ZDF-3型大功率电火花震源及其性能分析
电火花震源
电火花震源交流电源经升压、整流后，储存在高压电容器组中，大量存储的高压电能通过专用的放电电极瞬间放电, 在介质中通过脉冲大电流，使周围介质汽化,形成高温高压区，从而产生冲击波, 成为振动波的震源。
电火花震源由电源控制台、变压整流、放电电阻、高压电容器组、特制点火开关、放电电缆及电极等部分组成。
高压放电同轴电缆由车尾部引出, 电缆末端装有专用的放电电极。
电火花震源和国内外其它类型电火花震源在工作原理上没有多大区别。
电火花震源是一种将电能转变成脉冲机械能的特殊装置。
利用普通的交流电, 使之经过升压整流，将高压电能储存在高压脉冲电容器中, 大量存储的高压电能再通过专用的放电电极, 瞬时放电形成电弧, 使电极周围的液体、如水等迅速气化，形成高温高压区，从而产生冲击波。
放电区就成为振动波的震源。
电火花震源的激发能量取决于高压电容器的电容量和压在它上面的高压电压，即：W=1/2 C U2电火花震源的工作过程是：由人工控制将外部发电机（30KW）或市电所供电压220V或380V，经调压器和高压变压器升压为10KV电压，整流后变直流储存到高压电容器组中,由控制系统监控测试充电情况和安全保护装置。
充足电后，由人工或仪器遥控系统控制触发系列，使点火开关瞬时打开，在电容器组两极及电缆放电电极形成回路, 在放电电极端产生电弧，从而形成电火花震源。
充电过程，由30KW柴油发电（或市电）供给三相交流电于A、B、C、D端, 通过空气开关和瓷保险RD的过流保护, 三个交流电流表I用于监视三相充电电流是否一致，送到手柄自藕调压器下的初级, 经调压送到升压变压器的初级, 升压变压舍享为特制的干式变压器, 可将电压升到1×104V, 由T2的次级给出高压交流电，经由高压硅堆组成的三相桥式整流回路D1~D6整流, 变为高压直流, 经电阻R1~R3将高压电能储存到高压电容器中, 其中R1用来限制充电电流。
点火过程也就是放炮过程, 当电容器组C01、C02中的电压充到预定位时用KV表进行监视切断充电电源, 根据仪器操作员命今, 用遥控或手动通过触发装置T4、T5接通分装在两组高压放电回路中的两个高压三极点火开关G01、G02，使两组电容器组中的储能通过各自的放电电缆, 在电极端a 、b和a’、b’同时释放, 形成两组组合激发的震源放电过程, 即当用过震源不再放炮时, 或在充电过程中发现问题不能放炮时, 为了释放残留或储存在电容器组C01、C02中的电能, 闭合触头就可达到放电的目的，C01通过电阻R2释放能量。
国内外可控震源的分析论述
国内外可控震源的分析论述１浅层地震勘探可控震源陆地电火花震源主要应用于ＶＳＰ测井探测，通过中科院电工所专家们的努力，研制出不同能量级的电火花震源。
其中，重量最轻的为２ｋｇ，大大的降低了成本，提高了野外勘探效率。
目前，我国研制的电火花震源在仪器连续充放电工作、稳定性等方面还需要进一步研究。
国外应用电火花震源最多的国家是美国，主要是用于海洋地震勘探，在陆地地震勘探中的应用比较少。
电火花震源由于能量小，对附近的建筑设施屋破坏性危害，可以在居民区、堤坝等地区工作。
对于打井困难的地区，还需要我们深入研究电火花震源针对不同数量级的换能装置，使电火花震源能够应用在各种环境中。
夯击震源技术常用的仪器是建筑上的打夯机。
目前，国内的夯机震源多数应用的是内燃式夯击震源，具有输出力大、操作简单、方便等优势。
在数据回收时，由于我们输出的信号是随机发出的，暂时不受人为控制。
因此，夯击震源电控技术将是提高夯击震源地震勘探效率的有效方式之一。
国外夯击震源应用的多数是电动式夯击震源，电动式夯击震源在控制上具有可以任意控制输出频率、振动时间等优势。
为了得到更好的野外实验资料，夯击震源的电控技术，是我们今后的研究方向。
电磁驱动可控震源是２０世纪９０年代兴起的新一代可控震源，吉林大学研制的电磁驱动可控震源填补了国内电磁式震源的空白，技术水平也处于世界领先的地位。
多次的野外对比实验使国内的电磁驱动可控震源进一步完善，系列产品正在推广。
吉林大学国家地球物理探测仪器工程技术研究中心研制的电磁驱动可控震源，具有体积小，使用方便；高频扫描，分辨率高等优点，满足了城市物探特殊环境的要求。
但是与国外相同的可控震源相比较，我国的电磁驱动可控震源还存在诸多不足，具体如下：１）激振器与大地耦合研究激振器振动时，能量通过基板传向大地，在基板稳态响应信号中，除了受迫振动信号的主频能量成分以外，还叠加有大量的高频谐波能量，造成了振动信号能量在耦合过程中的损失。
LFV3低频可控震源技术与应用效果
２００９年 ８月 ，全球 首 台油 气 勘 探用 的低 频 可 控 震 源试 制 完 成 ，通 过 井 下 接 收 试 验 验 证 了低 频 １．５ Ｈｚ信号 激发 的真 实性 与采 用 常规 地震 检 波器 （自然 频 率 １０Ｈｚ）的可 接 收性 ，由此 东 方公 司 的低 频 地 震 激 发技 术 已然 处 在 了国际 领先 位置 。
２０１８ ２月
物 探 装 备
第 ２８卷 第 １期
· 专 论 与 综 述 ·
ＬＦＶ３低 频 可 控 震 源 技 术 与 应 用 效 果
陶 知 非 Ⅵ 徐 小 刚 骆 飞。 马 磊 。 刘 志 刚。
（１．东方地球物理公司装备服务处 ，河北涿州 ０７２７５０；２．保定北奥石油物探特种车辆制造有限公 司；３．东方地球 物理公 司装备 服务处震源服务 中心）
２０１２年 东 方公 司 承 担 了 “十 二 五 ”国 家 科 技 部 资环领 域 ８６３项 目高 精 度 可 控 震 源 技 术 的 研 究 课 题 ，主 要针 对更 宽 频带 （６倍 频程 以上 带 宽 ）、更 高 精 度 （低 畸变 ）的未来 一代 震 源研究 。为 了加强 对低 频
地震 技术 在解 决地 质 问题 方 面 的认 识 ，十八 个 月 后 课 题组 推 出 了基于 高精 度可 控震 源成 熟技术 释放 形 成 的新 一 代 工业 化低 频 可 控震 源 ＬＦＶ３，它 适 用 于 陆地油 气勘 探 以及深 部探 测 的研究 。
电火花震源在城市地质调查三维地震勘探中的应用
的原则，固定激发井深为1.5m, 激发能量为30KJ、40KJ、60KJ、 80KJ,对比不同激发能量条件
下采集的单炮地震记录效果。
如图4所示，30KJ的单炮地 震记录能量最弱，60KJ和 80KJ的单炮地震记录能量较 强。如图5所示，激发能量越 大，地震反射波能量越强。如
图6所示，80KJ和60KJ的单 炮地震记录信噪比较高、有效 频带范围较宽。因此，工作区
高、激发效果好，应用于城市浅层地震勘探具有明显优势。
3试验分析
为了初步检验电火花震源在城镇区域的激发效果，需
15： 0.5m
16： 1.0m
17： 1.5m
图3相同能量不同井深信噪比对比
要在不同条件下进行试验工作。试验工作的重点以激发因素为主。激发因素主要包括激发能量和激发井
深，逐一进行单因素对比试验。
1KJ等级；20KJ和40KJ等级；200KJ和400KJ等级。 城市地质三维地震勘探探测目标为300m以浅的地层,
使用40KJ等级的电火花震源可以满足探测要求。在城市 浅层地震中使用电火花震源具有如下优势：
1） 电火花震源适用于各种场地类型，不受已有构筑 物、植被农田的限制；
2） 电火花震源能量可控，可以根据探测目标的深度
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内采用80KJ激发能量为宜，
电火花震源在煤矿采区三维地震勘探中的应用
电火花震源在煤矿采区三维地震勘探中的应用收稿日期:20230420;修订日期:20230812;编辑:王敏作者简介:刘兴金(1982 ),男,宁夏中卫人,高级工程师,主要从事煤田地震勘探技术应用与研究工作;E m a i l :284102093@q q.c o m 刘兴金1,王有智2,宋琳1,高登辉1,崔江龙1,路永平3(1.山东省煤田地质局物探测量队山东济南 250104;2.山东省第三地质矿产勘查院,山东烟台 264004;3.山东省地质测绘院,山东济南 250002)摘要:电火花震源是一种典型的非炸药地震勘探震源,多用于海洋地震勘探中,具有安全㊁绿色㊁环保等优点㊂以往由于电火花震源体积笨重,施工效率低,在煤矿采区三维地震勘探中应用极少㊂随着技术进步,电火花震源实现了轻量化㊁智能化,能够适应各种地质工况的需求㊂山东省滕县煤田一采区三维地震勘探区地表村庄等障碍物较多,表层地震地质条件较为复杂,炸药震源激发离房屋近对建筑物破坏性大,偏移距过大又会造成地震剖面开天窗,目的层反射波不连续㊂经过调查对比分析,本次三维地震野外数据采用电火花震源激发,生产前进行了井深与电火花能量试验,确定了激发参数㊂结果所获单炮记录与地震剖面信噪比高㊁目的层反射波同相轴连续性好,能够满足煤矿采区三维地震精细勘探,取得了较好的应用效果㊂电火花震源可以作为一种补充震源,在煤矿采区复杂地表条件地震勘探中推广应用㊂关键词:电火花震源;煤矿采区;三维地震勘探;炸药震源;滕县煤田中图分类号:P 631.4 文献标识码:A d o i :10.12128/j.i s s n .16726979.2023.10.008引文格式:刘兴金,王有智,宋琳,等.电火花震源在煤矿采区三维地震勘探中的应用[J ].山东国土资源,2023,39(10):5155.L I U X i n g j i n ,WA N G Y o u z h i ,S O N G L i n ,e t a l .A p p l i c a t i o no fE l e c t r i cS pa r kS o u r c e i n3DS e i s m i c E x p l o r a t i o no fC o a lM i n i n g A r e a [J ].S h a n d o n g La n da n dR e s o u r c e s ,2023,39(10):5155.0 引言地震勘探是地球物理勘探中最重要的一种物探方法,因其勘探精度高和投资回报快成为石油㊁天然气㊁煤炭等地下天然矿产的主要勘探技术手段㊂震源是地震勘探技术的重要组成部分,是产生地震信号的源头,震源的信号质量直接影响地震勘查效果[1]㊂地震勘探所使用的震源分为两大类,一类是炸药震源,而另一类则统称为非炸药震源[2]㊂非炸药震源又分为脉冲震源(例如电火花震源㊁重锤㊁空气枪等)和可控震源[38]㊂目前在煤田地震勘探中,受地形条件限制㊁爆炸物品安全性及管控㊁环境保护因素等影响,在东部平原㊁西部山区与黄土高原等地形主要采用炸药震源激发,新疆㊁内蒙等戈壁与草原地形逐步采用可控震源替代炸药震源激发方式㊂三维地震勘探技术作为煤矿采区构造与岩性勘探的主要手段,已获得广泛应用,为煤矿安全㊁高效开采提供了技术保障[4]㊂滕县煤田一采区煤矿位于山东省济宁市微山县,经过近四十年的开采,剩余接续采区村庄较多㊁人口稠密,地表条件较为复杂㊂经过综合分析,接续采区三维地震勘探野外数据采集利用电火花震源激发,通过点试验确定了激发参数,最终所获单炮记录与地震时间剖面中,上部3煤层㊁下部16煤层及奥灰顶界面反射波信噪比高㊁频率高㊁同相轴连续性好,取得较好的应用效果㊂为今后类似地震地质条件煤矿采区三维地震勘探采用电火花震源激发积累了经验㊂1 电火花震源的激发原理电火花震源是一种将电能转化为机械波能量的动力装置,主要由充电单元㊁脉冲放电单元以及放电电极组成[1011]㊂具体工作原理是在激发前,高压整流电路先使高压电容充电到几千伏,高压电容通过㊃15㊃第39卷第10期 山东国土资源 2023年10月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.放电电缆和放电开关与放置于水中的一对电极相连㊂激发时,放电开关接通,电极突然获得几千伏的高压,电极间水介质中形成几万安培的放电电流,瞬间产生出几万焦耳的热能,将附近土层水气化形成高温高压区,瞬间爆炸产生地震波[1213]㊂电火花发射能量可用公式表示为:E =C U 2/2(1)式中:E 电火花发射能量,单位为J (焦耳);C 电火花中用来存储电能的电容器的电容,单位为F (微法);U 电容器中存储的电压,单位为k V (千伏)㊂根据式(1)可以看出,电火花震源的输出能量是可以调控的㊂对于电火花震源来说,系统的电容C 是确定的,要想得到大小不同的爆炸能量E ,可以通过控制电容器的电压U 的大小来达到目的[1415]㊂电火花震源是一种典型的非炸药地震勘探震源,安全绿色环保,对周围环境的影响小,可用于各种地震方法,可根据需求定制其激发频率㊁能量等参数,以此满足各种工况的使用要求㊂与空气枪震源对比,由于完全没有 气泡效应 ,效果优于空气枪㊂并且,同能量情况下,电火花震源比空气枪震源体积小,重量轻几个数量级;与重锤震源相比,其激发的地震波频率高于重锤,适合地质构造精细结构的探测;与炸药震源对比,绿色环保,对周边环境影响小㊂2 地质概况及地震地质条件2.1 地质概况研究区位于山东省微山县县城西北约6.0k m处,位于成武㊁滕县凹陷的东部,滕县煤田的南部㊂钻孔揭露的地层自下而上有奥陶纪马家沟群,石炭二叠纪月门沟群本溪组㊁太原组㊁山西组,二叠纪石盒子群,侏罗白垩纪淄博群三台组,第四系㊂主要含煤地层为石炭二叠纪月门沟群太原组和山西组①㊂2.2 地震地质条件区内地势平坦,地面标高在35~37m 左右,为鲁西南冲积平原北部边缘部分,但是村庄分布较多,对检波点和炮点布设造成了较大的影响㊂本区潜水面一般在地表以下3m 左右,潜水面以下厚层流砂及砂浆石使成孔困难,激发条件变差,同时厚层流砂对地震波高频成分吸收衰减严重㊂主采煤层为位于山西组中的3上㊁3下煤层,钻孔揭露3上煤层厚度1.02~5.63m ,3下厚度0~5.3m ,间距9~47m ,煤层顶底板砂岩与煤层之间存在明显波阻抗界面,可产生较强反射波,埋藏相对较浅,深度300~430m 之间,断层发育,3上㊁3下煤层存在冲刷与沉缺地质现象,综上分析,区内表㊁浅层地震地质条件比较复杂,深层地震地质条件一般㊂3 数据采集与处理3.1 试验资料分析在井中激发,对地震资料品质影响较大因素主要是井深和能量,即需要有理想的激发层位和足够的激发能量,来获得最佳单炮记录㊂试验接收仪器为法国S e r c e l 公司428X L 数字地震仪,35H z 模拟检波器两串两并组合接收;采用单线120道接收,道距10m ,排列长度1190m ,不对称激发,采样率0.5m s ;激发采用武汉长大C D 2电火花震源,发射电压5~1k V ,能量200k J ,频带范围10~150H z ㊂前人对电火花激发能量与炸药震源激发能量进行对比试验,认为电火花200~800k J 能级激发的能量相当于炸药震源2~4k g 激发的能量[16]㊂3.1.1 井深试验区内潜水面在地表以下3m 左右,潜水面以下分布有厚层流砂及砂浆石,激发条件复杂㊂试验激发电压固定为6k V ,能量120k J ,井深分别为8m ㊁9m ㊁10m ㊁11m ㊁12m ㊁13m ,对比不同井深激发获得单炮记录效果,试验结果如图1所示㊂8~13m 井深激发单炮记录上均能获得目的层的反射波,其中以井深12m 单炮记录上目的层反射波组能量最强㊁同相轴连续较好,面波干扰小,单炮有效频带约为10~100H z ,主要目的层的频带宽度约40~90H z㊂通过成孔发现,流沙及砂浆石主要分布在8~11m 之间,对能量有较强的吸收作用㊂因此,区内电火花震源激发井深选择12m ㊂3.1.2 能量试验激发能量试验采用固定激发井深12m ㊂考虑到设备本身的安全问题,选择电容充电电压为5k V ㊁6k V ㊁7k V ㊁8k V ,对应4种输出能量100k J ㊁120k J ㊁140k J ㊁160k J 进行试验对比㊂从不同激发㊃25㊃第39卷第10期 山东国土资源 2023年10月①山东省煤田地质局物探测量队,山东省滕县煤田一采区三维地震勘探报告,2021年7月㊂Copyright ©博看网. All Rights Reserved.能量单炮记录对比看,上述4种激发能量均能得到品质较高的单炮记录,随着激发能量的提高,单炮记录信噪比有所提升,反射波同相轴连续性增强,尤其是7k V㊁8k V激发时,深部400m s附近弱反射波能量有所增强㊁连续性变好(图2)㊂图1相同能量不同井深单炮记录对比图图2相同井深不同激发能量单炮记录对比图3.1.3试验结论(1)通过对点试验资料综合分析,本区电火花震源激发井深采用12m,激发能量选择电容充电电压为7k V,对应能量140k J,考虑到浅层流沙及砂浆石对地震波激发及吸收作用,在生产过程中,激发井深穿过该层位㊂记录长度2.0s,采样间隔0.5m s㊂(2)干扰波主要有面波㊁声波和多次折射波,后期资料处理采取针对性措施进行干扰波去除㊂(3)单炮记录显示单边排列长度超过300m 时,受到多次折射波干扰,因此接收道数不宜大于70道㊂(4)针对本区目的层埋藏浅㊁地震地质条件较差情况,数据采集宜采用小道距接收,增加覆盖次数,以此提高资料的信噪比㊂(5)与炸药震源相比,电火花震源使用起来更加方便灵活,对建筑物的破坏性小,环保无污染,可以节约地震勘探费用,但是电火花震源激发时需要1 ~2m i n的充电时间,在放炮效率上要低于炸药震源㊂在勘探效果上,本次电火花震源所获得单炮记录有效波频带宽度约10~100H z,主要目的层的频带宽度约40~90H z,分辨率较高,可以达到炸药震源激发的效果㊂3.2数据采集方法根据区内表浅层㊁深层地震地质条件以及点试验结果,本次三维地震数据采集采用束状12线10炮制㊁中点激发观测系统,主要参数见表1㊂表1观测系统参数一览表序号观测系统参数参数值1接收道数60道/线ˑ12线=720道2接收线距40m3接收道距10m4横向炮点距20m5纵向炮排距60m6最小非纵炮检距10m7最大非纵炮检距310m8最大炮检距475m9C D P网格5m(纵向)ˑ10m(横向)10覆盖次数5次(纵向)ˑ5次(横向)=25次3.3地震资料处理针对原始资料的特点,本次处理工作主要围绕高通滤波㊁真振幅恢复㊁反褶积㊁速度分析㊁剩余静校正㊁D MO处理㊁随机噪声衰减㊁三维偏移等8个处理技术展开,在资料处理过程中,始终以提高信噪比㊁保真度㊁分辨率为目标展开资料处理工作㊂4应用效果分析从电火花震源激发三维地震资料看,时间剖面整体信噪比较高,主要目的层3上㊁3下煤层对应㊃35㊃第39卷第10期水文地质环境地质2023年10月Copyright©博看网. All Rights Reserved.T3S㊁T3X波能量强㊁同相轴连续;受上部3煤层屏蔽作用,深部16煤层T16波能量弱,但连续性较好;奥灰顶界面为不整合面,界面不光滑,上下岩性变化大,理论上对应反射波特征变化大,时间剖面中T O波特征也真实的反映了奥灰顶界面赋存状况㊂研究区内3煤层存在分叉㊁合并现象,西南部为合并区,东北部为分叉区㊂在分叉区内3下煤层存在冲刷变薄至不可采㊂煤层反射波振幅强度与煤层厚度成正比关系,反射波振幅强弱直接反映了煤层的厚度变化趋势[1718],当3下煤层冲刷后,时间剖面中T3X波能量㊁振幅明显变弱(图3)㊂1 3下煤层冲刷区;2 已施工钻孔图3电火花震源激发三维地震时间剖面图以往研究表明,与岩性有关的信息包含在与振幅相关的地震属性中[1920]㊂通过提取振幅㊁频率㊁相位㊁方差㊁能量等多种属性参数进行对比,其中3下煤层层位同相轴均方根振幅属性,可以较好的反映出3下煤层变化情况,其时窗长度为3下煤层反射波同相轴上下各5m s㊂从3下煤层均方根振幅属性图中可以看出,蓝色与粉红色区域对应振幅值小,其中蓝色区域反映该区域煤层较薄至不可采,粉红色区域为冲刷变薄区,与钻孔实际揭露资料吻合较好(表2),为3下煤层开采提供了可靠地质依据,取得了较好的应用效果(图4)㊂1 钻孔及编号;2 冲刷区;3 冲刷变薄区图43下煤层均方根振幅属性示意图表2分叉区3煤层厚度统计表序号孔号3上煤厚度/m3下煤厚度/m 166224.764.612F693.853.733F513.834.224F521.541.56(冲刷变薄)5F534.58完全冲刷6X8173.910.17(冲刷变薄)7F41断缺断缺863234.050.27(冲刷变薄)9F424.330.47(冲刷变薄)5结论电火花震源作为非炸药震源,具有安全环保㊁能量强㊁激发频率高等优点㊂实践表明,在煤矿采区三维地震勘探中,可以获得信噪比㊁分辨率较高的单炮记录,地震时间剖面中煤层反射波同向轴连续性较好,能够真实反映地下煤层赋存情况,满足煤矿采区三维地震勘探的要求㊂电火花震源在井中激发要想获得品质较高的单炮记录,需要有最佳的激发层位和较强的激发能量㊂电火花震源可以作为炸药震源的补充震源,在复杂地表条件下煤矿采区三维地震勘探中推广应用㊂㊃45㊃第39卷第10期山东国土资源2023年10月Copyright©博看网. All Rights Reserved.参考文献:[1]林君.电磁驱动可控震源地震勘探原理及应用[M].北京:科学出版社,2004:115.[2]闫妤靖,王军民,吕志杰.无线数据传输设计在电火花震源地震勘探中的应用[J].科学技术与工程,2020,20(3):918923.[3]蒋辉,李海军,高斌,等.电火花震源在石油地震勘探中的应用[J].物探装备,2018,28(1):4244.[4]汤红伟.煤矿采区高密度三维地震技术研究与应用[D].西安:煤炭科学研究总院西安研究院,2010:120.[5]裴彦良,王揆洋,刘晨光,等.电火花震源系统充电技术研究[J].海洋技术,2007,26(3):7376.[6]左公宁.煤田地震勘探用陆地电火花震源通过监定[J].电工电能新技术,1988(3):57.[7]蒋士钧.煤田地震陆地电火花震源试验通过监定[J].煤田地质与勘探,1988(4):74.[8]王中原,罗明璋,王军民,等.基于物联网的电火花震源电力参数实时记录系统设计[J].长江大学学报(自然科学版),2018,15(5):37 40.[9]佟训乾,林君,姜弢,等.陆地可控震源发展综述[J].地球物理学进展,2012,27(5):19121921.[10]史孝侠,高迎慧,孙鹞鸿,等.重频脉冲下海洋电火花震源的研制[J].电源技术,2013,37(4):646649.[11]戚宾,王详春,赵庆献.海洋电火花震源地震勘探研究进展[J].物探与化探,2020,44(1):107111.[12]左公宁.电火花震源[J].勘察科学技术,1988(1):5860.[13]卓武,张伟,丁海燕,等.基于电火花震源的微测井技术在复杂沙漠地区的应用研究[J].地球物理学进展,2019,34(5):19881995.[14]任立刚,杨德宽.电火花震源在平原水域区地震采集中的应用及效果分析[J].地球物理学进展,2019,33(6):25812587.[15]陈首桑,王清源,孙林.几种非炸药震源的物理过程及其特性分析[J].石油物探,1985,24(1):101107.[16]刘沛然,杨晨莹.电火花震源在地震采集中的应用[J].石油物探,2021,60(增1):59.[17]董守华,马彦良,周明.煤层厚度与振幅㊁频率地震属性的正演模拟[J].中国矿业大学学报,2004(1):3235. [18]刘兴金,宋嗣麒,张运国.三维地震勘探综合解释技术在探测3煤层中的应用[J].山东国土资源,2020,36(6):5862.[19]张可宝,张红斌,赵玉光,等.均方根振幅与岩性[J].石油地球物理勘探,2007(S1):9396.[20]赵彤,王雨辰,李根云,等.综合物探方法在煤矿采空区勘察中的应用:以济南市钢城区某项目为例[J].山东国土资源, 2022,38(3):2733.A p p l i c a t i o no fE l e c t r i c S p a r kS o u r c e i n3DS e i s m i cE x p l o r a t i o no fC o a lM i n i n g A r e aL I U X i n g j i n1,WA N G Y o u z h i2,S O N GL i n1,G A O D e n g h u i1,C U I J i a n g l o n g1,L U Y o n g p i n g3(1.G e o p h y s i c a l S u r v e y i n g B r i g a d e o f S h a n d o n g C o a l f i e l dG e o l o g y B u r e a u,S h a n d o n g J i'n a n250104,C h i n a;2.N o.3E x p l o r a t i o n I n s t i t u t e o f G e o l o g y a n dM i n e r a l R e s o u r c e s,S h a n d o n g Y a n t a i264004,C h i n a;3.S h a n-d o n g I n s t i t u te o fG e o l o g i c a l S u r v e y i n g a n d M a p p i n g,S h a n d o n g J i'n a n250002,C h i n a)A b s t r a c t:E l e c t r i c s p a r ks o u r c e i s a t y p i c a l n o n e x p l o s i v e s e i s m i c e x p l o r a t i o n s o u r c e,w h i c h i sm o s t l y u s e d i nm a r i n e s e i s m i c e x p l o r a t i o n,a n d h a s t h e a d v a n t a g e s o f s a f e t y,g r e e n a n d e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n.I n t h e p a s t,d u e t o t h e b u l k y v o l u m e a n d l o wc o n s t r u c t i o n e f f i c i e n c y o f e l e c t r i c s p a r k s o u r c e,i tw a s r a r e l y u s e d i n t h r e e d i m e n s i o n a l s e i s m i c e x p l o r a t i o n i n c o a lm i n i n g a r e a s.W i t h t h e p r o g r e s s o f t e c h n o l o g y,t h e e l e c t r i c s p a r ks o u r c eh a s r e a l i z e d l i g h t w e i g h t a n d i n t e l l i g e n t,a n dc a n m e e t t h en e e d so f v a r i o u s g e o l o g i c a l c o n d i-t i o n s.T h e r e a r e m a n y o b s t a c l e ss u c ha ss u r f a c ev i l l a g e s i nt h e3Ds e i s m i ce x p l o r a t i o na r e ao fT e n g x i a n c o a l f i e l d,S h a n d o n g P r o v i n c e.T h e s u r f a c e s e i s m i c g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s a r e r e l a t i v e l y c o m p l e x.T h e e x p l o-s i v e s o u r c e e x c i t a t i o n i sc l o s e t ot h eb u i l d i n g,w h i c h i sd e s t r u c t i v e t ot h eb u i l d i n g.T o o l a r g eo f f s e tw i l l c a u s e t h e s e i s m i c p r o f i l e t oo p e n t h e s k y l i g h t,a n d t h e r e f l e c t i o nw a v e o f t h e t a r g e t l a y e r i s d i s c o n t i n u o u s.A f t e r i n v e s t i g a t i o n,c o m p a r i s o n a n d a n a l y s i s,t h i s3Ds e i s m i c f i e l dd a t a i s e x c i t e db y e l e c t r i c s p a r k s o u r c e. W e l l d e p t ha n d e l e c t r i c s p a r ke n e r g y t e s t s a r e c o n d u c t e db e f o r e p r o d u c t i o n,a n d t h e e x c i t a t i o n p a r a m e t e r s a r ed e t e r m i n e d.T h e o b t a i n e d s i n g l e s h o t r e c o r d a n d s e i s m i c p r o f i l e h a v e h i g h s i g n a l t o n o i s e r a t i o,a n d t h e c o n t i n u i t y o f t h e t a r g e t l a y e r r e f l e c t i o nw a v e i s g o o d,w h i c hc a n m e e t t h e r e q u i r e m e n t so f t h r e e d i-m e n s i o n a l s e i s m i c f i n e e x p l o r a t i o n i n c o a lm i n i n g a r e a s,a n dh a s a c h i e v e d g o o d a p p l i c a t i o n r e s u l t s.E l e c t r i c s p a r ks o u r c e c a nb e u s e d a s a s u p p l e m e n t a r y s o u r c e i n s e i s m i c e x p l o r a t i o no f c o m p l e x s u r f a c e c o n d i t i o n s i n c o a lm i n i n g a r e a s.K e y w o r d s:E l e c t r i c s p a r k s o u r c e;c o a lm i n i n g a r e a;3Ds e i s m i c e x p l o r a t i o n;e x p l o s i v e s o u r c e;T e n g x i a nc o a l f i e l d㊃55㊃第39卷第10期水文地质环境地质2023年10月Copyright©博看网. 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用于井间地震的传输式电火花震源
用于井间地震的传输式电火花震源
孙鹞鸿;左公宁
【期刊名称】《石油物探》
【年(卷),期】2001(040)003
【摘要】介绍了用于井间地震的传输式电火花震源的工作原理及其关键部件,并给出了其电声技术参数.井间地震现场试验取得了质量较好的原始资料,经资料处理后得到纵波与横波两套资料.试验结果表明,传输式电火花震源具有较好的应用前景.【总页数】4页(P57-60)
【作者】孙鹞鸿;左公宁
【作者单位】中国科学院电工研究所,北京 100080;中国科学院电工研究所,北京100080
【正文语种】中文
【中图分类】TE3
【相关文献】
1.轨道式可控震源井间地震资料预处理方法研究 [J], 姚忠瑞
2.用于同步激发P波和S波井间地震采集的环形振动器震源 [J], ThomasM．Daley;李海峰;代东
3.传输式大功率电火花震源在浅水中及井中的压力波形及频谱分析 [J], 孙鹞鸿;左公宁
4.传输式电火花震源在油井解堵中的应用 [J], 孙鹞鸿;左公宁
5.传输式电火花震源电气参数的测试与研究 [J], 孙鹞鸿;左公宁
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电火花震源和高压脉冲开关
电火花震源和高压脉冲开关
张子民
【期刊名称】《高压电器》
【年(卷),期】1995(31)2
【摘要】以前,人们进行石油勘探的方法,是利用炸药爆炸造成地震波。
地震波在地下传播过程中,碰到不同地层的界面时,将会有一部分被反射回来,收集这些反射波并经过分析和处理后,就可以知道地层的结构,进而发现有无石油或其它矿物。
用炸药爆炸作为震源,不但会毁坏庄稼、损伤建筑物和造成环境污染,而且很不安全、甚至造成人员伤亡。
因此,它的使用范围受到很大限制。
在城市、铁道、水坝、良田、村落和海洋等地域,根本不准使用炸药。
所以,目前广泛采用的是电火花等非炸药震源。
一、电火花震源的组成和工作原理电火花震源是一种既安全可靠又省工省钱而且适用范围很广的勘探震源。
它由交流电源,变压器,整流器,电容器,脉冲开关,放电电极,水容器等组成。
见附图。
【总页数】1页(P47-47)
【关键词】石油勘探;电火花震源;高压脉冲开关
【作者】张子民
【作者单位】北京开关厂
【正文语种】中文
【中图分类】P631.473
【相关文献】
1.PPS-50 kJ电火花脉冲震源应用试验 [J], 冯强强;吴衡;赵庆献
2.软开关全桥电火花加工脉冲电源的设计 [J], 孙宗毓;刘永红;肖志明
3.基于半导体开关和脉冲变压器的高压脉冲电路的过电压抑制 [J], 王永刚;江敏;高明;王菲;黄逸凡
4.重频脉冲下海洋电火花震源的研制 [J], 史孝侠; 高迎慧; 孙鹞鸿; 刘坤; 严萍
5.基于电火花震源抗高压检测物联网系统设计 [J], 何国建; 王军民; 方嘉迪
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改善电火花震源地震记录质量的探讨
改善电火花震源地震记录质量的探讨
刘冠军
【期刊名称】《物探与化探》
【年(卷),期】1999(23)2
【摘要】介绍在上海进行地震测井遇到的"越叠加,地震记录质量越下降"的问题而采用逐步降低电火花充电电压的办法.该方法在很大程度上提高了地震记录质量,满足了工程上的需要.还介绍了能克服上述问题的其它两种简易可行的办法.
【总页数】3页(P155-157)
【作者】刘冠军
【作者单位】国土资源部地球物理地球化学勘查研究所,廊坊,065000
【正文语种】中文
【中图分类】P5
【相关文献】
1.用线震源代替点震源模拟地震自激自收记录的几点探讨 [J], 张学强;张溢;谭青松;甘雨
2.基于物联网的电火花震源电力参数实时记录系统设计 [J], 王中原;罗明璋;王军民;罗充;谭来军
3.利用地震台网宽频带地震记录计算福建中等强度地震的震源机制解 [J], 邱毅;郑斯华;鲍挺;李军;袁丽文
4.1984年5月21日南黄海地震的震源参数——用IDA记录测定浅震震源参数[J], 王凌南
5.改善可控震源地震记录质量的方法 [J], 刘冠军
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激电中梯法在云南晋宁县上蒜乡铁矿勘察中的应用
激电中梯法在云南晋宁县上蒜乡铁矿勘察中的应用介绍了大功率激电中梯法在晋宁县上蒜乡铁矿勘察中应用。
通过对区域地质特征和视电阻率、视极化率的综合分析，圈定出了具有找矿意义的区域范围，圈出了5个激电异常，并对异常进行了解释，缩小了该区后续勘探工作的找矿靶区，为下一步的找矿工作指明了方向。
标签：激电中梯铁矿视极化率视电阻率激电异常0引言激发极化法简称激电法，是以地壳中不同岩、矿石的激电效应差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的直流（时间域）或交流（频率域）激电场的分布规律进行找矿或解决地质问题的一组电法勘探分支方法。
其中基于中梯装置的直流激电中梯剖面法主要观测参数视极化率，具有经济、快捷、高效、方便等特点，在寻找铜、金、锌、铁等多金属矿方面能够取得很好的效果，是一种快速评价成矿靶区内是否存在有利矿体的有效手段。
1地质概况矿区地处扬子地台西部滇东台褶带与华南地槽滇东南褶皱系交界之北东端，滇东北台褶带褶皱基底为中元古界昆阳群，元古界的构造格架以东西向为主体。
区内出露地层有元古界昆阳群柳坝塘组（Pt2lb）、震旦系下统澄江组（Z1c）、南沱组（Z1n）、陡山沱组（Z2d）、灯影组（Z∈d）和第四系（Q），其中柳坝塘组与澄江组的结合部位为含矿部位、澄江组地层中含铁矿。
勘查区在区域上处于温水营平移断层与柳坝塘逆断层的交合部位，西侧为余家海倒转背斜，东为王家湾断裂。
矿区内无岩浆岩侵入，基性火山喷发以玄武岩为主，分布于矿区的东部。
区内矿产主要有铁、铜、铅、锌、磷、煤、高岭土等，其中以铁、铜、磷、煤的蕴藏量丰富，具有较好的找矿远景。
2地球物理特征对矿区内出露的岩（矿）石进行电参数测量，并对其岩性视电阻率和视极化率进行统计，其结果如图1。
赤铁矿具有低阻高极化的特性；白云岩具有高阻低极化的特性；碳质板岩具有低阻中等极化的特性；含赤铁矿砂岩具有低阻中等极化的特性；含铁质砂岩具有低阻高极化的特性，但其电参数与赤铁矿还是有一定的差距。
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Ｓ ｐ ａ ｒ ｋ ｅ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ａ ｐ ｒ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｅ ｔ Ｏ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｄ ａ ｔ ａ ．Ａ ｎ ｅ ｗ
一
３型 电火 花 震 源 的现 状 和 原 理 ， 从 发 射 能量 、 信号频谱等方 面进行 了系统深入地分 析， 并 通 过 试 验 验 证 了该 震 源
具 有 大 能量 、 性能稳定 、 便 携等特点 ， 是 一 种 可 用 于 深 孔 激 发 的震 源 。 关 键 词 电 火花 震 源 能 量 频 谱
Ａ ＢＳ ＴＲＡＣＴ
Ｃｈ ｅ ｎ Ｊ ｕ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ．Ｙｕ Ｗｅ ｉ ｇ ａ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｌｕ Ｓ ｏ ｎ ｇ ．Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｐ ａ ｒ ｋ ｅ ｒ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ．ＥＧＰ， ２ ０ １ ３， ２ ３ （ ３ ） ：
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｓ ｐ ａ ｒ ｋ ｅ ｒ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ，ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ，ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ
有着 其它 震源 不可 替代 的优 势和应 用领 域 。
０ 引言
震 源 是 地震 勘 探 工 作 中一个 重 要 组 成部 分 ， 震 源 的性 能 往 往 决 定 着 勘 探 的 后 续 工 作 乃 至 勘 探 结
源， 这 些振 动波 经地 层 传播 ， 采集 仪记 录 下这些 携 带
地 层信 息 的振 动信 号 ， 再 用 于地 层信 息分 析 。因此 ，
１ 弹 性 波 法 震 源 的 类 型 及 现状
表 １所 列 为现 有 弹性 波 震 源 的 主要 分 类 及 特 点 。综 合各 种震 源 的特点可 以看 出，炸药震 源可 以
摘
要
陈俊栋 ， 于维 刚 ， 卢松． Ｚ Ｄ Ｆ － ３型 大 功 率 电火 花 震 源 及 其 性 能 分 析 ． 物探装 备， ２ ０ １ ３ ， ２ ３ （ ３ ） ： １ ６ ５ ～１ ６ ８
电火 花 震 源 是 工 程 用 震 源 之 一 ， 性 能 良好 的 震 源 是 获 得 良好 地 震 资 料 的前 提 。本 文 介 绍 了新 一 好 的地 震 资料 的第 一个决 定性
因素 就是 震源 。本 文 重 点 介 绍 一 种 电火 花震 源 ， 它
表 １ 弹 性 波 震 源 分 类 及 特 点 震 源 分 类 主 要 性 能 及 特 点
炸 药 震 源 压 电激 发 器 锤 击
频谱 宽 、 能量大 ； 但费用高 ， 可 控性 差 ， 危 险性 极 高 ， 不 能 用 于 深 孔 重复性好 ， 最 大激发能量可控 ， 但 能 量 小 原 理简单 ， 最 大 激 发 能 量 可 控 高频成分丰富 ， 定 向性 好 ； 但能量小 ， 相应设施费用高 ， 需 要 办理 相 关 持 有 手 续 高 频成分丰富 ， 最大激发能量可控 ， 可 用 于深 孔 中 ， 不受孑 Ｌ 深 限 制
果 。理 想 的震 源可 以在 合适 的场 地激 发 出合适 的 波
针对工程 中常用 的大距离测 试 ， 中铁西南 科学研
究 院研制 出新一代 Ｚ Ｄ Ｆ 一３型 电火花震 源 ， 该 电火 花 震源 的重 量只有 ３ ５ ｋ ｇ ， 而激 发能量可 达 ｌ Ｏ ０ ０ ０ Ｊ ， 填补 了便 携式 、 大 能量 电火 花领域 的一 项空 白。
获得 大能量 的震 源 ， 但有 着严 重 的安 全 隐患 ； 压 电激 发 器 能量一 般较小 ， 只 能用 于 高精 度 小 距 离测 试 震 源； 锤击 和震 源枪必 须有 一个 工作 面作 为锤击 面 ； 电 火花震 源最 大激发 能量 可控 ， 高频成 分 丰富 ， 尤 其适
Ｈｉ ｇｈ — Ｅｎｅ ｒ ｇｙ ＺＤＦ一 ３ ｓ ｐ ａ ｒ ｋｅ ｒ ｉ ｓ ｐｒ ｅ ｓ ｅ ｎｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ． Ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ，ｓ ｉ ｇｎ ａ ｌ ，ｓ ｐｅ ｃ ｔ ｒ ｕｍ ｏｆ ｔ ｈｉ ｓ ｓ ｐａ ｒ ｋｅ ｒ ａ ｒ ｅ ａｎ ａ — ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄｅ ｔ ａ ｉ ｌ ，ｗ ｈｉ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｖｉ ｄｅ ｓ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ ｆ ｏｒ ｔ ｈｅ ｐｏ ｐｕｌ ａ ｒ ｉ ｚ ａｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｔ ｈｉ ｓ ｎｅ ｗ ｓ ｐ ａ ｒ ｋｅ ｒ ．
２ Ｏ １ ３年 ６月
物 探 装 备
第２ ３卷 第 ３ 期
ｚ ＤＦ 一３型 大 功 率 电火 花 震 源 及 其 性 能 分 析
陈 俊 栋 １ ， ２ 于 维 刚。 卢 松
（ １ ． 上海交通大学船舶与建筑＿ 工程学院 ， 上海 ２ ０ ０ ２ ４ ０ ；２ ． 中 铁 西南 科 学 研 究 院有 限公 司 ）
震 源 枪 电火 花
＊ 陈俊 栋 ， 男， １ ９ ８ ０年 出 生 ， 工 程 师 ２ ０ ０ ７年 毕 业 于 中 国 铁 道 科 学 研 究 院 ， 上 海 交 通 大 学 船建 学 院 在 职 博 士 研 究 生 ， 现 从 事 物 探 技 术 研究工 作。
物 探 装 备