[发明专利]海洋勘探电火花震源

说明书

技术领域

本发明涉及一种地球物理勘探设备，特别涉及用高压脉冲放电产生脉冲声波的海洋勘探电火花震源。

背景技术

电火花震源作为一种大功率脉冲声源，与其他脉冲声源(如可控声源、超声波声源、重锤声源、气枪声源、炸药声源)相比，具有结构简单、安全、能量易于控制和调节、激发时间准确、施工效率高，功率大等优点，已在地质勘探中得到广泛应用，如中国科学院电工研究所研制的海洋及陆地电火花震源(最高储能达600kJ)，荷兰Geo-resources公司的多电极海洋高分辨率电火花震源等，中国专利85103629，01233188.0，等。其工作原理是将储存在高压电容器组中的能量通过高压放电开关、放电电极快速在水中释放产生强大的脉冲声压力波，再通过接收声波在地层中的反射信号并经过处理后可获得地层的分布情况，如油气、煤炭和其它矿产资源的分布等。

中国专利85103629，01233188是用于陆地地震勘探的，采用的是工频变换充电技术，气体放电开关，单电极放电方式，体积大，声波主频低，开关调节及维护不便。Geo-resources公司的多电极海洋高分辨率电火花震源，采用中频谐振充电，高压变换部分为油浸式结构，体积较大，维护不便。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术如工频或中频充电、气体放电开关、单电极放电等的缺点，针对海洋环境的特殊应用要求，提供了一种海洋勘探电火花震源。本发明采用高频变换恒流充电技术，干式变压器技术，半导体开关技术以及特殊的传输电缆及放电电极结构，使震源具有功率大，可靠性高，维护简单，可以满足海洋高分辨率地震勘探的要求。

本发明海洋勘探电火花震源由整流滤波电路，全桥逆变电路，高压整流电路，储能电容器组，放电开关，传输电缆，放电电极，控制电路组成。

三相交流电经过整流滤波电路的三相整流桥、滤波电容后变换为530伏左右的直流，供给全桥逆变电路，全桥逆变电路由四个开关功率管组成，其输出经高压整流电路的谐振电容器后与高频高压变压器的原边相连，高频高压变压器的副边与高频高压整流桥相连，高频高压整流桥的两个输出端分别与储能电容器组相连，储能电容器组的高压端与放电开关的阴极连接，储能电容器组的低压端与传输电缆一端的外导体相连，放电开关的阳极与传输电缆一端的内导体连接，传输电缆另一端的内导体、外导体分别与放电电极的高压电极和电压电极连接。控制电路输出驱动控制信号给全桥逆变电路的四个开关功率管，以及触发控制信号给放电开关。

本发明的积极效果是：

1 能量大，储能连续可调，充电效率高，并采用模块化结构设计，维护简便。

2 高压变压器采用干式无油结构，体积小，便于维护。

3 放电开关采用半导体器件，通流能力强，可靠性高。

附图说明

图1是本发明海洋勘探电火花震源结构组成示意图，图中：1 整流滤波电路，2 全桥逆变电路，3 高压整流电路，4 储能电容器组，5 放电开关，6 传输电缆，7 放电电极，8 控制电路；

图2是本发明海洋勘探电火花震源电路示意图，2 全桥逆变电路，4 储能电容器组，5 放电开关，6 传输电缆，7 放电电极，8 控制电路，15 三相整流桥，16 滤波电容，17 谐振电容器，18 高频高压变压器，19 高频高压整流桥；

图3是本发明传输电缆结构示意图，图中：9 内导体，10 绝缘体，11 铠装体，12 外导体，13 护套；

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式详细说明本发明的内容。

如图1所示：本发明海洋勘探电火花震源包括整流滤波电路1，全桥逆变电路2，高压整流电路3，储能电容器组4，放电开关5，传输电缆6，放电电极7，控制电路8组成。整流滤波电路1用来将三相交流电压变换成直流电压，全桥逆变电路2用来将直流电压逆变成高频交流电压，高压整流电路3将高频交流电压变换成高压直流给储能电容器组4充电。储能电容器组4用来进行电能的储存，由多台高压电容器并联组成储能电容器组4，放电开关5采用半导体器件，传输电缆6采用同轴电缆，连接在放电开关5和放电电极7之间，进行电能的传输，放电电极7用来完成电能的释放，实现电能到声能的转换，控制电路8用来完成震源的控制触发及安全保护功能。