键部件都实现了国产化,包括海底电磁采集站的电场传感器和中性浮力发射天线等,表明该探测系统自主研制水平已位列国际前沿。
这些自主创新成果的问世,既标志着我国已跃居国际海洋电磁探测技术与装备研制的第一梯队,也使我国的深海油气资源勘探与开发工作翻开了崭新的一页。
本研究相关成果现已应用于中国船舶重工集团公司第七研究院承担的国家重大基础设施建设项目“极低频探地(WEM)工程”中的“WEM大陆架电磁探测测试试验”:在南海北部海区及南黄海北部海区完成3个航次海试,完成了共计9个站位的海底电磁采集站(OBEM)资料,完成国内首次超远距离接收极低频大功率发射台所发极低频信号,为解决远距离水下大深度通信这一难题中的接收关键技术提供了技术支持。

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