[发明专利]一种基于对称硬界面结构压制气泡脉冲的低频电声发射阵

说明书

本发明公开了一种基于对称硬界面结构压制气泡脉冲的低频电声发射阵，属于海洋地震勘探领域，包括金属接地框以及固定在金属接地框内的多个并排布置的电声单元，所述的电声单元的输入端通过高压输入端口与脉冲电缆连接；所述的电声单元包括单排线电极阵列以及对称设置在单排线电极阵列两侧的硬界面结构。利用本发明，可以显著提高电火花震源的初泡比并产生频率更低的声脉冲，进一步提高电火花震源的探测深度，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于海洋地震勘探领域，尤其是涉及一种基于对称硬界面结构压制气泡脉冲的低频电声发射阵。

背景技术

电火花震源由于其突出的高分辨率、高重复性和宽频带等优势，被广泛应用于海洋高分辨率地震勘探。电火花震源主要包括脉冲电源、脉冲传输线和多电极发射阵等。

如公开号为CN106932814A的中国专利文献公开了一种海洋高分辨立体垂直时延电火花震源，公开号为CN206710620U的中国专利文献公开了一种海洋高分辨立体垂直阵列电火花震源。

目前，电火花震源的多电极发射阵一般包括鱼骨状结构、刷状结构和线阵列组合结构等。但是，对于鱼骨状和刷状电极结构，由于电极间距较小，放电过程中由于电火花气泡的融合，产生较大的气泡脉冲，典型的如法国SIG系列电火花震源。

对于线阵列组合结构采用的思路是采用大量电极将每个电极的激发能量降低到5J左右，并且电极间距约为1-2cm，因此气泡脉冲较小，但大量的电极数目一方面造成发射阵体积较大，另一方面由于负载阻抗较小导致放电时间短，产生的声脉冲主频较高。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于对称硬界面结构压制气泡脉冲的低频电声发射阵，可以同步实现低频发射和气泡脉冲压制，提高电火花震源地层穿透深度。

一种基于对称硬界面结构压制气泡脉冲的低频电声发射阵，包括金属接地框以及固定在金属接地框内的多个并排布置的电声单元，所述的电声单元的输入端通过高压输入端口与脉冲电缆连接；

所述的电声单元包括单排线电极阵列以及对称设置在单排线电极阵列两侧的硬界面结构。

为了使多电极发射阵能够激发主频低的声脉冲，同时保证气泡脉冲得到有效压制，本发明在线阵列组合结构的基础上，采用对称硬界面结构来压制气泡脉冲。

金属接地框用于构成放电回路的低压部分，实现整个放电回路的导通。单排线电极阵列用于电火花放电产生低频声脉冲，对称硬界面结构用于对电火花放电产生的气泡进行流场畸变，进而压制气泡脉冲。

进一步地，所述的单排线电极阵列包括分线硫化段以及上端固定在风险硫化段上的多个线电极。

线电极用于实现电声转换激发声脉冲，每个电极放电能量可高达100J，远远超过目前发射阵设计的单电极激发能量。分线硫化段用于保证线电极并联实现同步放电。

进一步地，所述的线电极包括金属线芯和包裹在金属线芯外的绝缘层，金属线芯的下端部裸露在绝缘层之外；

所述的金属线芯为金属铜材料或者钨合金材料，直径≤2mm；所述的绝缘层为聚四氟材料，直径≤10mm。

进一步地，所述的分线硫化段包括金属压排和封装硫化胶，所述的金属压排用于固定线电极的上端部，保证线电极以一定距离排列和并联连接，所述金属压排的输入端通过高压输入端口与脉冲电缆连接；所述的封装硫化胶用于实现电气绝缘和防水防腐蚀。

进一步地，所述的硬界面结构包括硬质薄板以及与硬质薄板配合的限位滑轨，所述限位滑轨用于调节硬质薄板与单排线电极阵列侧面之间的距离；

每个电声单元中，单排线电极阵列两侧的两个硬质薄板对称布置。