一種大能量電火花震源發(fā)射頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)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(yáng)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(yáng)極外部，所述陽(yáng)極上下兩端突出于絕緣體外部；所述絕緣體與陽(yáng)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(yáng)極突出的上端和絕緣體上部封閉在外罩內(nèi)。本實(shí)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(jī)配合，在沼澤、沙灘、灘涂、深水區(qū)等各種工況下使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種大能量電火花震源發(fā)射頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)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(duì)安全、環(huán)保要求的提高而越來(lái)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(duì)于山地、淺灘、灘涂、小型河流等地形條件，氣槍和可控震源無(wú)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(lái)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(guò)20KJ?，F(xiàn)有的電火花震源除了電容器儲(chǔ)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(gè)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?yàn)橹?，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(shí)經(jīng)常損壞。同時(shí)傳統(tǒng)的發(fā)射頭對(duì)放電水體的渾濁程度無(wú)法檢測(cè)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(méi)有一種發(fā)射頭能夠和鉆機(jī)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)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(shí)經(jīng)常損壞的問(wèn)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(shí)要能夠承受強(qiáng)大的壓力波，還適應(yīng)各種場(chǎng)地工況和施工條件的大能量電火花震源發(fā)射頭。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)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(yáng)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(yáng)極外部，所述陽(yáng)極上下兩端突出于絕緣體外部;所述絕緣體與陽(yáng)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(yáng)極突出的上端和絕緣體上部封閉在外罩內(nèi)。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)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(jī)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(cè)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(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0011]進(jìn)一步，所述外罩上端設(shè)有一個(gè)穿線孔，所述設(shè)置在陽(yáng)極內(nèi)的放電電纜通過(guò)穿線孔穿過(guò)外罩。
[0012]進(jìn)一步，還包括注水裝置和光纖檢測(cè)裝置；
[0013]所述放電室內(nèi)壁設(shè)有三個(gè)預(yù)留孔和一個(gè)排氣孔；
[0014]所述注水裝置通過(guò)放電室內(nèi)壁上的一個(gè)預(yù)留孔進(jìn)入放電室；
[0015]所述光纖檢測(cè)裝置的兩端分別通過(guò)放電室的兩個(gè)預(yù)留孔到達(dá)放電室內(nèi)陽(yáng)極和陰極之間的位置。
[0016]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，通過(guò)注水裝置將清水注入放電室內(nèi)通過(guò)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(guò)光纖檢測(cè)裝置檢測(cè)水體的濁度，保證水體的濁度達(dá)到放電要求，從而避免了渾濁水體對(duì)電火花放電時(shí)效果的影響。
[0017]進(jìn)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(gè)預(yù)留孔。
[0018]進(jìn)一步，所述光纖檢測(cè)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(cè)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(cè)裝置中部位置，所述讀數(shù)器設(shè)置在外罩外部。
[0020]進(jìn)一步，還包括聚能罩，所述聚能罩下端設(shè)置開(kāi)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(guò)上端套裝在放電室外底部實(shí)現(xiàn)與放電室相連接。
[0021]采用上述進(jìn)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?chē)鷤鞑?。根?jù)不同的場(chǎng)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(jī)，也可以利用鉆桿作為聚能罩。
[0022]進(jìn)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(wú)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(jìn)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(jìn)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(jìn)一步方案的有益效果是，所述反壓裝置通過(guò)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(jī)配合時(shí)，可采用單獨(dú)配重結(jié)構(gòu)。車(chē)載時(shí)可采用車(chē)身配重。在深水區(qū)工作時(shí)，可采用水箱配重。
[0027]進(jìn)一步，所述注水裝置和光纖檢測(cè)裝置貼合設(shè)置在外罩的外壁上。
[0028]進(jìn)一步，所述放電室采用不銹鋼制成。
[0029]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，放電室采用高強(qiáng)度不銹鋼材料，抗沖擊。同時(shí)所述放電室的筒狀機(jī)構(gòu)，使得彈性波以向下傳播為主。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型實(shí)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(shí)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(shí)采用的反壓裝置示意圖。
[0033]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0034]1、陽(yáng)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(cè)裝置，9、反壓裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0036]如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)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(yáng)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(yáng)極I外部，所述陽(yáng)極I上下兩端突出于絕緣體3外部;所述絕緣體3與陽(yáng)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(yáng)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(gè)穿線孔，所述設(shè)置在陽(yáng)極I內(nèi)的放電電纜通過(guò)穿線孔穿過(guò)外罩4。
[0042]還包括注水裝置7和光纖檢測(cè)裝置8;
[0043]所述放電室5內(nèi)壁設(shè)有三個(gè)預(yù)留孔和一個(gè)排氣孔；
[0044]所述注水裝置7通過(guò)放電室5內(nèi)壁上的一個(gè)預(yù)留孔進(jìn)入放電室5;
[0045]所述光纖檢測(cè)裝置8的兩端分別通過(guò)放電室5的兩個(gè)預(yù)留孔到達(dá)放電室5內(nèi)陽(yáng)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(gè)預(yù)留孔。
[0047]所述光纖檢測(cè)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(cè)裝置8的兩端;所述讀數(shù)器設(shè)置在光纖檢測(cè)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(kāi)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(guò)上端套裝在放電室5外底部實(shí)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(wú)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(cè)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(guò)程如下:(I)將陽(yáng)極通過(guò)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(guò)外罩4上部的穿線孔，之后將陽(yáng)極通過(guò)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(guò)螺紋固定在放電室5的上部；(3)將陰極2通過(guò)螺紋固定在放電室5下部?jī)?nèi)側(cè)；(4)將水體濁度光纖檢測(cè)裝置7的發(fā)射頭和接頭分別穿過(guò)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(guò)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(guò)螺釘固定在外罩上部；(7)將聚能罩6通過(guò)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(tái)上。
[0056]其使用過(guò)程如下:(I)將發(fā)射頭放入發(fā)射孔中；(2)打開(kāi)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(cè)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(shí)，陽(yáng)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?chē)鷤鞑ァＳ捎诜烹娛?是開(kāi)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(kāi)口向下傳播。同時(shí)聚能罩結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jī)配合工作時(shí)，不需要安裝聚能罩6，且不需要使用單獨(dú)的反壓裝置9，而是用鉆機(jī)的鉆桿將整個(gè)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(shí)，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(yùn)輸車(chē)的車(chē)身固定在一起，這樣利用運(yùn)輸車(chē)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(shí)，聚能罩結(jié)構(gòu)不變，反壓裝置通過(guò)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(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(yáng)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(yáng)極(I)外部，所述陽(yáng)極(I)上下兩端突出于絕緣體(3)外部；所述絕緣體(3)與陽(yáng)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(yáng)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(gè)穿線孔，所述設(shè)置在陽(yáng)極(I)內(nèi)的放電電纜通過(guò)穿線孔穿過(guò)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(cè)裝置(8); 所述放電室(5)內(nèi)壁設(shè)有三個(gè)預(yù)留孔和一個(gè)排氣孔； 所述注水裝置(7)通過(guò)放電室(5)內(nèi)壁上的一個(gè)預(yù)留孔進(jìn)入放電室(5); 所述光纖檢測(cè)裝置(8)的兩端分別通過(guò)放電室(5)的兩個(gè)預(yù)留孔到達(dá)放電室(5)內(nèi)陽(yáng)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(gè)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(cè)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(cè)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(cè)裝置(8)的兩端;所述讀數(shù)器設(shè)置在光纖檢測(cè)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(kāi)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(guò)上端套裝在放電室(5)外底部實(shí)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(wú)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(hào)】G01V1/157GK205581312SQ201620323237
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】趙永貴
【申請(qǐng)人】北京同度工程物探技術(shù)有限公司