电磁驱动的可控震源系统及应用

地球信息探测仪器教育部重点实验室
Electrodynamic Vibroseis and Its Applications
河北迁安县首钢大石河矿区可控震源地震实验深 度剖面图(比例尺 水平 1:3000 垂直 1:3000)
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6.2 m
4.9 m
Time:ms
0m
40m
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不同大地的影响
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增加扫描信号长度的效果示意
扫描信号频率与宽度变化对相关波形的影响
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f f2
线性扫描
f fe
f1
非线性扫描
t f1
f2
t
T 非线性扫描示意
联合扫描示意
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PHVS-500型可控震源系统在郑州黄河滩 实验现场
PHVS-1000型电磁驱动可控震源 2004年获发明专利一项
出力是国外同类产品的两倍
三 电磁驱动的可控震源系统应用
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80m
100
200 振幅强度颜色投影标尺：
0m
度地 层 深
-52.8m
花岗岩 24m
7.0m
7.0m
2 鞍山涵洞可控震源地震探测成像
3. 易门铜矿井中地震勘探
我国当前正在开采的众多有色金属生 产基地，曾为我国经济的发展做出了较大 的贡献，但这些大型有色金属矿山，很大 一部分的探明资源均已枯竭，保证年限低 于5年。
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线性扫描信号的频谱
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在众多有色金属工业基地中，存在众 多矿业型城市，矿业及矿产品加工业产值 占该城市工业总产值的30%以上，有的甚 至达90%，可以说，这些重要资源生产基 地的兴衰决定着所在城市的兴衰。而由于 矿产资源枯竭导致的社会矛盾，严重危及 地区经济发展和社会稳定。
电磁驱动的可控震源系统及应用
主要内容
地震勘探简介 电磁驱动可控震源系统设计 电磁驱动可控震源系统应用 相控可控震源系统设计 结论与建议
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一 地震勘探简介
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Electrodynamic Vibroseis and Its Applications 长春
北京
昆明
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凤山
内蒙正镶白旗地下水勘察
内蒙正镶白旗地下水勘察
城市环境
矿井巷道
云南省铜业集团有限公司易门矿务局狮凤山矿巷道入口
二 可控震源系统设计
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理想的能量无限大尖脉冲（a）及其频谱（b），尖脉冲（c）及其频谱（d）
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20
1
1 可控震源 4 50~500 2000 6144
14
1
17
2 可控震源 4 50~500 2000 6144
20
1
3 可控震源 4 50~500 2000 6144 10
1
1 锤击震源 16
__
4000 1024
20
2
13 2 锤击震源 16
__
4000 1024
20
2
云南易门矿务局危机矿山增储勘探技术研究
狮山
No.9中段 No.13中段 No.14中段 No.17中段
观测系统参数设计：
中段号
测线 号
震源类型
叠加次 数
扫描频 率(Hz)
采样率 (Hz)
记录时 间(ms)
偏移距
道间距
1 可控震源 4 50~500 2000 6144 20
1
14
2 可控震源 4 50~500 2000 6144
10
1
3 可控震源 4 50~500 2000 6144
云南省铜业集团有限公司易门矿务局狮凤山矿巷道入口
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Time(m s)
Time(m s)
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CDP(1.5m 0)
50
100
150
200
250
300
0
100
10
0
200
200
300
300
400
400
500
500
1 河北迁安县首钢大石河矿区可控震源激发 地震实验剖面图
地下探测成像示意
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课题背景及研究意义
地震勘探是一种常用的地球物理勘探方法。震源是地震 勘查技术的重要组成部分，是产生地震信号的源头。其 中，相控阵可控震源是在城镇人口稠密区不允许使用冲 击震源的前提下，进行浅层地震勘探的有效设备。
天然 地震
人工 锤击
炸药
可控 震源
内蒙正镶白旗地下水勘察
作用于可控震源基板的反作用力
ap
Mp
am
Mr
反馈信号
驱动力 控制
伺服系统
基板
a a -f(t)=Mr r+Mp p
可控震源控制原来自百度文库图
预定扫描 控制
功放
运动体 加速度 基板加速度
多路切换 信号调理
幅度控制 DAC RAM
Mr Mp
Timer ADC
AD7008
激振器
CRT
工控586微机
硬 盘
基板
轻便高频可控震源系统框图
幅 度
0 频率
炸药震源通过地震仪的限带接收后得到的频谱
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扫描信号的形成示意
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可控震源工作示意
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ap am
Mr Mp
基板
a a -f(t)=Mr r+Mp p