XW5512B電火花震源由湖南湘潭無線電有限責(zé)任公司自行研制生產(chǎn),主要用于海洋和陸地的淺、中、深層地震勘探,水文勘探,建筑基樁及橋墩水電效應(yīng)法檢測(cè)的專用儀器,也可以作為其他無損檢測(cè)的聲波震源。它具有發(fā)射功率強(qiáng)、體積小、重量輕、自動(dòng)化程度高、操作安全可靠、質(zhì)量經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。
電火花震源簡(jiǎn)介:電子裝置,在微秒級(jí)別放電產(chǎn)生電弧汽化水形成沖擊。交流電源經(jīng)升壓、整流后,儲(chǔ)存在高壓電容器組中,大量存儲(chǔ)的高壓電能通過專用的放電電極瞬間放電,在介質(zhì)中通過脈沖大電流,使周圍介質(zhì)汽化,形成高溫高壓區(qū),從而產(chǎn)生沖擊波,成為振動(dòng)波的震源。
起源及發(fā)
電火花震源是最早應(yīng)用于海洋地震勘探的非炸藥震源,1957 年阿爾卑斯地球物理公司生產(chǎn)了世界第一臺(tái)電火花震源系統(tǒng)。然而由于傳統(tǒng)電火花震源子波重復(fù)性差,傳統(tǒng)電火花震源逐步被槍震源所替代。近年來隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,電火花震源又重新應(yīng)用于海洋工程地震勘探,其電源部分和發(fā)射陣都得到了很好的改進(jìn),為區(qū)別于傳統(tǒng)電火花震源,稱為多電極電火花震源(MES),習(xí)慣上仍簡(jiǎn)稱為電火花震源。
組成
電火花震源由電源控制臺(tái)、變壓整流、放電電阻、高壓電容器組、特制點(diǎn)火開關(guān)、放電電纜及電極等部分組成。高壓放電同軸電纜由車尾部引出,電纜末端裝有專用的放電電極。
工作過程
由人工控制將外部發(fā)電機(jī)(30KW)或市電所供電壓220V或380V, 經(jīng)調(diào)壓器和高壓變壓器升壓為10KV電壓,整流后變直流儲(chǔ)存到高壓電容器組中,由控制系統(tǒng)監(jiān)控測(cè)試充電情況和安全保護(hù)裝置。充足電后,由人工或儀器遙控系統(tǒng)控制觸發(fā)系列,使點(diǎn)火開關(guān)瞬時(shí)打開,在電容器組兩極及電纜放電電極形成回路,在放電電極端產(chǎn)生電弧,從而形成電火花震源。
充電過程,由30KW柴油發(fā)電(或市電) 供給三相交流電于A、B、C、D端,通過空氣開關(guān)和瓷保險(xiǎn)RD的過流保護(hù),三個(gè)交流電流表I用于監(jiān)視三相充電電流是否一致,送到手柄自藕調(diào)壓器下的初級(jí),經(jīng)調(diào)壓送到升壓變壓器的初級(jí),升壓變壓舍享為特制的干式變壓器,可將電壓升到1×104V,由T2的次級(jí)給出高壓交流電,經(jīng)由高壓硅堆組成的三相橋式整流回路D1~D6整流, 變?yōu)?/span>高壓直流,經(jīng)電阻R1~R3將高壓電能儲(chǔ)存到高壓電容器中,其中R1用來限制充電電流。點(diǎn)火過程也就是放炮過程,當(dāng)電容器組C01、C02中的電壓充到預(yù)定位時(shí)用KV表進(jìn)行監(jiān)視切斷充電電源,根據(jù)儀器操作員命今,用遙控或手動(dòng)通過觸發(fā)裝置T4 、T5接通分裝在兩組高壓放電回路中的兩個(gè)高壓三極點(diǎn)火開關(guān)G01、G02 ,使兩組電容器組中的儲(chǔ)能通過各自的放電電纜,在電極端a 、b和a’、b’同時(shí)釋放,形成兩組組合激發(fā)的震源放電過程,即當(dāng)用過震源不再放炮時(shí),或在充電過程中發(fā)現(xiàn)問題不能放炮時(shí),為了釋放殘留或儲(chǔ)存在電容器組C01、C02中的電能,閉合觸頭就可達(dá)到放電的目的,C01通過電阻R2釋放能量,C02通過R3釋放能量。
特點(diǎn)
電火花震源是一種典型的非炸藥地震勘探震源,安全綠色環(huán)保,對(duì)周圍環(huán)境的影響小,可用于各種地震方
法 [1] 。并且可根據(jù)需求定制其激發(fā)頻率、能量等參數(shù),以此滿足各種工況的使用要求。
其特點(diǎn)包括:
(1)激發(fā)的地震波頻率與炸藥激發(fā)的地震波類似,適合各種類型的地震勘探。電火花震源產(chǎn)生的塑性形變小,對(duì)周圍環(huán)境破壞小,所以也適合城市地震勘探。
(2)多次激發(fā)子波一致性好。
(3)激發(fā)間隔可以定制,既適合走航式探測(cè)也適合定點(diǎn)放炮應(yīng)用。
(4)體積較小,適合陸地和水域等不同野外條件,適用面較廣,能量較大。常見能量從幾百焦耳到幾十萬焦耳,勘探深度從幾米到幾千米。
應(yīng)用
電火花震源多用于海洋工程地震調(diào)查,其穿透深度100~250 m,并具有很高的分辨率。根據(jù)水深、底質(zhì)類型、所需的地層穿透深度等要求的不同,震源的輸出能量可以在幾十到數(shù)千焦耳之間。多電極電火花震源也已經(jīng)可以用于深層地震調(diào)查。
對(duì)比
與空氣槍震源對(duì)比,由于完全沒有“氣泡效應(yīng)”,效果優(yōu)于空氣槍。并且,同能量情況下,電火花震源比空氣槍震源體積小,重量輕幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
與重錘震源相比,其激發(fā)的地震波頻率高于重錘,適合地質(zhì)構(gòu)造精細(xì)結(jié)構(gòu)的探測(cè)。 [2]
與炸藥震源對(duì)比,綠色環(huán)保,對(duì)周邊環(huán)境影響小。