[实用新型]陆地电火花震源

说明书

技术领域

本实用新型属于地球物理勘探设备，涉及用高压脉冲放电产生地震能的装置。

背景技术

陆地电火花震源与其他震源(如可控震源、超声波震源、重锤震源、炸药震源)相比，具有结构简单、安全、能量易于控制和调节、激发地震波的频率较高、激发时间准确、施工效率高等优点，已在地质勘探和石油开采中得到广泛应用。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形成强大的冲击力，此冲击力作用到大地则激发出地震波。

陆地电火花震源的主要用途是作为地震勘探、垂直地震剖面测井(以下简称VSP测井)、井间地震和振动采油用的震源。

陆地电火花震源在作地震勘探或VSP测井时，是在炮点处钻一深约9米的井，井中注满淡水，然后把震源的放电电极下放到井底，则可连续放炮测量。作VSP测井时，一口井可放炮数百次，这一性能明显优于炸药震源。由于电火花震源对地表破坏作用小，所以较其他震源更适于在城镇、堤坝等地工作。

在作井间地震和振动采油时，先将电火花震源与两千多米长的放电电缆(端部装有放电电极)相连，然后把放电电极放入两千米左右深的油井中放电，放电产生的强大地震波能量作用于油层后，可以疏通出油孔，提高原油产量。若同时在另一口井中放置接收仪器，将接收的地震信号处理后，则可勘探两井间的地质构造。

用于地震勘探的陆地电火花震源国内外已有报道，如美国专利3347336，3268028，3356178，但其电容器储能最高仅为60千焦耳，放电开关采用电子设备，如引燃管，结构复杂，价格较贵，并且容易失燃。中国专利85103629，电容器储能为150千焦耳，工作电压为15千伏，但其地面激发器较笨重(约1.5吨)，其放电开关容量小，在施工过程检修不便。还需指出的是上述国内外专利装置的能量均不能满足目前地震勘探和VSP测井的生产需要。

采用陆地电火花震源使油井重新增产的方法和装置国内外也有报道，如美国专利4997044，4169503和4074758，苏联专利WO89/11581(PCT/SU88/00110)。上述专利所公开的装置中的关键部件——放电电极的结构很复杂，不便于制造安装维修，并且这些专利都没有公开装置的关键技术参数，如电容器储能及适用的井深范围，放电开关的结构等等。中国专利96249134所提供的电火花震源储能为200千焦耳，工作电压为10千伏，其实地试验时放电电缆长约600米，只适用于油层深度在550米左右的油井。而对深约2000米的油井，其能量及施工效率均不能满足井间地震和振动采油的生产需要。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种陆地电火花震源，特别是提供改进的高压大容量放电开关和实用的放电电极，设有自动充电控制电路，使震源具有大功率能量，工作稳定可靠，满足地震勘探、VSP测井、井间地震、和振动采油等多种用途需要。

本实用新型陆地电火花震源除供电电源外，全部部件安装在一特制的箱体内，包括与供电电源顺序相联的、自动充电控制电路、电动调压器、高压充电回路、充放电电阻、高压接地开关、高压电容器组、高压放电开关和放电电极。所述高压放电开关是一种三极式高压大容量空气开关，其上主电极装在绝缘盖板上，中心有孔的下主电极装在盆状金属底座底部的中心，一触发电极连同其外套绝缘套管装在下主电极的中心孔中，所述盆状金属底座的底部设有气孔。所述绝缘盖板和金属底座扣合后用环形卡箍和销钉紧固在一起。所述放电电极由高压电极、低压电极、绝缘体和电极卡箍组成，高压电极和低压电极平行并列，其主体部分分别被包裹在绝缘体中，一端分别与高压电缆端部的芯线相连接，另一端平齐。绝缘体之外，用电极卡箍将平行并列的高压电极、低压电极及其外的绝缘体卡紧固定。

放电电极中的高压电极和低压电极用黄铜棒制成，表面有防滑动凹槽，绝缘体用玻璃钢制成，所述电极卡箍扣合后的横截面形状为正方形或矩形。

本实用新型陆地电火花震源，除供电电源外，安装其余全部部件的箱体分隔成三个仓室，顺序为控制室、高压隔离室和放电电缆电极室。控制室中安装包括自动充电控制电路在内的低压控制部件；位于中部的高压隔离室中安装电动调压器和所有的高压部件，包括高压充电回路、充放电电阻、高压接地开关、高压电容器组和高压放电开关。放电电缆电极室中放置放电电缆和放电电极。供电电源安装在控制室外部的平台上。箱体接地，箱体中所有高压部件和低压部件均与箱体绝缘。