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《地震施工中采集站被雷击的事故分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、长江大学地球物理与石油资源学院,湖北荆州434023汪晓兵瞿建华赵生秀河南油田分公司地调处仪器服务中心,河南南阳473132(新疆油田公司百口泉采油厂,新疆克拉玛依834000)(青海油田公司钻采工艺研究院,甘肃敦煌736202)[摘要]随着石油勘探的纵深发展,目前地震勘探区域以山地、丛林、沼泽等复杂地区为主,而在这些地区极易产生雷电,地震采集仪常受雷电侵袭而损坏。据不完全统计,2004年物探局仅在新疆地区就因雷击造成150多个FDU(采集站)报废,直接经济损失达100多万元。因此,在野外地震勘探施工过程中,雷击是造成地震仪器采集设备损
2、坏的主要原因。从雷击形成和仪器基本电路出发,分析了408XL采集系统遭受雷电侵袭的原因,在此基础上提出了预防和减少408XL采集系统发生雷击事故的几点建议。[关键词]地震勘探;采集站;仪器;雷击[中图分类号]P631143[文献标识码]A[文章编号]100029752(2007)0320394203雷击是一种严重的自然灾害。据有关部门统计资料显示,全球每天发生雷电约800万次,每年因雷击造成的人员伤亡、财产损失不计其数。雷电也会对进行野外地震勘探施工的地震仪器采集设备造成巨大的破坏。原因是,随着科学技术的进步,电子元器件已由过去的分离元
3、件进入到现代超大规模集成电路时代,地震勘探仪器的带道能力也由原来的十几道扩展到现在的上万道,同时地震勘探区域由条件比较好的平原转入山地、丛林、沼泽等极易产生雷电灾害的复杂地区。然而,以微电子技术为基础的电子信息设备因其集成度高、工作电压低、运算速度快,而使其耐过电压、过电流和抗雷电电磁脉冲的能力差,极易遭受雷电的危害,且雷电电磁脉冲所造成的损害尤为严重。据不完全统计,仅2004年物探局在新疆地区就因雷击造成150多个FDU(采集站)报废,直接经济损失达100多万元。2006年南阳油田2235队在川东南施工过程中多次遭受雷击,408UL大
4、线采集站损坏219个,其中186个无法修复,全部报废,408UL电源站损坏14个。因此,野外地震勘探施工过程中,雷击是造成地震仪器采集设备损坏的主要原因,需要就此进行分析并提出相应对策。1雷击的形成及其对地震仪器采集设备的影响大气中的饱和水蒸汽在上下气流的强烈摩擦和碰撞过程中,形成了带不同电荷的雷云,当带电的云块临近地面时,由于静电感应,大地感应出与雷云极性相反的电荷。云层与大地之间就像一个巨大的极板电容器,当云层中电荷密集处对大地的电场强度达到25～30kV/cm时,就会击穿空气绝缘,云层对大地发生导通放电,当先导放电的通路到达大地时
5、,大地上的电荷与雷云中的电荷就产生强烈的中和,出现特大电流。在很短的时间内,大约为50～100μs,雷电流便可达到数十万安。其能量巨大,可损坏建筑物、中断通讯、危害人身安全。雷击一般分为直雷击及感应雷击两种[1]。直雷击产生的电压称为直雷击过电压,也称之为传导过电压。架空线路直接遭受雷击后,高压冲击波形成的过电压沿线路传播损坏设备称为传导过电压。传导过电压会导致设备与大地间的绝缘损坏。感应雷产生的电压称为感应电压或称为雷电电磁脉冲。由于雷电是高频脉冲电流,持续时间不超过100μs,雷击点附近的线路由于电磁感应会产生脉冲浪涌。脉冲浪涌通过
6、线路侵入设备系统,会造成设备失灵或永久性损坏。此外,雷电流流入大地时,由于存在着散流电阻,该区域不同地点会有不同的电位,即使在很短的距离内,都会产生电位差,这在低压配电装置中也[收稿日期]2007204208[作者简介]汪晓兵(19772),男,1999年毕业于江汉石油学院,工程师,硕士生,现主要从事野外地震勘探方面的研究工作。容易形成雷雨,是雷电高发区,特别是高高的山顶,距云层较近,容易和云层之间形成放电现象。另外,川东南地震勘探采集设备的施工采用408XL二维采集系统,采集道及备用道共1470多道,所连接的地震电缆长度可达7135k
7、m,每道上连接1串小线,每串共有12个检波器,这样的电缆长度就使得地震电缆成为拾取空间各种电磁干扰和雷电电磁感应的良好天线。电缆内部采用多芯优质铜线,它本身具有良好的导电性。当电缆的某一局部遭受雷击或雷电磁感应产生过电流或过电压时,过电流或过电压会沿导线迅速传播进入采集站,造成采集站损坏。由于勘探中使用着大量的用于拾取地震波的检波器。这种检波器大都采用动圈式,内部由线圈和永久磁铁等组成,利用电磁感应的原理,将输入的机械振动(位移)的速度转换成线圈中的感应电势输出到采集站中。检波器的线圈圈数多达2000以上,采集中共使用了17000只这种
8、检波器,而且都不是电磁全屏蔽。因此,它除了接受地震波外,还可直接接受来自空间的电磁波,并将它迅速传入采集站中。雷电电磁脉冲能量的耦合主要通过3个通道侵入,一是通过线缆的传导耦合;二是通过地线通道的传导耦合地
