扫描信号激振下振动器-大地耦合动刚度和动阻尼研究

李 刚，徐光明，黄志强，亓 文，郝 磊

（1.西南石油大学机电工程学院，四川成都610500；2.中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，河北涿州072750）

油气勘探与开发在很大程度上依赖于勘探技术和装备，勘探技术和装备的水平决定了找油找气的能力和准确度。可控震源具有高效、环保、安全等优点，被誉为油气勘探领域的工程利器，已应用于石油天然气的勘探［1-3］。

振动器是可控震源的核心部件，直接决定了可控震源所激发信号的质量。目前广泛采用的振动器的激振模型是20世纪80年代Sallas提出的加权和模型［4］。近年来，很多学者通过分析和测试指出，由于没有考虑频率变化对振动器平板与大地之间相互作用的影响，加权和模型只在较窄的频宽下适用，随着激振信号频率的提高，采用加权和模型计算出的振动出力与实际出力的误差越来越大［5-7］，已经难以满足勘探要求。因此，迫切需要建立适用于扫频激振的振动器-大地耦合模型，而其核心问题是准确描述在扫频激振下振动器平板与大地之间的相互作用。对此，国内外学者展开了诸多研究。

Wei［8-9］建立了包含电控系统、液压系统和机械系统的可控震源仿真模型，并将仿真分析结果与现场测试结果作了对比研究，认为振动器平板与大地之间的相互作用因地表环境的不同而不同。Tinkle 等［10］检测了井下检波器的数据后指出，不能用简单的模型描述振动器平板与大地之间的相互作用关系。Dean等［11］采用薄膜式压力传感器和井下检波器对振动器和大地的振动响应作了测试，认为振动器平板与大地之间的相互作用远比想象的复杂。……