一种可控式电火花弹性波震源装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及地球物理勘探技术，特别是一种可控式电火花弹性波震源装置。【背景技术】
[0002] 在地球物理勘探方法中，弹性波层析成像是常用的勘探方法，其中弹性波波源设 备为井间地震层析仪提供能量充足、脉冲宽度窄的声波，该脉冲声波在地质中传播最终被 检波器检测，实现信号采集。目前，在地质勘探过程中常用的波源有炸药震源、气枪震源、锤 击震源、电火花震源。炸药震源具有能量大、频率丰富等优点，但对环境具有破坏性和一定 的危险性。气枪震源常用于海洋深水中施工，不适合陆地和山地勘探。电火花震源通过对 电容器组进行充电，再由放电电极进行瞬时放电，产生冲击波，该类震源体积小、能量大、适 合于野外作业。
[0003] 六十年代初，美国开始研制电火花震源。1966年，Miller取得了陆地电火花震源 专利。20世纪80年代，Barbier研制出海洋勘探用的编码电火花震源。中科院电工所1975 年与大庆油田合作，研制电火花震源，到90年代投入生产。由于电火花震源的优点，使其在 VSP测井、井间地震层析成像、振动采油和工程勘探等方面都得到广泛使用，取得较好的使 用效果。目前，电火花震源的能量等级从500J至1WJ。但这些产品都不能同时兼顾多个能 量级的使用要求，本发明通过震源核心控制模块实现对震源能量的控制，同时最大能量等 级可达3WJ，具有大功率、小体积、方便移动、能量可控、操作简单、便于野外作业等优点。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种可控式电火花弹 性波震源装置。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供的一种可控式电火花弹性波震源装置，其主要 结构为：
[0006] -端为震源控制机箱；一端为高压脉冲放电电极；震源控制机箱与脉冲放电电极 之间采用放电电缆连接。
[0007] 所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其中放电电极为金属壳体，内部设有 高压电极，两电极之间灌胶绝缘隔离，电极端部采用铜钨合金焊接而成。
[0008] 所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其中连接电缆为同轴高压电缆。
[0009] 所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其中震源控制机箱内部由放电电极接 口、晶闸管放电控制电路、余压清零电路、震源核心控制模块、储能电容器组、倍压整流升压 电路、升压变压器、220V交流电源接口和操作面板组成。
[0010] 所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其中震源核心控制模块是由Cortex M3ARM微控制器及其电路组成，主要功能是通过继电器控制电容器组充放电，液晶屏显示， 按键操作等。震源核心控制模块增加金属电磁屏蔽保护罩，使该电路模块稳定运行。
[0011] 所述一种可控式电火花弹性波震源装置，其中的倍压整流电路中的所有电容固定 在金属铝板上，并在电容和铝板接触处放置硅胶进行散热。
[0012] 所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其中储能电容器组由10个 450V/330000uF，体积95mm*110mm的电容器串联而成。
[0013] 所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其中余压清零电路使用低阻值功率陶 瓷电阻组成，由震源核心控制模块控制余压清零电路回路的开断。
[0014] 所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其中震源控制机箱使用绝缘玻璃纤维 板将高压电路和操作面板隔离开，只留出液晶屏、操作按键、电极接口和电源接口，保证操 作安全。
[0015] 所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其中震源控制机箱是震源的升压储能 和放电控制系统。如图2所示，外部220V电源通过220V交流电源接口进入机箱，经过变压 器进行第一次升压，升压至400V，将该400V电流连接到倍压整流电路进一步升压，将电压 升至近4KV，再对串联的储能电容器组进行充电储能。电容器组能量达到设定值由震源核心 控制模块断开升压电路电源。在电极放电时，震源核心控制模块给串联的晶闸管放电控制 电路一个脉冲，使晶闸管产生导通脉冲，电容器组电压通过电缆传送到放电电极两端。放电 电极两端产生高压而击破介质形成回路，高压瞬时放电时产生电弧，使电极周围的液体介 质迅速气化，形成高温高压区域，从而产生冲击波，形成弹性波震源。
[0016] 震源的激发能量取决于高压电容器的电容量和作用在之上的高压电压，即激发 能量为：
[0017]
【主权项】
1. 一种可控式电火花弹性波震源装置，由220V交流发电机电源、震源控制机箱、电缆、 放电电极、放电电极接□、晶闸管放电控制电路、余压清零电路、震源核心控制模块、储能电 容器组、倍压整流升压电路、升压变压器、220V交流电源接口和操作面板组成，其特征在于： 220V交流发电机电源（1)通过电缆与震源控制机箱（2)连接，震源控制机箱通过电缆（3)与 地面孔内的放电电极（4)相连，在震源控制机箱（2)内设置放电电极接口（5)、晶闸管放电 控制电路（6)、余压清零电路（7)、震源核心控制模块（8)、储能电容器组（9)、倍压整流升压 电路（10 )、升压变压器（11)和220V交流电源接口，在震源控制机箱上装有操作面板（13 )。
2. 根据权利要求1所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其特征在于：在操作面 板（13)上设置电源开关（14)、220V电源输入接口（15)、余压清零按键（16)、高压输出接口 (17)、按键面板（18)和液晶屏（19)。
3. 根据权利要求1所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其特征在于：震源控制 机箱（2)中震源核心控制模块（8)上增加金属电磁屏蔽保护罩。
4. 根据权利要求1所述的一种可控式电火花弹性波震源装置，其特征在于：震源控制 机箱（2)中由绝缘玻璃纤维板将储能电容器组（9)与操作面板（13)隔离开。
【专利摘要】本实用新型公开了一种可控式电火花弹性波震源装置，220V交流发电机电源通过电缆与震源控制机箱连接，震源控制机箱通过电缆与地面孔内的放电电极相连，在震源控制机箱内设置放电电极接口、晶闸管放电控制电路、余压清零电路、震源核心控制模块、储能电容器组、倍压整流升压电路、升压变压器和220V交流电源接口，在震源控制机箱上装有操作面板。在操作面板上设置电源开关、220V电源输入接口、余压清零按键、高压输出接口、按键面板和液晶屏。本实用新型集成度高，震源能量可控，该弹性波震源是一种大功率、小体积、方便移动、操作简单、工作安全稳定可靠的弹性波震源装置。
【IPC分类】G01V1-157
【公开号】CN204496015
【申请号】CN201520216834
【发明人】杨伟力, 李伟民, 于阳阳, 陈朝猛, 高小波
【申请人】贵州民族大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月13日