一种深水Boomer震源换能器及方法与流程

本发明属于地震勘探，涉及一种深水boomer震源换能器及方法。

背景技术：

1、

2、不同静水压力下水声换能器会有不同的电声性能，当在数千米的深水环境下工作时，换能器自身结构承受巨大的静水压力，因此设计水声换能器时必须考虑如何平衡内外静水压力，否则会造成换能器永久损坏。

3、目前，深水水声换能器平衡静水压的方式之一为充压缩气体，即利用压缩气体产生的压强来平衡静水压。充入压缩气的水声换能器声学特性会随工作深度发生变化，工作深度越深，所需压缩气的压强越大，气体越难以压缩，换能器的机械阻抗越大，换能器大功率发射时加载的电压越高。

技术实现思路

1、

2、为解决上述技术问题，本发明提出一种深水boomer震源换能器及方法，针对现有深水换能器只能单一的平衡静水压力方面进行了动态压力补偿，使换能器能够实现在数千米深水中有效激发。

3、本发明解决上述问题的技术方案是：一种深水boomer震源换能器，其特殊之处在于：包括基座、发射板、加压腔体和线圈；所述基座的正面上设有凹槽，所述线圈设置在凹槽内；所述发射板为圆盘状结构，其边缘分布有多个通孔，中部设有凹陷；所述发射板的边缘固定于基座上，所述线圈与发射板中部相对应，所述线圈通电后在发射板内部产生感应电流，两者靠近端产生同名磁场使发射板产生向外的辐射；所述发射板和基座之间进行密封使发射板的凹陷形成加压腔体，所述基座上设有与加压腔体连通的加压口和泄压口，加压口和泄压口分别与外部的加压管路和泄压管路连接；所述加压腔体内设有用于测量加压腔体内部压力的第一压力传感器，基座外部设有测量外部环境压力的第二压力传感器；当加压腔体内部压力大于外部环境压力时，泄压管路开启，加压腔体进行排气以实现泄压，直到加压腔体内部压力和外部环境压力实现平衡；当加压腔体内部压力小于外部环境压力时，加压管路开启，加压腔体进行注气以实现加压，直到加压腔体内部压力和外部环境压力实现平衡。

4、进一步地，上述基座上设有螺柱，螺柱穿过发射板边缘的通孔进行固定。

5、进一步地，上述深水boomer震源换能器还包括紧固板，其中部缺失，缺失部分与发射板中部相对应，紧固板的边缘设有通孔，其基座上设有螺柱依次通过发射板和紧固板的通孔，再通过螺母进行紧固。

6、进一步地，上述基座一侧设有管线进口，电缆从该管线进口进入后与线圈进行连接。

7、进一步地，上述加压口和泄压口分别从基座的正面贯通至背面。

8、进一步地，上述加压管路包括电动比例减压阀k2、电动高压针阀k1和气泵，加压口通过管道依次与电动比例减压阀k2、电动高压针阀k1和气泵连接，泄压管路包括电动高压针阀k3和单向阀d1，泄压管路通过管道依次与电动高压针阀k3和单向阀d1连接。

9、进一步地，上述深水boomer震源换能器还包括控制器，用于获取第一压力传感器、第二压力传感器测量的压力值，并基于该压力值控制电动比例减压阀k2、电动高压针阀k1、电动高压针阀k3和气泵的开启和关闭。

10、进一步地，上述发射板和基座之间设有密封圈进行密封。

11、另外，本发明还提出一种深水boomer震源换能器的操作方法，其特殊之处在于，包括以下步骤。

12、步骤1：下水前加压腔体内部p2为0.1mp3。

13、步骤2：刚入水时，通过控制器将电动比例减压阀k2、电动高压针阀k1打开加压，使得压腔体内部压力p2等于p0即0.5mp3（p0是根据实验得出在发射头内部压力大于外部压力0.5mp3时具有良好的性能），下水时内部压力p2会保持大于实时外部环境压力p10.5mp3。

14、步骤3：深水boomer震源换能器逐步下沉，控制器通过第一压力传感器、第二压力传感器实时获取加压腔体内部p2和外部环境压力p1，当p1大于p2，电动比例减压阀k2、电动高压针阀k1持续打开，使得p2与p1保持0.5mp3的压差，直到换能器到达最大工作深度。

15、步骤4：通过控制使线圈通电后在发射板内部产生感应电流，两者靠近端产生同名磁场使发射板产生向外的辐射，辐射面与水介质接触则将振动的机械能转化为声能辐射出去，换能器进行工作。

16、步骤5：当换能器工作完成后回收时，通过控制器将电动比例减压阀k2、电动高压针阀k1保持关毕，完全打开电动高压针阀k3排出加压腔体内部的气体，进行泄压，单向阀d1用于防止卸压时海水进入电动高压针阀k3。

17、本发明的优点。

18、本发明提出了一种深水boomer震源换能器，实现了对发射板内腔体进行动态压力补偿以降低环境压力对于发射板的声学性能的影响，实现了深水中boomer震源换能器高效发声。

技术特征：

1.一种深水boomer震源换能器，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的深水boomer震源换能器，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的深水boomer震源换能器，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的深水boomer震源换能器，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的深水boomer震源换能器，其特征在于：

6.根据权利要求1-5任一所述的深水boomer震源换能器，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的深水boomer震源换能器，其特征在于：

8.根据权利要求1-5任一所述的一种深水boomer震源换能器，其特征在于：

9.一种基于权利要求1-8任一所述的深水boomer震源换能器的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于地震勘探技术领域，涉及一种深水Boomer震源换能器及方法，换能器包括基座、发射板、加压腔体和线圈；基座的凹槽，内设有线圈；发射板的边缘固定于基座上，所述线圈与发射板中部相对应，所述线圈通电后在发射板内部产生感应电流，两者靠近端产生同名磁场使发射板产生向外的辐射；发射板和基座之间进行密封使发射板的凹陷形成加压腔体，基座上设有与加压腔体连通的加压口和泄压口，加压口和泄压口分别与外部的加压管路和泄压管路连接；加压腔体内设有第一压力传感器，基座外部设有第二压力传感器。本发明针对现有深水换能器只能单一的平衡静水压力方面进行了动态压力补偿，使换能器能够实现在数千米深水中有效激发。

技术研发人员：黄逸凡,东智加,江彪,郑江龙,李志锋
受保护的技术使用者：深圳先进技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7