一種大能量電火花震源發(fā)射頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大能量電火花震源發(fā)射頭，包括放電室、陽極、絕緣體、陰極和外罩；所述放電室為上端具有出口的中空結(jié)構(gòu)；所述絕緣體環(huán)設(shè)于陽極外部，所述陽極上下兩端突出于絕緣體外部；所述絕緣體與陽極共同將放電室出口封閉；所述陰極固定設(shè)于放電室內(nèi)的底部；所述外罩設(shè)置在放電室上端，與放電室固定連接，將陽極突出的上端和絕緣體上部封閉在外罩內(nèi)。本實用新型提供的發(fā)射頭耐沖擊、向下能量大、能夠控制水體清澈程度，并且能夠和鉆機配合，在沼澤、沙灘、灘涂、深水區(qū)等各種工況下使用。
【專利說明】
一種大能量電火花震源發(fā)射頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種大能量電火花震源發(fā)射頭，屬于地球物理勘探領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地震勘探的震源包括炸藥、氣槍、可控震源和電火花。其中炸藥震源隨著人們對安全、環(huán)保要求的提高而越來越受到限制。氣槍震源一般用于海洋地震勘探，可控震源一般用于陸地地震勘探。對于山地、淺灘、灘涂、小型河流等地形條件，氣槍和可控震源無能為力。而電火花震源則不受限制，且體積小、重量輕。所以石油勘探等領(lǐng)域越來越需要大能量的電火花震源。但目前大能量的電火花震源較少，一般不超過20KJ?，F(xiàn)有的電火花震源除了電容器儲能量不夠，發(fā)射頭結(jié)構(gòu)不適應(yīng)大能量放電要求也是其中一個關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的電火花發(fā)射頭包括平行電極發(fā)射頭和水平窗口式發(fā)射頭。平行電極發(fā)射頭產(chǎn)生的彈性波呈半球狀傳播，向下傳播的能量只占全部放電能量的一小部分。水平窗口發(fā)射頭產(chǎn)生的彈性波能量以水平方向為主，向下轉(zhuǎn)播的很小。因此傳統(tǒng)電火花震源勘探深度不足。并且其抗壓力波能力不足，造成大能量放電時經(jīng)常損壞。同時傳統(tǒng)的發(fā)射頭對放電水體的渾濁程度無法檢測和控制，經(jīng)常由于水體渾濁導(dǎo)致放電效果大打折扣。另外尚沒有一種發(fā)射頭能夠和鉆機配合使用，并且能夠在沙灘、沼澤、灘涂、深水區(qū)等各種工況下使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)中由于發(fā)射頭結(jié)構(gòu)不適應(yīng)大能量放大的需求和抗壓力波能力不足，造成大能量放電時經(jīng)常損壞的問題。提供一種能夠?qū)⒈M量多的能量向下傳播以滿足勘探深度的要求，同時要能夠承受強大的壓力波，還適應(yīng)各種場地工況和施工條件的大能量電火花震源發(fā)射頭。
[0004]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種大能量電火花震源發(fā)射頭，包括放電室、陽極、絕緣體、陰極和外罩；
[0005]所述放電室為上端具有出口的中空結(jié)構(gòu)；
[0006]所述絕緣體環(huán)設(shè)于陽極外部，所述陽極上下兩端突出于絕緣體外部;所述絕緣體與陽極共同將放電室出口封閉；
[0007]所述陰極固定設(shè)于放電室內(nèi)的底部；
[0008]所述外罩設(shè)置在放電室上端，與放電室固定連接，將陽極突出的上端和絕緣體上部封閉在外罩內(nèi)。
[0009]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供的發(fā)射頭耐沖擊、向下能量大、能夠控制水體清澈程度，并且能夠和鉆機配合，在沼澤、沙灘、灘涂、深水區(qū)等各種工況下使用;所述發(fā)射頭應(yīng)用于電火花震源，電火花震源是一種利用高壓脈沖放電產(chǎn)生的電弧將水體汽化形成彈性波的裝置，廣泛應(yīng)用于石油勘探、VSP測井、煤田勘查、工程地質(zhì)勘查等地球物理勘探領(lǐng)域。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進。
[0011]進一步，所述外罩上端設(shè)有一個穿線孔，所述設(shè)置在陽極內(nèi)的放電電纜通過穿線孔穿過外罩。
[0012]進一步，還包括注水裝置和光纖檢測裝置；
[0013]所述放電室內(nèi)壁設(shè)有三個預(yù)留孔和一個排氣孔；
[0014]所述注水裝置通過放電室內(nèi)壁上的一個預(yù)留孔進入放電室；
[0015]所述光纖檢測裝置的兩端分別通過放電室的兩個預(yù)留孔到達放電室內(nèi)陽極和陰極之間的位置。
[0016]采用上述進一步方案的有益效果是，通過注水裝置將清水注入放電室內(nèi)通過絕緣體構(gòu)成的半封閉腔內(nèi)，放電室將電火花放電所需要的水體半密封于內(nèi)部，有利于將放電能量集中向下傳遞;并通過光纖檢測裝置檢測水體的濁度，保證水體的濁度達到放電要求，從而避免了渾濁水體對電火花放電時效果的影響。
[0017]進一步，所述注水裝置為包括注入口和泄出口的中空管狀結(jié)構(gòu)，所述注入口與外部水源相連接，所述泄出口為設(shè)置在放電室內(nèi)壁上的一個預(yù)留孔。
[0018]進一步，所述光纖檢測裝置包括發(fā)射頭、接收頭和讀數(shù)器；
[0019]所述發(fā)射頭和接收頭分別設(shè)置在光纖檢測裝置延伸到放電室內(nèi)的兩端;所述讀數(shù)器設(shè)置在光纖檢測裝置中部位置，所述讀數(shù)器設(shè)置在外罩外部。
[0020]進一步，還包括聚能罩，所述聚能罩下端設(shè)置開放口，所述聚能罩上端與放電室外部形狀相適配;所述聚能罩通過上端套裝在放電室外底部實現(xiàn)與放電室相連接。
[0021]采用上述進一步方案的有益效果是，所述聚能罩結(jié)構(gòu)避免了彈性波向周圍傳播。根據(jù)不同的場地工況可更換所述的聚能罩結(jié)構(gòu)。在沙灘地帶可采用平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu);在沼澤地區(qū)或深水區(qū)可采用喇叭口結(jié)構(gòu);為配合鉆機，也可以利用鉆桿作為聚能罩。
[0022]進一步，還包括內(nèi)部中空的反壓裝置;所述反壓裝置罩于外罩外部；
[0023]所述反壓裝置呈無底面的柱形，所述柱形底邊與與放電室上部相接。
[0024]采用上述進一步方案的有益效果是，上述所述放電室、所述聚能罩和所述反壓裝置保證了電火花震源所產(chǎn)生的能量最大化地轉(zhuǎn)變成向下傳播的彈性波。
[0025]進一步，所述反壓裝置頂部或側(cè)壁上設(shè)有配重。
[0026]采用上述進一步方案的有益效果是，所述反壓裝置通過配重抑制了彈性波向上傳播。根據(jù)不同的工況可更換所述反壓裝置結(jié)構(gòu)。需要鉆機配合時，可采用單獨配重結(jié)構(gòu)。車載時可采用車身配重。在深水區(qū)工作時，可采用水箱配重。
[0027]進一步，所述注水裝置和光纖檢測裝置貼合設(shè)置在外罩的外壁上。
[0028]進一步，所述放電室采用不銹鋼制成。
[0029]采用上述進一步方案的有益效果是，放電室采用高強度不銹鋼材料，抗沖擊。同時所述放電室的筒狀機構(gòu)，使得彈性波以向下傳播為主。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型實施例1所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭剖面圖；
[0031]圖2為在沙灘或水深較淺的沼澤地區(qū)工作時采用的聚能罩示意圖；
[0032]圖3為在水深較深的沼澤或深水區(qū)工作時采用的反壓裝置示意圖。
[0033]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0034]1、陽極，2、陰極，3、絕緣體，4、外罩，5、放電室，6、聚能罩，7、注水裝置，8、光纖檢測裝置，9、反壓裝置。
【具體實施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0036]如圖1所示，為本實用新型實施例1所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭，包括放電室5、陽極1、絕緣體3、陰極2和外罩4;
[0037]所述放電室5為上端具有出口的中空結(jié)構(gòu)；
[0038]所述絕緣體3環(huán)設(shè)于陽極I外部，所述陽極I上下兩端突出于絕緣體3外部;所述絕緣體3與陽極I共同將放電室5出口封閉；
[0039]所述陰極2固定設(shè)于放電室5內(nèi)的底部；
[0040]所述外罩4設(shè)置在放電室5上端，與放電室5固定連接，將陽極I突出的上端和絕緣體3上部封閉在外罩4內(nèi)。
[0041]所述外罩4上端設(shè)有一個穿線孔，所述設(shè)置在陽極I內(nèi)的放電電纜通過穿線孔穿過外罩4。
[0042]還包括注水裝置7和光纖檢測裝置8;
[0043]所述放電室5內(nèi)壁設(shè)有三個預(yù)留孔和一個排氣孔；
[0044]所述注水裝置7通過放電室5內(nèi)壁上的一個預(yù)留孔進入放電室5;
[0045]所述光纖檢測裝置8的兩端分別通過放電室5的兩個預(yù)留孔到達放電室5內(nèi)陽極和陰極之間的位置。
[0046]所述注水裝置7為包括注入口和泄出口的中空管狀結(jié)構(gòu)，所述注入口與外部水源相連接，所述泄出口為設(shè)置在放電室5內(nèi)壁上的一個預(yù)留孔。
[0047]所述光纖檢測裝置8包括發(fā)射頭、接收頭和讀數(shù)器；
[0048]所述發(fā)射頭和接收頭分別設(shè)置在光纖檢測裝置8的兩端;所述讀數(shù)器設(shè)置在光纖檢測裝置8中部位置，所述讀數(shù)器設(shè)置在外罩4外部。
[0049]還包括聚能罩6，所述聚能罩6下端設(shè)置開放口，所述聚能罩6上端與放電室5外部形狀相適配;所述聚能罩6通過上端套裝在放電室5外底部實現(xiàn)與放電室5相連接。
[0050]還包括內(nèi)部中空的反壓裝置9;所述反壓裝置9罩于外罩4外部；
[0051]所述反壓裝置9呈無底面的柱形，所述柱形底邊與與放電室5上部相接。
[0052]所述反壓裝置9頂部或側(cè)壁上設(shè)有配重。
[0053]所述注水裝置7和光纖檢測裝置8貼合設(shè)置在外罩4的外壁上，所述注水裝置7的注水口與高壓水栗相連接。
[0054]所述放電室5采用不銹鋼制成。
[0055]其安裝過程如下:(I)將陽極通過螺釘和電火花震源引出的放電電纜中的一根線纜固定，并穿過外罩4上部的穿線孔，之后將陽極通過螺紋固定在絕緣體3內(nèi)部，并出露一定距離；(2)將絕緣體3通過螺紋固定在放電室5的上部；(3)將陰極2通過螺紋固定在放電室5下部內(nèi)側(cè)；(4)將水體濁度光纖檢測裝置7的發(fā)射頭和接頭分別穿過放電室5外壁上的預(yù)留孔后，和讀數(shù)器連接；(5)將注水裝置的水管固定在放電室5外壁上的預(yù)留孔，并將水管固定在水栗的出水口；(6)將外罩4通過螺紋固定在放電室5上部外側(cè);并將電火花震源引出的放電電纜中的另一根線纜通過螺釘固定在外罩上部；(7)將聚能罩6通過螺紋固定在放電室5下部外側(cè)；(8)將反應(yīng)裝置9罩在放電室5的外壁平臺上。
[0056]其使用過程如下:(I)將發(fā)射頭放入發(fā)射孔中；(2)打開注水裝置7的水栗，將清水注入放電室5; (3)用水體濁度檢測裝置8中的讀數(shù)器讀取濁度數(shù)值。如果不滿足放電要求則繼續(xù)注入清水直到滿足要求；(4)當(dāng)電火花震源放電時，陽極I和陰極2在放電室5內(nèi)產(chǎn)生電弧，將水體汽化并產(chǎn)生彈性波。彈性波以球狀向周圍傳播。由于放電室5是開口向下的筒狀結(jié)構(gòu)，且上部反壓裝置9提供足夠的壓力，使得彈性波的能量從放電室5的開口向下傳播。同時聚能罩結(jié)構(gòu)進一步阻擋了彈性波橫向傳播，最后的效果就是產(chǎn)生了大能量的向下傳播的彈性波。
[0057]和鉆機配合工作時，不需要安裝聚能罩6，且不需要使用單獨的反壓裝置9，而是用鉆機的鉆桿將整個炮頭套在里面。鉆桿既作為聚能罩，又可以提供反壓。
[0058]在沙灘或水深較淺的沼澤地區(qū)工作時，聚能罩采用圖2所示的平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。反壓裝置9可以和運輸車的車身固定在一起，這樣利用運輸車的重力提供反壓壓力。
[0059]在水深較深的沼澤或深水區(qū)工作時，聚能罩結(jié)構(gòu)不變，反壓裝置通過和如圖3所示的水箱連接提供足夠的反力。
[0060]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種大能量電火花震源發(fā)射頭，其特征在于，包括放電室(5)、陽極(I)、絕緣體(3)、陰極(2)和外罩(4); 所述放電室(5)為上端具有出口的中空結(jié)構(gòu)； 所述絕緣體(3)環(huán)設(shè)于陽極(I)外部，所述陽極(I)上下兩端突出于絕緣體(3)外部；所述絕緣體(3)與陽極(I)共同將放電室(5)出口封閉； 所述陰極(2)固定設(shè)于放電室(5)內(nèi)的底部； 所述外罩(4)設(shè)置在放電室(5)上端，與放電室(5)固定連接，將陽極(I)突出的上端和絕緣體(3)上部封閉在外罩(4)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭，其特征在于，所述外罩(4)上端設(shè)有一個穿線孔，所述設(shè)置在陽極(I)內(nèi)的放電電纜通過穿線孔穿過外罩(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭，其特征在于，還包括注水裝置(7)和光纖檢測裝置(8); 所述放電室(5)內(nèi)壁設(shè)有三個預(yù)留孔和一個排氣孔； 所述注水裝置(7)通過放電室(5)內(nèi)壁上的一個預(yù)留孔進入放電室(5); 所述光纖檢測裝置(8)的兩端分別通過放電室(5)的兩個預(yù)留孔到達放電室(5)內(nèi)陽極和陰極之間的位置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭，其特征在于，所述注水裝置(7)為包括注入口和泄出口的中空管狀結(jié)構(gòu)，所述注入口與外部水源相連接，所述泄出口為設(shè)置在放電室(5)內(nèi)壁上的一個預(yù)留孔。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭，其特征在于，所述注水裝置(7)和光纖檢測裝置(8)貼合設(shè)置在外罩(4)的外壁上，所述注水裝置(7)的注水口與高壓水栗相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭，其特征在于，所述光纖檢測裝置(8)包括發(fā)射頭、接收頭和讀數(shù)器； 所述發(fā)射頭和接收頭分別設(shè)置在光纖檢測裝置(8)的兩端;所述讀數(shù)器設(shè)置在光纖檢測裝置(8)中部位置，所述讀數(shù)器設(shè)置在外罩(4)外部。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭，其特征在于，還包括聚能罩(6)，所述聚能罩(6)下端設(shè)置開放口，所述聚能罩(6)上端與放電室(5)外部形狀相適配;所述聚能罩(6)通過上端套裝在放電室(5)外底部實現(xiàn)與放電室(5)相連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭，其特征在于，還包括內(nèi)部中空的反壓裝置(9);所述反壓裝置(9)罩于外罩(4)外部； 所述反壓裝置(9)呈無底面的柱形，所述柱形底邊與放電室(5)上部相接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭，其特征在于，所述反壓裝置(9)頂部或側(cè)壁上設(shè)有配重。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大能量電火花震源發(fā)射頭，其特征在于，所述放電室(5)采用不銹鋼制成。
【文檔編號】G01V1/157GK205581312SQ201620323237
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】趙永貴
【申請人】北京同度工程物探技術(shù)有限公司