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1、石油仪器34PETROLEUMINSTRUMENTS2009年04月仪器设备电火花震源能量传输和释放系统的技术改造与应用潘林峰尚应军张旭(胜利油田地球物理勘探开发公司山东东营)摘要:电火花震源是VSP施工中的一种震源,但由于电火花震源的能量传输和释放系统存在同轴放电电缆易损坏、故障率高,放电电极使用寿命短等问题,使得电火花震源安全隐患大、效率低、重复性较差;子波不是十分稳定,激发频带不稳定,且劳动强度较大。文章通过分析能量传输和
2、释放系统存在的问题,通过变同轴放电电缆为单芯放电电缆和研制新型放电电极,有效地解决了电火花震源能量传输和释放系统存在的问题,收到了良好的效果。关键词:电火花;释放系统;放电电缆;放电电极+中图法分类号:P631.8文献标识码:B文章编号:10049134(2009)02003403极,能量在放电电极处释放,形成强压力脉冲,产生地0引言震波。垂直地震剖面(VSP)技术作为地震与地质、测井3)电火花震源的特点相结合的桥梁!,在油田的勘探开发中发挥了其独特优点:施工简便、安全;效率高,
3、劳动强度低;重复[1、2]的作用,而电火花震源作为VSP技术的最优秀的性好、子波稳定;激发频带较宽、带宽稳定;使用范围广一种震源,在VSP技术的应用与发展过程中起了相当(陆地、海洋、沙漠等);环保好,不会造成环境污染,特大的作用。但是,随着电火花震源的不断应用,它们也别是在海洋中不会造成海水污染和杀伤事物;费用低;存在一些问题,并且这些问题严重影响了VSP的施工缺点:能量较弱;震源较笨重(电容体积重量均较大)。生产,影响了电火花的应用效果,针对这些问题我们对2存在的问题及能量传输释放系统分析电火
4、花震源系统进行了技术改造,达到了预期的目的。[3~5]2.1电火花震源1电火花震源原理及技术特点在实际使用中存在:操作麻烦、安全隐患大、效率1)电火花震源电路框图,如图1所示。低、重复性较差;子波不是十分稳定,激发频带不稳定,且劳动强度较大等问题。其根本原因就是电火花震源的能量传输和释放系统存在问题:同轴放电电缆易损坏、故障率高,放电电极使用寿命短。能量传输和释放系统包括:线鼻子(与放电开关正负极相连)、线辫子、放电电缆、放电电极。[6]2.2系统各部分的分析图1电火花震源电路框图2.2.
5、1鼻子、线辫子2)电火花震源工作原理要想将线鼻子与电缆负极相连,必须将负极铜网交流电源经过高压变压器升压后,再经过整流器一根根剥出,编一根约70cm负极线辫子。因为负极变成直流电压对高压储能电容充器电,充电电压达到2铜网的铜丝很细(每根直径约0.1mm),每条负极铜网预定电压时,由触发系统向放电开关提供脉冲电压,在约有100多根细铜丝,编一根线辫子,1人需要24h。放电开关内产生电火花使放电开关导通,电容器所储2.2.2放电电缆存的电能则经过放电开关、放电电缆,传输到放电电因为使用的放电电缆是
6、同轴电缆,经常出现放电第一作者简介:潘林峰,男,1974年生,工程师,1998年毕业于湖北江汉石油学院电信系,多年一直从事于地震勘探生产及研究,发表论文多篇,现为中石化沙特S-55队队长。邮编:2571002009年第23卷第2期潘林峰等:电火花震源能量传输和释放系统的技术改造与应用35电极和井中放电电缆一部分被泥沙埋住,在提拔电缆和电极的过程中人力无法提出,只有使用钻机来提拨。钻机的提拨力量很大,致使电缆橡胶外皮和铜网(负极)被提坏,在下次施工过程中被提坏的部分常常发生击穿
7、,并且被包扎的电缆部位在以后的施工过程中经常被击穿,但是放电电缆内芯(绝缘层和负极铜芯)却不容易损坏,同时同轴放电电缆也无法进行连接。图2负极线鼻子连接流程图2.2.3放电电极旧式放电电极是极板型电极,它是双极板结构,用固定螺丝固定双极板,两极板压紧的是剖开的铜网(负极)、玻璃钢绝缘体,它的放电内芯(正极)仅靠内芯与绝缘体之间的摩擦力固定。所以在放炮冲击波的强烈的反作用力的冲击和震动下,极板螺丝容易松动;低强度的铜网易被损坏,电缆内芯与电极其它部分易产生相对移动,放电极极使用寿命短。一个电极一
8、般能放70炮~90炮(并且是在8000V放电条件下)。问题详细分析原因见表1。表1问题详细分析表原因结果放电电缆经常击穿,包扎电缆、剥离负极费时费图3短电缆连接程序图工作麻烦力3.2研制新型放电电极电缆经常击穿,存在触电问题安全性差(1)变极板为筒状结构,解决极板被炸裂的问题。经常包扎电缆;提拔电极头;重新打井;放电电极效率低、强度大(2)变负极铜网为负极铜芯,解决负极铜网被拉坏寿命低,经常重做电极的问题,解决负极铜网被炸断的问题。电缆中间(井中)击穿,能量泄漏;电极头炸
