[發明專利]海洋勘探電火花震源

無效

• 申請號: 200810239219.1
• 申請日: 2008-12-04
• 公開（公告）號: CN101424744A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 孫鷂鴻;嚴萍;吳衡;高迎慧;袁偉群;萬芃;王運強
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01V1/157
• 分類號: G01V1/157;G01V1/38
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 關 玲;賈玉忠

技術領域

本發明涉及一種地球物理勘探設備，特別涉及用高壓脈沖放電產生脈沖聲波的海洋勘探電火花震源。

背景技術

電火花震源作為一種大功率脈沖聲源，與其他脈沖聲源(如可控聲源、超聲波聲源、重錘聲源、氣槍聲源、炸藥聲源)相比，具有結構簡單、安全、能量易于控制和調節、激發時間準確、施工效率高，功率大等優點，已在地質勘探中得到廣泛應用，如中國科學院電工研究所研制的海洋及陸地電火花震源(最高儲能達600kJ)，荷蘭Geo-resources公司的多電極海洋高分辨率電火花震源等，中國專利85103629，01233188.0，等。其工作原理是將儲存在高壓電容器組中的能量通過高壓放電開關、放電電極快速在水中釋放產生強大的脈沖聲壓力波，再通過接收聲波在地層中的反射信號并經過處理后可獲得地層的分布情況，如油氣、煤炭和其它礦產資源的分布等。

中國專利85103629，01233188是用于陸地地震勘探的，采用的是工頻變換充電技術，氣體放電開關，單電極放電方式，體積大，聲波主頻低，開關調節及維護不便。Geo-resources公司的多電極海洋高分辨率電火花震源，采用中頻諧振充電，高壓變換部分為油浸式結構，體積較大，維護不便。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術如工頻或中頻充電、氣體放電開關、單電極放電等的缺點，針對海洋環境的特殊應用要求，提供了一種海洋勘探電火花震源。本發明采用高頻變換恒流充電技術，干式變壓器技術，半導體開關技術以及特殊的傳輸電纜及放電電極結構，使震源具有功率大，可靠性高，維護簡單，可以滿足海洋高分辨率地震勘探的要求。

本發明海洋勘探電火花震源由整流濾波電路，全橋逆變電路，高壓整流電路，儲能電容器組，放電開關，傳輸電纜，放電電極，控制電路組成。

三相交流電經過整流濾波電路的三相整流橋、濾波電容后變換為530伏左右的直流，供給全橋逆變電路，全橋逆變電路由四個開關功率管組成，其輸出經高壓整流電路的諧振電容器后與高頻高壓變壓器的原邊相連，高頻高壓變壓器的副邊與高頻高壓整流橋相連，高頻高壓整流橋的兩個輸出端分別與儲能電容器組相連，儲能電容器組的高壓端與放電開關的陰極連接，儲能電容器組的低壓端與傳輸電纜一端的外導體相連，放電開關的陽極與傳輸電纜一端的內導體連接，傳輸電纜另一端的內導體、外導體分別與放電電極的高壓電極和電壓電極連接。控制電路輸出驅動控制信號給全橋逆變電路的四個開關功率管，以及觸發控制信號給放電開關。

本發明的積極效果是：

1?能量大，儲能連續可調，充電效率高，并采用模塊化結構設計，維護簡便。

2?高壓變壓器采用干式無油結構，體積小，便于維護。

3?放電開關采用半導體器件，通流能力強，可靠性高。

附圖說明

圖1是本發明海洋勘探電火花震源結構組成示意圖，圖中：1?整流濾波電路，2?全橋逆變電路，3?高壓整流電路，4?儲能電容器組，5?放電開關，6?傳輸電纜，7?放電電極，8?控制電路；

圖2是本發明海洋勘探電火花震源電路示意圖，2?全橋逆變電路，4?儲能電容器組，5?放電開關，6?傳輸電纜，7?放電電極，8?控制電路，15?三相整流橋，16?濾波電容，17?諧振電容器，18?高頻高壓變壓器，19?高頻高壓整流橋；

圖3是本發明傳輸電纜結構示意圖，圖中：9?內導體，10?絕緣體，11?鎧裝體，12?外導體，13?護套；

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施方式詳細說明本發明的內容。

如圖1所示：本發明海洋勘探電火花震源包括整流濾波電路1，全橋逆變電路2，高壓整流電路3，儲能電容器組4，放電開關5，傳輸電纜6，放電電極7，控制電路8組成。整流濾波電路1用來將三相交流電壓變換成直流電壓，全橋逆變電路2用來將直流電壓逆變成高頻交流電壓，高壓整流電路3將高頻交流電壓變換成高壓直流給儲能電容器組4充電。儲能電容器組4用來進行電能的儲存，由多臺高壓電容器并聯組成儲能電容器組4，放電開關5采用半導體器件，傳輸電纜6采用同軸電纜，連接在放電開關5和放電電極7之間，進行電能的傳輸，放電電極7用來完成電能的釋放，實現電能到聲能的轉換，控制電路8用來完成震源的控制觸發及安全保護功能。