中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院和中船電子科技有限公司在國家發(fā)展和改革委員會(huì)海洋工程專項(xiàng)支持下自主研發(fā)的海洋多纜物探系統(tǒng)中的核心子系統(tǒng)——高精度拖纜采集系統(tǒng)近日成功進(jìn)行海上試驗(yàn)。國慶節(jié)前夕，SERI-ROSE多纜物探系統(tǒng)對(duì)選定區(qū)域的海洋地質(zhì)情況進(jìn)行探測。經(jīng)對(duì)比，該系統(tǒng)在信噪比、地質(zhì)成像清晰度和分辨率等方面均達(dá)到國際先進(jìn)水平。
記者了解到，目前，我國已具備三維高性能多纜物探船的建造和交付能力，但海上物探裝備主要依賴進(jìn)口。系統(tǒng)工程院及中船電科成功研制SERI-ROSE系統(tǒng)，是我國海上物探裝備產(chǎn)業(yè)化之路上取得的重要突破，將推動(dòng)我國盡早具備物探船、物探設(shè)備的完全自主研制能力。
瞄準(zhǔn)前沿 發(fā)力自主研發(fā)
從20世紀(jì)30年代開始，國外便開展了海上地震勘探活動(dòng)。70年代以后，地震勘探技術(shù)迅速發(fā)展，海上地震勘探開始向深水區(qū)域挺進(jìn)。到了90年代，國際上大力應(yīng)用和推廣多纜多道地震勘探船，促進(jìn)了三維高分辨率拖纜勘探技術(shù)和采集數(shù)據(jù)處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，并大大提高了勘探精度及勘探效率。
“如今海上勘探采用最多的是多纜地震勘探方法，而10纜以上的勘探船是多纜地震勘探的主力。系統(tǒng)工程院長期從事聲納裝備技術(shù)研究，在系統(tǒng)集成、檢波器研制和高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此責(zé)無旁貸地承擔(dān)了自主研制多纜物探系統(tǒng)的任務(wù)?！毕到y(tǒng)工程院黨委書記楊國兵表示。
2013年，系統(tǒng)工程院依托國家發(fā)改委海洋工程產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)，開始實(shí)施多纜高性能地球物理勘探船物探系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目，成功研制了高分辨率拖纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?！霸撓到y(tǒng)當(dāng)時(shí)就被命名為‘SERI-ROSE’， SERI代表我院，ROSE是高分辨率海上地震采集設(shè)備的簡稱（High Resolution Offshore Seismic Equipment）?！睏顕榻B說。
據(jù)了解，SERI-ROSE高分辨率海上拖纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從系統(tǒng)架構(gòu)上，可分為水下拖纜系統(tǒng)和船載室內(nèi)系統(tǒng)。其與物探船的導(dǎo)航子系統(tǒng)、***震源子系統(tǒng)、姿態(tài)控制子系統(tǒng)協(xié)同工作，共同構(gòu)成了SERI-ROSE物探系統(tǒng)。
據(jù)該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人顏晗介紹，SERI-ROSE的水下拖纜系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成多通道數(shù)據(jù)采集、傳輸、協(xié)議解析、供電、監(jiān)測等任務(wù)。拖纜系統(tǒng)采集的地震數(shù)據(jù)再傳送到船載室內(nèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)、質(zhì)量控制、系統(tǒng)管理和實(shí)時(shí)處理等功能。
攻克難關(guān) 打破國外壟斷
海洋物探系統(tǒng)屬于高端海工技術(shù)裝備，目前，世界上多纜地球物理勘探船物探裝備市場主要由美國ION公司、法國Sercel公司和斯倫貝謝公司等歐美公司把持。他們的資金、技術(shù)力量雄厚，占據(jù)了海上拖纜地震勘探裝備市場的大部分份額?！盀榇?，我院立足自主研發(fā)，攻克拖纜及數(shù)字包設(shè)計(jì)與加工、船載采集子系統(tǒng)研制等方面的關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)，以打破國外壟斷，實(shí)現(xiàn)大工作深度、小道間距的高分辨率拖纜地震采集系統(tǒng)國產(chǎn)化，并最終研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能多纜海上物探系統(tǒng)。”楊國兵說。
拖纜子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與加工是顏晗及其團(tuán)隊(duì)在研發(fā)過程中面對(duì)的首要問題?！巴侠|子系統(tǒng)包含十余個(gè)部分，任何一個(gè)部分出現(xiàn)問題都可能導(dǎo)致整個(gè)拖纜子系統(tǒng)難以正常工作。” 顏晗介紹說。數(shù)字包是拖纜子系統(tǒng)乃至整個(gè)拖纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，若其中的采集板出現(xiàn)故障，只能剖開拖纜維修。為提高數(shù)字包的可維修性，系統(tǒng)工程院攻克了采集板和傳輸板高度集成設(shè)計(jì)與數(shù)字包電路低功耗設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)，使集中式數(shù)字包實(shí)現(xiàn)了高度集成化和模塊化，同時(shí)優(yōu)化了數(shù)字包艙體水密結(jié)構(gòu)。“這在國內(nèi)尚屬首例?！鳖侁媳硎?。
接下來，顏晗及其團(tuán)隊(duì)還面臨著控制海洋污染、擴(kuò)展拖纜應(yīng)用方式、準(zhǔn)確設(shè)計(jì)SERI-ROSE與各子系統(tǒng)的接口等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。經(jīng)過多次選型與試驗(yàn)測試，研發(fā)人員設(shè)計(jì)出固有噪聲低、采集頻率范圍寬的固體拖纜。同時(shí)，系統(tǒng)工程院進(jìn)行了大深度檢波器的自主研究，通過多次材料及工藝改進(jìn)，使SERI-ROSE具有較大的應(yīng)用拓展?jié)摿?。在SERI-ROSE與各子系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)方面，顏晗及其團(tuán)隊(duì)對(duì)大量水鳥的數(shù)據(jù)類型及標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交互方式進(jìn)行研究，構(gòu)成水鳥的數(shù)據(jù)交互接口，通過制定采集子系統(tǒng)的工作狀態(tài)控制方案、明確各子系統(tǒng)間的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)類型及交互方式等，最終解決了決定系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵性技術(shù)難題。
取得突破 達(dá)到國際先進(jìn)
盡管我國已經(jīng)具備三維高性能多纜物探船的建造和交付能力，如上海船廠船舶有限公司建造的“發(fā)現(xiàn)6號(hào)”物探船等，但海上物探裝備使用的均為國外產(chǎn)品。當(dāng)前，我國從事海上地震勘探作業(yè)的物探船配備的拖纜地震采集系統(tǒng)主要來自法國Sercel公司和美國ION公司。然而，進(jìn)口設(shè)備的性能參數(shù)受諸多技術(shù)限制，妨礙了我國海上高分辨率地震勘探的發(fā)展，不利于國內(nèi)油田的深度精細(xì)開發(fā)和海上隱蔽油氣資源的發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，進(jìn)口設(shè)備價(jià)格高昂，維修困難，采購周期長，也增加了我國海上地震勘探的作業(yè)成本。
“為此，我院自主開展了物探采集系統(tǒng)研制工作。經(jīng)過數(shù)年的潛心研究，我們終于完成了樣機(jī)研制工作，并在廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局‘探寶號(hào)’海洋調(diào)查船上開展了海試。與最新進(jìn)口的產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果表明， SERI-ROSE系統(tǒng)性能均達(dá)到了國際先進(jìn)水平?！睏顕f?！?/p>
據(jù)了解， SERI-ROSE系統(tǒng)不僅技術(shù)先進(jìn)，而且保持了自身特色。該系統(tǒng)具有小道距、高分辨率、便攜式、可擴(kuò)展的特點(diǎn)，適用于小型生產(chǎn)作業(yè)，如數(shù)字地震井場調(diào)查、高分辨2D勘探和小型3D高分辨勘探等。而作為物探系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高分辨率海上勘探的決定性因素，小道間距的設(shè)計(jì)直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量。SERI-ROSE的道間距為6.25米，已經(jīng)突破了國外進(jìn)口設(shè)備在道間距方面的技術(shù)限制。
業(yè)內(nèi)人士表示，SERI-ROSE系統(tǒng)的成功研制將為我國海上物探裝備產(chǎn)業(yè)化打開突破口。下一步我國將通過對(duì)綜合導(dǎo)航設(shè)備、拖纜控制定位設(shè)備、***震源的進(jìn)一步研究，最終形成物探船、物探設(shè)備的完全自主研制能力。
來自中國船舶報(bào)
