电火花震源
ZDF-3型大功率电火花震源及其性能分析
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
1汉英海洋科学名词(1989)
捕捞强度 ||fishin g intensit y 捕食[现 象]||pre dation 捕食者 ||predat or 补偿流 ||compen sation current 补偿深度 ||compen sation depth 补充群体 ||recrui tment stock 补充型捕 捞过度 ||recrui tment overfish ing; 指造成生 殖亲体数 量不足而 引起补充 量下降的 捕捞过度 。 不规则波 ||irregu lar wave 不育分布 ||steril e distribu tion
半日潮 ||semidiurnal tide 半咸水种 ||bracki sh water species 半远洋沉 积 ||hemipe lagic deposit 堡礁 ||barrie r reef 饱和度异 常 ||satura tion anomaly 饱和潜水 ||satura tion diving 饱和深度 ||satura tion depth 抱球虫软 泥 ||globig erina ooze 暴涛 ||confus ed sea 暴涌 ||confus ed swell 北冰洋 ||Arctic Ocean
孔中电火花震源在核电厂波速测试中的应用
摘 要 ： 岩土层波速特别是剪切波波速是核电厂场地评 价和设计最重要 的参数之一 ， 通过原位测试 手段获
得 高精 度 的 波速 数 据 是 核 电厂 勘 测 中的 重 点 和难 点 之 一 。相 对 于人 工 孑 Ｌ 中机 械 震 源 ， 孔 中 电火 花 震 源 具 有 发
射 能量 强 、 频率高 、 一致性好等优点 ， 本 文 介 绍 了跨 孔 波 速 测 试 方 法 和 孑 Ｌ 中 电火 花 震 源 的 原 理 ， 并 以 南 方 某 核
孔中电火花震源在核电厂波速测试中的应用869激収点和接收点之间距10m戒20m测点波速由经过测斜改正过的两个接收岩土层波速火花震源进行跨孔波速67孔中压缩波震源波电火花探头放电产生向四周传播的弹性波fig2pwavesparksourceelectrodischargeandtransmittingwaveallaroundfig1diagramofcrossholewavevelocitytestfig3diagramofswavesparksourceknockingatthedirectionalongwiththeverticalofhole泵房区跨孔波速测试钻孔平面布置fig4diagramofthelocationofboreholesinpumproomarea震动以敲击孔壁的某一个点为主在顺着敲击方向传播的弹性波以压缩波为主在垂直敲击方向传播的弹性波则以剪sh型
ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｐ ｒ ｉ ｎｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏｆ ｓ ｐ ａ ｒ ｋ ｓ ｏｕ ｒ ｃ ｅ ｉ ｎ ｈｏ ｌ ｅ ａ ｒ ｅ ｉ ｎｔ ｒ ｏ ｄｕ ｃ ｅ ｄ，ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ａ ｎｄ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ — ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｓ ｐ ａ ｒ ｋ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｉ ｎ ｈｏ ｌ ｅ；ｈｉ ｇ ｈ ｐｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ；ｗ ａ ｖ ｅ ｖｅ ｌ ｏｃ ｉ ｔ ｙ ｔ ｅ ｓ ｔ ；ｎｕｃ ｌ ｅ ａ ｒ ｐｏ ｗｅ ｒ ｐ ｌ ａ ｎｔ
电火花震源工作原理
电火花震源工作原理
电火花震源工作原理是利用高压电离产生电火花，通过瞬时放电产生的冲击波达到震动地下岩石的目的。
其原理如下：
1. 高压电离：首先通过电源提供高压电流，在电阻丝和中心电极之间产生高强度电场。
当电场强度达到一定值时，电阻丝会电离并形成电火花。
电火花在电阻丝和中心电极之间快速放电，产生高能电磁波。
2. 冲击波产生：电火花放电瞬间，会生成大量的电磁波和等离子体。
这些电磁波和等离子体产生的高能冲击波通过周围介质传播，并在传播过程中逐渐减弱。
3. 地下岩石震动：冲击波传播到地下岩石后，引起岩石内部断裂和位移。
这种断裂和位移会导致岩石的震动，进而形成地震波。
通过不断重复上述过程，即可产生连续的地震波，用于地震勘探、地质勘探等领域的研究。
需要注意的是，电火花震源产生的地震波能量较小，范围较局限，通常用于工程勘探等小范围的应用。
第3讲地震勘探震源及其新技术
新型炸药震源dBX――2002年引入的一种新型的地震专用炸药。 dBX地震专用炸药也称为金属炸药，是一种添加了镁、硼、钙等 易氧化金属的混合爆炸物。其机理为:当爆炸反应开始时，起爆 冲击波传向炸药，压缩内部空间产生强大的内部压力。这种内部 压力提供了使燃料和氧化剂产生化学反应的启动热量，添加的金 属作为敏感剂，增加了化学反应的速度。一旦化学反应发生，形 成的金属氧化物可增加爆炸混合物的温度，加快反应速度，从而 增加爆炸能量。常规炸药与地震专用炸药(dBX)的对比试验结果 表明，在相同的表层地质条件下，采用dBX型炸药激发获得的地 震数据的质量明显优于用常规炸药获得的地震数据。
扫频信号的自相关
3.2.3 可控震源的工作参数
扫描长度
数据采集的持续时间
扫频宽度
震源个数
振动次数
3.2.4可控震源的工作特点
可控震源工作时，3~4台可控震源，以一定的组合形 式，在一个振点(即炮点)上同时振动几次甚至几十次。 每次振动的持续时间为8~16s，在同一地点振动规定的 次数就算完成一“炮“。
3.2.5炸药震源与可控震源的对比
炸药震源
可控震源
激发波形不可控制
激发波形可控制
震源能量的利用率低
震源能量的利用率低
容易对周围环境造成损害 对周围环境不造成损害
易受干扰
可通过相关压制随机干扰
3.3 震源同步系统
为了保证地震仪能准确地从震源激发瞬间 开始采集地震数据，震源和仪器车之间部配 备了震源同步系统来保持联系和同步。震源 同步系统就是一种在地震仪控制下自动启动 爆炸，并能传送爆炸信号和井口信号的震源 同步装置。它由两部份组成，安装在仪器车 上的部分为“控制器”，放在炮点的部分为 “爆炸机”。爆炸机与控制器之间通常用无 线电台联系(必要时也可以用有线通讯联系)。
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
程光华，杨洋，赵牧华，苏晶文，李云峰.2018.新 时代城市地质工作战略思考［J］.地质论评，64(6)：
1438-1446.
赵错，姜杰，王秀荣.2017.城市地下空间探测关 键技术及发展趋势［J］.中国煤炭地质，29(9)： 61-66+73.
李万伦，刘素芳，田黔宁，吕鹏，姜重昕，贾凌 霄.2018.城市地球物理学综述［J］.地球物理学进展，
内采用80KJ激发能量为宜，
海洋单道地震勘探技术应用浅析
海洋单道地震勘探技术应用浅析摘要】本文具体介绍了单道地震勘探技术工作原理、方法和主要优点，并探讨了其在油气井场地质灾害调查、海洋区域地质调查和天然气水合物调查中的应用，希望通过本文分析不断加深我们对单道地震勘探技术的了解和认识，在实践中更好的掌握和应用。
关键词】单道地震；勘探技术；应用随着我国深海战略的实施和推进，海洋地质调查范围不断扩大，对各种地质勘探技术要求也越来越高。
海洋单道地震勘探技术具有操作便捷、配置灵活、运行稳定、工作效率高的特点，在井场调查、地质灾害调查、区域地质调查、天然气水合物资源勘查等不同领域得到了广泛普及和应用，为获取海洋地质数据和开展海洋工程建设作出了突出贡献，是种十分重要的地质勘探技术。
1单道地震勘探技术介绍1.1工作原理和系统组成众所周知，海洋底部具有复杂介质环境，声波在其中传播会遇到不同的反射强度，单道地震勘探技术就是利用不同介质具有不同信号发射波的特点来获取海底地质数据。
一般来说，单道地震勘探系统主要由三部分组成，即震源系统、接收系统和数据采集系统组成。
以气枪震源为例，典型的工作系统组成如图1 所示。
1.2工作方法采集数据质量直接取决于单道地震作业参数的选择。
在使用单道地震勘探技术之前，一般会进行作业参数校正和检测，以保证作业参数选择具有较高精度和信度。
单道地震勘探技术主要有以下几种作业参数：1）震源的选择。
在采用单道地震勘探技术之前，首选要确定采用何种震源系统，这要根据勘探要求和环境分析来确定。
目前，比较常用的单道地震震源系统主要有以下几种：电火花震源、气枪震源以及Boomer 震源等。
在勘探浅水区域地质时，主要采用Boomer 震源；在水深不超过0.5km的海域环境，主要采用中小能量电火花震源；深海地质勘探主要选择气枪震源和大容量电火花震源。
2）震源激发间距。
一般来说，震源激发间隔参数主要有两种方式，即等时间激发和等距离激发。
如果采用等时激发模式，为避免发生漏炮的情况，震源激发间隔时长要符合公式（1）：T > 2 X (T 1 +T 2 ) (1)在上式（1 ）中：T 是激发间隔时长，T1 是单程水深时间，T2 是海底地层勘探深度。
垂直剖面法——精选推荐
106 垂直剖面法一、第一节VSP 野外资料采集（一）垂直剖面法的基本概念在地表附近一些点激发地震波，沿井孔不同深度布置检波器观测，这种方法称为垂直剖面法（vertical seisic profiling ）突部就是一种井中观测方法。
它是地震测井的一个发展，地震测井100-200米。
特点（１）每次按收一个检波器的记录，之后依次向上提检波器，得到多次记录 （２）上行波，下行波时距曲线对称。
优点：（１）通过观测波场在垂直方向的分布来研究地质剖面垂向变化，波的运动学，动力学特征更明显，更直接。
（２）检波器离目的层很近，可记录到较准确的地震子波波形，便于反褶积。
（３）避开地表，低降速带变化的干扰，随机噪声小，易于准确识别各种波 （４）可以接收上行波，下行波，转换波向，地面按收只能利用上行波。
（５）准确地观测质点偏振的方向，这一参数可用来研究波的性质和地层岩性的性质。
发展趋势：地表地震记录联合反Ｘ地下参数，识别岩性，研究波的性质，井间层等方向有很大的作用。
（二）ＶＳＰ震源１、 选择震源的一般原则（１）其震源最好与井旁地震剖面震源波形一致。
ＶＳＰ资料的应用之一就是帮助地面地震资料的解释，当两者即用震源一致时，同样的震源子波表现出的反射特征也一样，这就容易实现地表资料和ＶＳＰ资料的统一解释，不一致时，可通过子波互等化反褶积等使两种子波等价（２）各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性。
目前除苏联使用多道井下仪以外，其它都使用每次激发井下检波器只在一个深度上记录，因此为了以较小的深度间隔在整个井式一段井上进行观测，就需要在地表同一位置激发数十到数百次，这些多次激发，先后在各个深度观测，最后拼成的ＶＳＰ地震记录，只有当震源子波互相一致时才便于对比。
震源 井Ｈ107（３）输出强度适中在记录地表地震资料时，很多地球物理学家已经发现震源输出越强越好的观点并不正确，ＶＳＰ中更是这样，如图三，表明，垂直地震剖面的下行波通常比上行波强得多，但ＶＳＰ资料的大部分应用都涉及到对Ｘ上行波的分析和解释，另外，随着震源强度增加，线部交混器响也明 显增强，因而引起下行波的数目增 多和振幅增强，上行波被这些下行 波淹没所带来坏处或许比上行波本 身能量增强的影响更大，因此应选 强度适中的震源为宜。
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。
浅析应用于海洋地震勘探的震源技术
浅析应用于海洋地震勘探的震源技术作者：翟继锋曾宪军来源：《城市地理》2017年第09期摘要：文章在阐述海洋工程地震勘探系统的基础上，从炸药震源、气枪震源、水枪震源以及电火花震源几个方面分析和介绍应用于海洋地震勘探的震源技术，旨在能够防患于未然，从而更好的进行海洋地震勘察。
关键词：海洋地震勘探；震源技术；勘探震源是海洋地震开展系统的重要组成部分，在某种程度上决定海洋地站的地层分辨率和穿透程度。
传统的海洋地震勘探以炸药作为地震震源，但是以炸药作为震源具有不确定性、危险性、污染性的特点，随着社会科技的发展，应用于海洋地战勘探的震源技术形式不断出现。
现阶段，我国海洋地震勘探震源技术大多采用声学探测，声学探测研究的是海洋环境中形成的沉积地层，主要种类包括枪震源、电火花震源、剖面仪震源等。
这些震源技术形式不同最终带来的海洋勘探效果不同，文章对海洋地震勘探不同震源技术进行分析。
一、海洋地震勘探系统概述海洋工程地震勘探工作的时候需要将地震勘探仪器安装在船上，之后应用船上专门的震源和水听器对船航行中出现的连续的地震波进行激发和接收。
现阶段我国海洋地震勘探系统主要包括地震震源系统、地震信号接收系统、地震数据记录系统、全球定位导航系统。
海洋地震勘探流程图具体如图一所示。
地震震源系统包括测量船上的震源能量攻击系统和在水中的震源激发单元，主要有枪震源、电火花震源、剖面仪低等。
地震震源系统在很大程度上影响地震勘探的分辨率和勘探深度，震源具有强大的能量，通过强大力量的爆发会显示出自身强大的穿透能力，进而降低地震信号和地震分辨率。
地震信号接收系统处于水听器托揽控制器和水中水听器托揽上。
其中，水听器拖缆能够接收地震的反射信号信息，之后将声压信号转变为电信号，传送到相应的水听器拖缆控制器。
水听器拖缆控制器能够对拖缆的深度、偏向进行检测，之后将地震信号传送给地震信息数据记录系统，根据实际需要对地震信号系统进行控制、处理。
二、应用于海洋地震勘探的震源技术（一）炸药震源炸药震源是人们勘探地震的早期震源，应用原理是炸药的化学反应信息，能够对形成的高压气团进行测试，之后让高压气团形成水体，产生强烈的冲击波。
野外工作方法与地震勘探技术
药量对频率成分的影响
上式可见，药量越大，激发产生 的频率越低。
图5.7表示不同药量在相同炮点和激发 深度处，同一接收排列接收到的信号 频谱（1lb=0.454kg）。
结论：在保证获得勘探目的层 反射前提下，尽量小药量激发， 以获得高频的地震波。
浅震：常用几十克到上千克的小 药量或雷管激发。
激发方式：地面爆炸，浅井爆炸。
两次激发，得连续反射界面段R1R3。
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O2激发，O1O2接收，用O2A表示，相应反射界面为R2R3。
两次激发，得连续反射界面段R1R3。
折射法：多用时距平面图表示。
反射法：多用综合平面图表示。形式简单，直观地表示了炮点和 排列之间的关系。
三、反射波法观测系统
1.单次覆盖简单连续观测系统
图5.4(a)所示，O1、O2…O5是激发点，A、B、C、D表示互换点，实线段O1A、AO2、O2B…等在水平直线上的投影正好连续单次地覆盖了整条测线。
这种观测系统，可连续勘探整条测线以下反射界面，所得地震剖面 为单次剖面。
1.地震勘探对接收条件的基本要求
(1) 有效波突出，并有明显特征；
(2) 有效波层次分明，波间关系清楚，尤其是目的层反射应明显；
(3) 干扰波少，强度弱，并易于分辨。
2.检波器的频率特性
高频检波器：高频响应好， 低频响应差。如图5.9所示。
图5.9 大地衰减和检波器特性曲线
① 大地滤波衰减曲线；
在地震地质条件复杂或环境噪音严重地区，干扰波成为分辨和追踪有效波的严重障碍。 压制干扰波的措施：频谱、视速度、视波长等方面的差异（图5.15所示）。 抗干扰方法：组合检波、水平叠加法、垂直叠加法、频率滤波。 图5.15 (a) 地震波的频谱 (b) 视波长谱 (c) 视速度谱 目的：利用有效波和干扰波在视速度或传播方向上的差异来削弱干扰波。 定义：使用两个以上检波器组成一组，按一定的形式（直线或面积）安置在排列上，作为某一道的地震信号。即将几个检波器当成一个检波器使用。
声学探测设备的基本构成和分类
设备集成
1、震源部分
换能器 换能器供电系统 连接电缆
磁带机
记录仪
信
信
号
号
BNC缆输出触发信号
缆
缆
信号处理单元
2、接受部分
处理计算机
水听器
接受信号处理部分（滤波）
供电部分
3、记录部分
触发
水下部分
信号放大（增益、TVG）
BNC缆输出触发信号
电子单元
供 电 电 缆 换能器
数字记录 模拟记录
水听器
二、探测设备的分类
– 体积大 – 能量大 ——由压缩气体的体积决定 – 频率低——零点几Hz－几十Hz – 可多枪组合
5、其它震源
• 蒸汽枪震源 • 水枪震源 • 组合枪震源 • 炸药 •等
检波器（水听器）
• 定义
将介质的质点振动（位移、加速度的变 化）转化成电信号，输出的系统。
——振动传感器
检波器
单道水听器（检波器）组成
• 原理
高压放电，即利用高压电在水中放电， 导致电极周围水体在极短时间里分解成气 体，产生脉冲振动。
• 特点
– 体积小 – 能量相对较大－可达几万焦耳 – 声波频率范围大——几十Hz－几十千Hz – 便于组合
4、气枪震源
• 原理
压缩空气（或其它气体）在水中瞬间释放， 形成气泡，产生振动。
• 特点
第三章
声学探测设备的基本构成和分类
一、声波探测设备的基本构成
定义：探知介质结构和性质的声学设备
•震源
基
•接受（检波器、接收器） 本
•记录
构 成
震源
• 定义：能释放出声能的
设备
震源的种类
1、压电换能器
VSP的野外资料采集
VSP的野外资料采集第一节地震波的激发——震源1、VSP震源选择的一般原则1）、VSP所用的震源最好与VSP井旁地面地震剖面所用的震源一致VSP资料的应用之一就是帮助地面地震资料的解释。
当两者所用的震源一致时，同样的震源子波表现出的反射特征也是一样，这就容易实现地表资料和VSP资料的统一解释。
很多情况下，VSP的震源不可能与地表地震剖面所用震源一致，这时只有通过资料处理，例如子波互等化反褶积等使两者子波等价。
2）、VSP各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性为了以较小的深度间隔在整个井或一段井上进行观测，就需要在地表同一位置激发数十次到数百次。
这些多次激发，先后在各个深度观测，最后拼成的VSP地震记录，只有当震源子波互相一致时才便于对比。
3）、VSP震源输出的强度应该适中垂直地震剖面的下行波通常比上行波强的多。
但是VSP资料的大部分应用都涉及到对这些上行波的分析和解释。
除此之外，随着震源强度的增加，浅部交混回响也明显增加，因而引起下行波数目增多和振幅增强，上行波被这些下行波“淹没”所带来的坏处或许比上行波本身能量增强的影响更大，因此应该选择适中的震源为宜。
4）、激发频谱应尽可能的宽，以便提高分辨率除此之外，激发的干扰波能量应该相对较小或者易与压制，激发的波形应该与勘探的目的相一致等等也都是选择震源时应该考虑的原则。
2、炸药震源优点：单次激发能量强，可得到较高的体波输出振幅；频谱较宽，高频成分比较丰富，分辨率高。
缺点：震源子波的重复性难以保证，多次激发的多道记录不好对比；野外操作比较复杂，费用大，不安全。
为了改善震源子波的重复性，需要选择较好的激发岩性和合适的炸药量，此外，还要保证炮井的激发井深和井径保持不变。
小井口检波器的作用是监测震源波形的变化和监测激发井深。
3、可控震源（1）重复性好，震源相关子波可认为是已知的；（2）易于移动，可以方便和快速地在很多激发点位置上工作。
对于多偏移距观测特别有利；（3）信号的频率范围可以调节，以满足特定的VSP记录所需要的分辨率条件；（4）通过改变震源车的大小或者震源车的数目，或者改变单个震源车的输出驱动力，其输入能量的大小可按照最佳信噪比的条件进行调节；（5）当存在随机干扰时，通过相关可以分离扫描频率范围之外的随机噪声，通过若干个扫描的迭加可以消除扫描频率范围之内的随机噪声（但是，对于扫描频率范围内的相干噪声，不但不能消除，反而会加强）。
海鳗20kj电火花震源声学特性分析
ｇ ， － 中 为 衰减 系数
它 的傅 氏变 换 的幅值 为 ：
（ ， ） ＝４ ｃ 。 ｓ
ｓ ｉ ｎ ， ： 了 亏
（ ２ ）
图３ 即 为对 应 的频谱 图形
有体 积 小 、重量 轻 、效 率高 等特 点 ，海鳗 放 电技术 采用 的是 多 电极 电晕 放 电 ，并 且电极 数量可 调 。
“
＃ｎ
工 ．
。 ．
± ＝
急需 拥有 适 合我 国特 点 的深 水海 洋调 查设 备 。 以电火 花为 震源 的 深 水单道 地 震探 测 系统 ，具 有分 辨率 高 、精度 高 等特 点 ，可广 泛
应 用于 海 洋油气 、天然气 水合物 、区域地 质调 查 、海 洋环 境地 质
图２ 气泡运 动状 态 与压 力脉 冲 图
图２ 表 示气 泡 的运 动 状 态 与压 力脉 冲 的时 间 关 系 。由 图 可清 楚的 看 出 ，气 泡压 力脉 冲 是发 生 在气 泡直 径最 小 ，也 就是 气 泡的
运动 加速 度最 大 的时 候 。对 于二 十几 万焦 耳 的 电火花 震源 ，气泡
１ 基 本原 理 介绍
收缩 一 膨 胀３ — ４ 次 后就 会消 失 。
２ ． ２ 声信 号的 频 率特性
声信 号 即 为震源 发 出的 压 力脉 冲 ，它 的 时问 函数 可 表示 为
０ 当ｔ＜０
Ｊ Ｄ ｆ ｎ
１ 当ｔ ＝０
已 当 ０＜ｔ ＜０
０ 当０ ｔ
ｒ １１
ｘ
＊Байду номын сангаас
１ ： ： ： ： ：
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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C
01、C
02
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C
01、C
02
中的电能, 闭合触头就可达到放电的目的，C
01
通过电阻R2释放能
量。
C
02
通过R3释放能量。
引自“LDZ200-10型型电火花震源电路工作原理”
引自“陆地电火花震源试验初步分析”
/cpnr.asp?id=244该网站有用于高压电容充电的高压电源产品
电火花震源是最早应用于海洋地震勘探的非炸药震源, 1957 年阿尔卑斯地球物理公司
生产了世界第一台电火花震源系统。
然而由于传统电火花震源子波重复性差, 传统电火花震源逐步被枪震源所替代。
近年来随着电力电子技术的发展, 电火花震源又重新应用于海洋工程地震勘探, 其电源部分和发射阵都得到了很好的改进, 为区别于传统电火花震源, 称为多电极电火花震源(MES) , 习惯上仍简称为电火花震源。
电火花震源多用于海洋工程地震调查, 其穿透深度100～250 m, 并具有很高的分辨率。
根据水深、底质类型、所需的地层穿透深度等要求的不同, 震源的输出能量可以在几十到数千焦耳之间。
目前多电极电火花震源也已经可以用于深层地震调查。
引自“电火花震源系统充电技术研究”
“水下电火花震源装置中充放电回路系统的设计”硕士论文应该一读
“蓄电池供电的脉冲功率电源系统研究”硕士论文应该重点读
天津市东文高压电源厂
在高电压强流脉冲装置当中，脉冲电容器的应用是非常广泛的，像冲击电压发生器、冲击大电流装置、振荡回路装置等，脉冲电容器是这些装置的主体;同时如高压强流放电装置中测量和控制设备，像电容分压器、火花放电间隙的触发回路等等，电容器都是非常重要的部分。
电火花声源装置当中所使用的电容器必须是脉冲电容器，因为最后是要利用电容器来进行脉冲放电:而且在放电回路当中，放电回路电感和电阻都很小，放电时相当于电容器的两端直接短路，而一般的电容器没有考虑短路运行，这就要求必须选择经过短路测试的脉冲电容器[39]。
由于水下电火花声源装置是在海上工作，气候情况非常复杂，空气可能长时间都很潮湿，这给电容器的安全运作提出了很高的要求，一般这种环境下要选择铁壳脉冲电容器。
从震源的角度来看，同样电容器储能情况下，希望放电电流陡度大些，产生声波的强度也就大些。
这就要求放电回路电感小一些，因此也要求电容器的内感要小。
同时脉冲电容器的寿命也是要考虑的一个重要的方面。
当放电产生冲击大电流时，其中的绝缘材料会受到某些局部放电的影响，积累时间一长，可能会引起绝缘损坏，电容器就不能再使用了。
所以一般的脉冲电容器规定了直接短路放电的次数，应尽量选择c.电容器的电感人为了得到尽可能大的电流或高的脉冲陡度，放电回路的电感要尽量小。
因此也要求
电容器的电感L:尽量小。
一般来说，铁壳电容器接线钮都在顶部，其电感要比胶木筒的
/J、。
d
.
电容器的通流量几
通流量是描述电容器放电时瞬间放电电流的大小，也是电容器耐流量的量度。
当电
容器通过电极放电时，如果放电电流超过了电容器的通流量，那么电容器就有可能被击
穿。
所以所选择的脉冲电容器的通流量几应大于最大的脉冲放电冲击电流。
综合以上因素，考虑到装置实际的要求，所选择的电容器为:
额定电压饰=50KV，大于最高放电电压45KV;
电容量C=4“F，共8台，分两组并联;
电感Le=40nH;
放电时最大冲击电流为240KA，所以单台电容器的通流量最小应为
I_一些一30KA8
这里选取几=100KA。
脉冲放电次数(电容器寿命)达ro4次。
6
.
3
，
2电容器组的连接
由于选取的是8台电容器分成两组并联。