◎本報記者 操秀英

　　近日，由中國海油自主研發的我國首套海底地震勘探節點采集係統裝備——“海脈”順利完成渤海渤中8-3工區作業(ye) ，這是“海脈”完成的首個(ge) 大麵積工區作業(ye) 。

　　“海脈”集成高靈敏度檢波器和超低噪音采集電路等設備，大幅提升了對微弱信號的檢測能力，能夠捕捉到在萬(wan) 米地層下相當於(yu) 蚊子飛行聲1/150大小的地震波信號。根據這些信號，“海脈”便可獲得高清油氣藏數據信息。

　　“有了它，我國主要海域的海底精細地震勘探需求得到滿足，我國海洋油氣勘探開發能力將得到進一步提升。”中海油服物探裝備研究所研發團隊首席工程師阮福明表示。

　　不能走別人的老路

　　找油找氣，物探先行。

　　物探工作就像給海底做CT掃描，會(hui) 得到一張標注著油氣埋藏具體(ti) 位置的地圖。由於(yu) 具備布放靈活、信號采集全麵精細等特點，近年來，海底節點裝備研究越來越多應用於(yu) 海洋油氣勘探領域。

　　“通俗來講，此前應用較多的拖纜地震勘探係統作業(ye) 速度快，適合大麵積初篩，可以大概搞清楚某個(ge) 地方油氣藏情況怎麽(me) 樣。而海底節點裝備則用於(yu) 在此基礎上進行更精細地勘探，它們(men) 之間的差異就仿佛是從(cong) 1080P到4K的變化。”阮福明介紹道。

　　作為(wei) 采集海底地質信息的關(guan) 鍵性技術裝備，我國的海底地震勘探節點采集裝備長期依賴進口，嚴(yan) 重製約了我國海洋油氣勘探開發進程。

　　2019年，中國海油將海底地震勘探節點采集裝備的研發提上日程。

　　當年，中海油服物探裝備研究所立項研發海底節點裝備。“我們(men) 不可能做一個(ge) 跟別人一模一樣的東(dong) 西，這樣既沒有競爭(zheng) 力，還要給別人交大量專(zhuan) 利許可費。”阮福明說，必須另辟蹊徑，走一條不一樣的技術路線。

　　海底節點裝備中最核心的器件是地震檢波器，即感知並接收地震波信號的零件。“拖纜設備隻需水檢，海底節點裝備既要水檢還要陸檢，難度就大多了。”阮福明說。

　　國外成熟產(chan) 品中用的是微機電係統(MEMS)，但國內(nei) 的MEMS技術達不到所需精度。“反複權衡摸索，我們(men) 決(jue) 定使用有源力反饋技術。”阮福明說，該技術使用電子學手段改造常規檢波器，引入負反饋網絡。在負反饋的作用下，傳(chuan) 遞函數的線性度得到改善。

　　時鍾也是個(ge) 重要零部件。一個(ge) 作業(ye) 區域通常要在海底布數千個(ge) 節點，要實現這些節點的時間同步不是一件容易的事情。阮福明說，國外廠商使用的原子鍾技術雖然精度高，但造價(jia) 昂貴。“我們(men) 最終使用了雙溫控時鍾。經過算法優(you) 化處理，雙溫控時鍾達到了跟原子鍾同樣的效果。”

　　就這樣一點點摸索，兩(liang) 年後，研發團隊做出第一台樣機。

　　此時，中國海油決(jue) 定從(cong) 集團層麵推動海底節點裝備的產(chan) 業(ye) 化。

　　阮福明深知，從(cong) 樣機到產(chan) 品還有很長的路要走。此前，由他領銜研究的我國首套海上高精度拖纜地震勘探係統成套核心裝備用了十幾年才實現這一目標。

　　“由於(yu) 有緊迫的作業(ye) 需求，剛開始我們(men) 是想兩(liang) 條腿走路，一方麵加強跟國外公司的合作，盡快出產(chan) 品，一方麵盡快推進我們(men) 自己的產(chan) 業(ye) 化進程。”阮福明坦陳。

　　經過幾輪的談判，團隊與(yu) 國外公司達成了合作意向。沒想到，項目設立不久，形勢突變。2021年底，對方拒絕合作。麵對新形勢，科研團隊根據項目要求的成果倒排時間節點，加班加點。“團隊成員沒有休息日，每天都在和時間賽跑。”阮福明說，除了要完成集團的硬性任務，其實大家也憋著一口氣。“外方在拒絕合作的同時，還趾高氣揚地說，單憑我們(men) 自己不可能做出來，我們(men) 不能被人看扁了。”

　　已進入批量製造階段

　　於(yu) 是團隊開啟了科研攻關(guan) 之路。

　　有一段時間，研究人員發現，被固定在電路板上的雙溫控時鍾在強撞擊時容易壞。於(yu) 是，科研人員將電路懸空，並加了很多防震措施，在室內(nei) 各種拋、摔，終於(yu) 讓它練就“金剛不壞之身”。

　　除了死磕，科研中還需要一些運氣。

　　研究團隊發現節點中正在工作的元器件突然變成初始狀態，罷工了。“我們(men) 各種測試、排查，分析原因，但毫無頭緒。”阮福明回憶，一籌莫展時，一位研發人員無意中拿著螺絲(si) 刀在外殼上劃了一下，突然發現示波器有反應，出現了脈衝(chong) ，這讓他們(men) 意識到元器件罷工的原因會(hui) 不會(hui) 是摩擦引起的靜電？

　　“我們(men) 就拿布使勁擦外殼，發現還真是靜電搗的鬼。”阮福明笑稱，當時，外殼材料已經無法更改，後來他們(men) 通過優(you) 化軟件算法解決(jue) 了這一問題。

　　2022年9月底，研究團隊投放320個(ge) 節點進行海底測試。結果表明，其自主研發的節點裝備性能良好，尤其是在低頻上的勘探精度優(you) 於(yu) 外方產(chan) 品。

　　這個(ge) 時候，大家才稍微鬆了口氣。

　　在不斷測試優(you) 化裝備的過程中，海底節點裝備的生產(chan) 線和車間也在抓緊建設中。今年年初，曆時8個(ge) 月，國內(nei) 首條自主海底節點生產(chan) 線建設完成。

　　“我們(men) 僅(jin) 用了14個(ge) 月，就實現了從(cong) 實驗樣機到產(chan) 品技術定型，並發布海底節點裝備‘海脈’。”阮福明表示。

　　今年4月份，“海脈”進入批量製造階段。兩(liang) 個(ge) 月時間內(nei) ，中海油服生產(chan) 出6000多個(ge) “海脈”。

　　7月份，“海脈”在渤海海域正式投入使用。作業(ye) 人員將數千個(ge) “海脈”節點按照設計要求，通過專(zhuan) 業(ye) 收放裝備有規律地布放在海床指定位置，形成一個(ge) 覆蓋在海床上的巨大信息采集網。這些節點就像一個(ge) 個(ge) “聽診器”，接收著來自海底地層反射的地震波信號，並以數據的形式存儲(chu) 記錄下來。作業(ye) 完成後將其收回，下載分析采集到的數據信息，處理成地震剖麵，最終可生成海底地層的清晰“CT影像”。

　　此次在渤海投用的“海脈”設計水深500米，實際作業(ye) 能力可達700米。研究團隊透露，他們(men) 正在設計水深達千米級的海底節點裝備。（來源：科技日報）