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中国船舶工业系统工程研究院和中船电子科技有限公司在国家发展和改革委员会海洋工程专项支持下自主研发的海洋多缆物探系统中的核心子系统——高精度拖缆采集系统近日成功进行海上试验。国庆节前夕，SERI-ROSE多缆物探系统对选定区域的海洋地质情况进行探测。经对比，该系统在信噪比、地质成像清晰度和分辨率等方面均达到国际先进水平。
记者了解到，目前，我国已具备三维高性能多缆物探船的建造和交付能力，但海上物探装备主要依赖进口。系统工程院及中船电科成功研制SERI-ROSE系统，是我国海上物探装备产业化之路上取得的重要突破，将推动我国尽早具备物探船、物探设备的完全自主研制能力。
瞄准前沿 发力自主研发
从20世纪30年代开始，国外便开展了海上地震勘探活动。70年代以后，地震勘探技术迅速发展，海上地震勘探开始向深水区域挺进。到了90年代，国际上大力应用和推广多缆多道地震勘探船，促进了三维高分辨率拖缆勘探技术和采集数据处理技术的进一步发展，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缆地震勘探方法，而10缆以上的勘探船是多缆地震勘探的主力。系统工程院长期从事声纳装备技术研究，在系统集成、检波器研制和高速数据采集技术等方面积累了丰富的经验，因此责无旁贷地承担了自主研制多缆物探系统的任务。”系统工程院党委书记杨国兵表示。
2013年，系统工程院依托国家发改委海洋工程产业化专项，开始实施多缆高性能地球物理勘探船物探系统研发项目，成功研制了高分辨率拖缆地震数据采集系统。“该系统当时就被命名为‘SERI-ROSE’， SERI代表我院，ROSE是高分辨率海上地震采集设备的简称（High Resolution Offshore Seismic Equipment）。”杨国兵介绍说。
据了解，SERI-ROSE高分辨率海上拖缆地震数据采集系统从系统架构上，可分为水下拖缆系统和船载室内系统。其与物探船的导航子系统、***震源子系统、姿态控制子系统协同工作，共同构成了SERI-ROSE物探系统。
据该项目负责人颜晗介绍，SERI-ROSE的水下拖缆系统负责完成多通道数据采集、传输、协议解析、供电、监测等任务。拖缆系统采集的地震数据再传送到船载室内系统，实现作业、质量控制、系统管理和实时处理等功能。
攻克难关 打破国外垄断
海洋物探系统属于高端海工技术装备，目前，世界上多缆地球物理勘探船物探装备市场主要由美国ION公司、法国Sercel公司和斯伦贝谢公司等欧美公司把持。他们的资金、技术力量雄厚，占据了海上拖缆地震勘探装备市场的大部分份额。“为此，我院立足自主研发，攻克拖缆及数字包设计与加工、船载采集子系统研制等方面的关键技术难关，以打破国外垄断，实现大工作深度、小道间距的高分辨率拖缆地震采集系统国产化，并最终研制具有自主知识产权的高性能多缆海上物探系统。”杨国兵说。
拖缆子系统的设计与加工是颜晗及其团队在研发过程中面对的首要问题。“拖缆子系统包含十余个部分，任何一个部分出现问题都可能导致整个拖缆子系统难以正常工作。” 颜晗介绍说。数字包是拖缆子系统乃至整个拖缆地震数据采集系统的关键部分，若其中的采集板出现故障，只能剖开拖缆维修。为提高数字包的可维修性，系统工程院攻克了采集板和传输板高度集成设计与数字包电路低功耗设计等关键技术难关，使集中式数字包实现了高度集成化和模块化，同时优化了数字包舱体水密结构。“这在国内尚属首例。”颜晗表示。
接下来，颜晗及其团队还面临着控制海洋污染、扩展拖缆应用方式、准确设计SERI-ROSE与各子系统的接口等严峻挑战。经过多次选型与试验测试，研发人员设计出固有噪声低、采集频率范围宽的固体拖缆。同时，系统工程院进行了大深度检波器的自主研究，通过多次材料及工艺改进，使SERI-ROSE具有较大的应用拓展潜力。在SERI-ROSE与各子系统的接口设计方面，颜晗及其团队对大量水鸟的数据类型及标准化数据交互方式进行研究，构成水鸟的数据交互接口，通过制定采集子系统的工作状态控制方案、明确各子系统间的标准化数据类型及交互方式等，最终解决了决定系统成败的关键性技术难题。
取得突破 达到国际先进
尽管我国已经具备三维高性能多缆物探船的建造和交付能力，如上海船厂船舶有限公司建造的“发现6号”物探船等，但海上物探装备使用的均为国外产品。当前，我国从事海上地震勘探作业的物探船配备的拖缆地震采集系统主要来自法国Sercel公司和美国ION公司。然而，进口设备的性能参数受诸多技术限制，妨碍了我国海上高分辨率地震勘探的发展，不利于国内油田的深度精细开发和海上隐蔽油气资源的发现。同时，进口设备价格高昂，维修困难，采购周期长，也增加了我国海上地震勘探的作业成本。
“为此，我院自主开展了物探采集系统研制工作。经过数年的潜心研究，我们终于完成了样机研制工作，并在广州海洋地质调查局‘探宝号’海洋调查船上开展了海试。与最新进口的产品进行对比试验的结果表明， SERI-ROSE系统性能均达到了国际先进水平。”杨国兵说。
据了解， SERI-ROSE系统不仅技术先进，而且保持了自身特色。该系统具有小道距、高分辨率、便携式、可扩展的特点，适用于小型生产作业，如数字地震井场调查、高分辨2D勘探和小型3D高分辨勘探等。而作为物探系统实现高分辨率海上勘探的决定性因素，小道间距的设计直接影响着产品质量。SERI-ROSE的道间距为6.25米，已经突破了国外进口设备在道间距方面的技术限制。
业内人士表示，SERI-ROSE系统的成功研制将为我国海上物探装备产业化打开突破口。下一步我国将通过对综合导航设备、拖缆控制定位设备、***震源的进一步研究，最终形成物探船、物探设备的完全自主研制能力。
来自中国船舶报
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发表于 2015-10-21 16:55
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