激震器前端部分及应用它的陆上电火花激震器

摘要

一种激震器前端部分，钢筒下半部为圆管形；上半部直径扩大为喇叭口状；底部设置传振块，顶盖与钢筒密封设置，合成一个封闭的筒状；钢筒内充水到其高度的1/2～2/3。一种引用激震器前端部分的陆上电火花激震器，包括电火花发生控制装置和激震器前端部分，电火花发生控制装置包括电源、电火花发生器、放电开关和控制开关系统，电火花发生器通过高压电缆连接到放电开关，放电开关通过高压电缆连接到激震器前端部分中的电火花发射探头。本发明①在陆上使用，②不需钻孔，③电火花的发生在一钢桶内，钢桶在电火花发生时激震，使钢桶形成震源，④钢桶的振动通过其底端的传振块与地面密贴接触将振动传到岩（土）面和岩（土）体中。

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘查设备技术领域，尤其是涉及一种激震器前端部分及应 用它的陆上电火花激震器。

背景技术

地面浅层地震勘探是用爆破震源，锤击震源等与土体接触产生振波。但浅 层地震反射法仅能探查几十m到200m深，极小震—检距宽高频带单点连续剖面 法，用锤击可探深达250～300m，且可以激发高频、宽频的弹性波。但锤击法可 探深度偏小，难以探深到300m以上、500m，甚至1000m。爆炸震源、机械式可控 震源、夯式随机编码震源，则不能提供400Hz以上的高频，而且频宽窄。发明专 利“201210351788.1《一种水上弹性波勘查用的电火花震源》（发明人钟世航即 为本发明专利发明人），但他是用于水上勘查用的，无法应用于陆地上。

发明内容

本发明的目的在于设计一种激震器前端部分及应用其的陆上电火花激震 器，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种激震器前端部分，包括传振块、钢筒、顶盖、过水板和电火花发射探 头；所述钢筒由钢管制成，下半部为圆管形；上半部直径扩大为喇叭口状；所 述钢筒的底部设置所述传振块，所述传振块与所述钢筒连为一体；所述顶盖与 所述钢筒的顶部之间密封设置，所述传振块、所述钢筒和所述顶盖合成一个封 闭的筒状；

所述钢筒内充水到其高度的1/2～2/3；所述过水板由橡胶制成，上面布满 孔洞；所述过水板设置在所述钢筒的喇叭口状部分内，并且高于所述钢筒内的 水面设置；

所述电火花发射探头设置在所述钢筒内的水面之下，所述电火花发射探头 通过电火花激震控制器连接线密封穿出所述钢筒。

钢制的所述传振块1的厚度为2-5cm；

所述钢筒的高度为1.5m～2m,内直径7～15cm，由0.5～1cm厚钢管制成，下 半部为高1m～1.5m的圆管形，上半部是喇叭口状，直径扩大为20cm～35cm；

所述过水板由橡胶制成，厚1cm～3cm。

所述传振块和所述钢筒之间焊死；所述盖板与所述钢筒间用螺丝拧紧密合 并且用橡胶垫垫紧。

所述电火花发射探头由相互绝缘的2根导线构成，导线端部裸露。

所述钢筒的外部设有固定所述钢筒的支腿。

所述钢筒的外部固定一个卡子，在所述卡子上安装可伸缩的支腿。

一种引用所述的激震器前端部分的陆上电火花激震器，包括电火花发生控 制装置和激震器前端部分，所述电火花发生控制装置包括电源、电火花发生器、 放电开关和控制开关系统，所述电火花发生器通过高压电缆连接到所述放电开 关，所述放电开关通过高压电缆连接到所述激震器前端部分中的所述电火花发 射探头，所述控制开关系统连接并控制所述放电开关；所述控制开关系统包括 继电器、手动控制开关、反射信号接收主机和卫星定位装置，所述手动控制开 关连接并控制所述继电器，所述手动控制开关同时连接到所述反射信号接收主 机和所述卫星定位装置。

还包括参数显示装置，所述手动控制开关连接到所述参数显示装置。

所述电源为发电机。

所述电火花发生器的额定功率为20000～60000焦耳，达到额定功率的充电 时间为2～4秒。

本发明在发明专利201210351788.1基础上提出一种可用于陆地上，特别可 用于山区探查深部地层的电火花震源，弥补其它震源的缺欠。本发明一种陆上 电火花激震器，是弹性波勘探的激发震源，属于弹性波勘探设备技术领域，特 别适合于极小震—检距超宽频带单点连续剖面法。

本发明的有益效果可以总结如下：

本发明在发明专利201210351788.1的基础上，利用在一个钢筒中发生电火 花发射探头及其外设的激发装置，形成一个陆上应用的电火花震源。他的特点 是：①在陆上使用，②不需钻孔，③电火花的发生在一钢桶内，钢桶在电火花 发生时激震，使钢桶形成震源，④钢桶的振动通过其底端的传振块与地面密贴 接触将振动传到岩（土）面和岩（土）体中。

附图说明

图1为本发明具体实施中激震器的前端部分

1—传振块；2—钢筒；3—顶盖；4—过水板；5—发生电火花发射探头；6 —电火花发生探头与外筒间的密封绝缘塞；7—电火花发生探头与电火花发生控 制部装置的连接线；8—可伸缩支腿；

9—连接支腿的卡子；

图2为本发明具体实施中的电火花发生控制装置

10—发电机；11—电火花发生器；5—电火花发射探头；12—放电开关；13 —继电器；14—手动控制开关；15—接收反射信号的主机；16—卫星定位装置； 17—参数显示装置；18—发电机与电火花发生器连接电缆；19—电火花发生器 与放电开关的连接高压电缆；20—放电开关与电火花发射探头的连接高压电缆； 21—继电器与放电开关连接线；22—手动控制开关与继电器连接线；23—手动 控制开关14向接收机主机输出激震起始信号的传输线；24—手动控制开关14 向卫星定位装置输出激震开始的时间及定位的传输线；25—手动控制开关与显 示装置的连接线。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述 的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种陆上电火花激震器，包括传振块、钢筒、顶盖、过水板和 电火花发射探头；所述钢筒由钢管制成，下半部为圆管形；上半部直径扩大为 喇叭口状；所述钢筒的底部设置所述传振块，所述传振块与所述钢筒连为一体； 所述顶盖与所述钢筒的顶部之间密封设置，所述传振块、所述钢筒和所述顶盖 合成一个封闭的筒状；所述钢筒内充水到其高度的1/2～2/3；所述过水板由橡 胶制成，上面布满孔洞；所述过水板设置在所述钢筒的喇叭口状部分内，并且 高于所述钢筒内的水面设置；所述电火花发射探头设置在所述钢筒内的水面之 下，所述电火花发射探头通过电火花激震控制器连接线密封穿出所述钢筒。

在更加优选的实施例中，钢制的所述传振块1的厚度为2-5cm；所述钢筒的 高度为1.5m～2m,内直径7～15cm，由0.5～1cm厚钢管制成，下半部为高1m～1.5m 的圆管形，上半部是喇叭口状，直径扩大为20cm～35cm；所述过水板由橡胶制 成，厚1cm～3cm。

在更加优选的实施例中，所述传振块和所述钢筒之间焊死；所述盖板与所 述钢筒间用螺丝拧紧密合并且用橡胶垫垫紧。所述电火花发射探头由相互绝缘 的2根导线构成，导线端部裸露。所述钢筒的外部设有固定所述钢筒的支腿。

在更加优选的实施例中，所述钢筒的外部固定一个卡子，在所述卡子上安 装可伸缩的支腿。

如图2所示的一种引用所述的激震器前端部分的陆上电火花激震器，包括电 火花发生控制装置和激震器前端部分，所述电火花发生控制装置包括电源、电 火花发生器、放电开关和控制开关系统，所述电火花发生器通过高压电缆连接 到所述放电开关，所述放电开关通过高压电缆连接到所述激震器前端部分中的 所述电火花发射探头，所述控制开关系统连接并控制所述放电开关；所述控制 开关系统包括继电器、手动控制开关、反射信号接收主机和卫星定位装置，所 述手动控制开关连接并控制所述继电器，所述手动控制开关同时连接到所述反 射信号接收主机和所述卫星定位装置。

在更加优选的实施例中，所述陆上电火花激震器还包括参数显示装置，所 述手动控制开关连接到所述参数显示装置。

在更加优选的实施例中，所述电源为发电机。所述电火花发生器的额定功 率为20000～60000焦耳，达到额定功率的充电时间为2～4秒。

在某个优选的实施例中：

如图1所示，传振块1和钢筒2、顶盖3合成一个完全封闭的筒状物体。传 振块1和钢筒2焊死，顶盖3与钢筒2间用螺丝拧紧密合，使用时钢筒2内充 水到其高度的1/2～2/3。为防钢筒2中水的溢出，钢筒2、顶盖3之间用橡胶 垫垫紧。钢筒2的高度为1.5m～2m,内直径7～15cm，由0.5～1cm厚钢管制成， 下半部1m～1.5m高为圆管形，上半部是喇叭口状，直径扩大为20cm～35cm，为 的是在电火花发生探头产生电火花的放电时产生瞬间蒸气气泡和气泡破灭激发 压力脉冲时，筒中的水向上标射，穿过带孔的过水板4的孔洞并冲向顶盖3时， 由于截面积及筒的体积迅速扩大而减小向顶盖的冲击力。4由橡胶制成，厚1cm～ 3cm，上面布满孔洞，便于水通过。电火花发射探头5由相互绝缘的2根导线构 成，导线端部裸露，以便在水中放电，其外包绝缘材料6，绝缘材料6与钢筒2 的壁上小孔紧密连接并防止漏水，电火花发射探头5通过连接线7外接电火花 激震控制器。8为连接支腿的卡子，由钢片制成，固定在钢筒2上。使用时钢筒 2直立于地面，其下端的传振块1与钢筒2连为一体，钢制的传振块1的厚度为 2-5cm，卡子8上面安装3根可伸缩的支腿9以便将激震器前端部分放置于地 面时3条支腿可支持外筒稳定地安置，并在电火花发生并激震时不会倾倒.

如附图2所示，本发明的电火花发生控制装置由发电机、电火花发生器、 电火花发射探头、放电开关，继电器、手动控制开关、卫星定位装置、参数显 示装置构成。全套震源是由发电机10通过连接电缆19向电火花发生器11供电， 电火花发生器11通过高压电缆20与放电开关13连接，放电开关13通过高压 电缆21与电火花发射探头5连接，手动开关14通过连接线22与继电器13连 接来控制继电器13的通、断，继电器13通过连接线21与放电开关12连接来 开闭放电开关12，手动控制开关14通过连接线23与接收反射信号的主机15连 接，在手动开关14控制继电器13开通的同时向接收反射信号的主机15给出启 动此次放电开始测量的信号，并同时通过连接线24向卫星定位装置16发送记 时并开动定位装置16的信号，同时由手动控制开关14通过连接线25输送信号， 使参数显示装置17给出并显示激震次数、激震时间和通过充电时间计算的电火 花发生器11的输出功率。

激震器前端的钢筒2外面固定一个卡子8，卡子8上安装3条可伸缩支腿9， 在钢筒2放于地面激震时由支腿9支撑保证其稳定立于地面；

激震器前端的钢筒2中发生电火花时，筒中的水将向上激射，水经过过水 板4上的孔洞减少冲击震动并进入喇叭口状的钢筒上端卸力，然后落下流回钢 筒下端，等待第2次激发。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员 应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。