[實用新型]一種井間電火花震源發射探頭

有效

• 申請號: 201320802305.5
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN203673077U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 王槐仁;徐義賢
• 申請（專利權）人: 岳陽奧成科技有限公司
• 主分類號: G01V1/157
• 分類號: G01V1/157
• 代理公司: 岳陽市大正專利事務所 43103
• 代理人: 龔正初

技術領域

本實用新型涉及一種井間(包括河流、水庫、湖泊等)電火花震源的發射探頭，屬于工程地球物理檢測設備，是一種用高壓脈沖放電，產生地震波的裝置。電火花震源設備廣泛應用于基樁檢測、彈性波測井、VSP測井、石油勘探、煤層勘探、地質調查、地震結構調查等淺層地球物理勘探領域。

背景技術

眾所周知，地震勘探震源主要包括炸藥震源、可控震源、氣槍震源和電火花震源。炸藥震源是傳統的震源，其缺點是野外需鉆深達10-20米的炮井用于填充炸藥，這在山區十分困難，炸藥震源存在一定的危險性，受公安部門嚴格管制，在少數民族、邊境地區等申請和使用都比較困難，且炸藥對周圍地質結構有一定破壞作用，影響勘探準確性。傳統的可控震源主要通過機械沖擊振動產生地震波，其缺陷就是要達到一定勘探深度必須增大震源車重量，震源車重量往往要達到數噸至數十噸，對于山地勘探來說，這么重的震源車根本無法上山，挪動運輸不便。氣槍震源大多只能在海洋深水中施工，有使用地域的局限性。傳統電火花震源的結構、組成、原理大同小異（參考圖1井間電火花震源原理框圖）。能量等級方面從：500J、1000J…?至10kJ、20kJ、200kJ等各個能量等級均有相應的成型產品，電極排列方面：兩極（一正一負）、相控陣等方式均已經成熟。這些研究均限于電火花震源能量等級、電極排列等方面，尚未對電火花探頭發射的地震波頻率、發射探頭同步觸發信號精準性、發射探頭材料與結構的經久耐用進行研究與改良。

發明內容

本實用新型的目的在于克服傳統井間電火花發射探頭同步觸發信號延時不穩定，發射頻率固定不可調節，探頭重復發射壽命短等缺陷，提供一種采用鎢銅、黃銅、不銹鋼、絕緣材料全新設計的電火花探頭，探頭上中下特殊的螺紋結構，重復發射次數大大提高。探頭頭部水平開窗（引導能量水平釋放），探頭中部電極一側引入光纖，光觸發同步信號精準，延時為零；通過定制電極間絕緣層的厚度，頭部能量釋放窗大小和位置改變發射頻率，發射可變頻率地震波。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種井間電火花震源發射探頭，主要包括交流電源、升壓裝置、儲能裝置、放電裝置和發射探頭，其特征在于：所述的發射探頭分為頭部、中部和尾部；頭部為能量發射窗；中部為發射電極與觸發光纖；所述的觸發光纖為單芯光纖；尾部為保護殼、發射電纜與光纖。

所述的探頭頭部外殼采用304不銹鋼加工，頭部能量發射窗朝水平面開有4個窗口，能量往水平方向釋放產生水平方向的地震波。

所述的探頭中部采用黃銅外殼，發射極使用鎢銅棒加工，負極連接探頭外殼，正負極使用聚氨酯隔離。

所述的探頭尾部外殼采用304不銹鋼加工而成。尾部接頭紅色導線連發射正極鎢銅棒，黑色導線直接焊接到探頭內部外殼，尾部電纜與光纖長度可定制。

所述探頭中部和尾部腔內均灌膠密封，可防水，同時能保護電極和光纖。探頭頭中尾三部分通過螺紋渾成一體，結構簡潔、美觀、牢固。

井間電火花發射探頭中的觸發光纖引入單芯光纖，探頭正負極放電時產生放電火花，火花以光速傳導光信號，通過光電傳感器將光信號轉換為電信號，地震儀或聲波儀接收到觸發信號開始采集數據。光信號傳輸時間短，接近于零，且每次傳輸時間固定，達到精確觸發、觸發信號零延時的目的。

探頭中正負極采用絕緣材料聚氨酯隔離，通過調節正負極絕緣層的厚度、能量發射窗位置大小來調節電火花的發射頻率，以產生不同發射頻率的地震波。

探頭發射極采用鎢銅棒，鎢導電導熱性好，并具有一定的塑性。能耐3000℃高溫，抗磨損，耐腐蝕，穩定。可大大提高探頭重復發射次數和穩定性。

????本實用新型的有益效果是，用電火花震源進行彈性波測井或其他地震勘探時，電火花發射探頭觸發系統的零延時，保證了每次電火花震源激發的地震波均能被地震儀精確采集到，并且每炮波形延時一致，便于準確地處理和分析數據。由于電火花震源頻率寬，同時激發的頻率可定制，為工程地震勘探提供了優質的多用途震源。由于改用特殊材料和結構設計，探頭穩定性和重復發射次數大大增加，發射探頭經久耐用，減少了設備維修更換費用，為工程檢測節約成本。

附圖說明

圖1為井間電火花震源原理框圖；

圖2為井間電火花探頭整體示意圖；

圖3為井間電火花探頭剖視示意圖。

圖中：1、探頭頭部；2、探頭中部；3、探頭尾部；4、聚氨酯絕緣層；5、正極導線；6、負極導線；7、能量發射窗；8、不銹鋼外殼；9、鎢銅正極；10、鎢銅負極；11、發射電纜保護套；12、觸發光纖。

具體實施方式