相控電火花震源關鍵技術研究

《相控電火花震源關鍵技術研究》是依託中國科學院電工研究所，由孫鷂鴻擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：相控電火花震源關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫鷂鴻
• 依託單位：中國科學院電工研究所

項目摘要

金屬礦地震勘探技術在國內外均處於起步階段，由於金屬礦大部分成礦帶均在造山帶，地表和地下地質條件十分複雜，常規地震勘探技術（如炸藥震源、可控震源、氣槍震源和電火花震源等）已無法滿足金屬礦地震勘探的需要。採用相控陣技術，可使各震源形成的地震波集中指向某一方向，當遇到目標地層反射時，反射波束正好指向地面檢波器陣列，檢波器接收信號的信噪比提高，進而可以得到高解析度的地震剖面圖。本項目通過對相控電火花震源關鍵技術研究,獲得多路脈衝電源高精度時序放電技術，通過研究放電電極的個數、放電介質、放電室結構對放電效率的影響，確定最優的地面換能器結構；通過理論分析與實驗研究，獲得在同步放電和時序放電條件下震源換能器直線排列和矩陣排列時的地震波傳播特性，以及地震波傳播速度、震源間距與放電時序間的對應關係。本項目的研究成果可以為我國的金屬礦地震勘探系統的開發提供必要的基礎參數。

結題摘要

金屬礦地震勘探技術在國內外均處於起步階段，由於金屬礦大部分成礦帶均在造山帶，地表和地下地質條件十分複雜，常規地震勘探技術（如炸藥震源、可控震源、氣槍震源和電火花震源等）已無法滿足金屬礦地震勘探的需要。根據我國的地質特點，圍繞金屬礦地震勘探的需求，本項目開展電火花震源關鍵技術研究，為開發適用於山區金屬礦勘測的相控電火花震源的設計提供基礎參數。主要研究內容包括高儲能密度脈衝電源技術、高精度相控和高效地面換能器及其陣列等關鍵技術。通過對典型放電電路的參數分析，確定了電弧放電採用二階欠阻尼換流放電的方式、電暈放電採用一階放電方式的震源設計方案。研製了一套具有自主智慧財產權的電暈放電的相控陣電火花震源系統，與電弧放電震源相比，無預擊穿時間，可以進行精確的微秒級時序放電控制。建立了放電實驗測量系統和地震波信號檢測分析系統。進行了脈衝震源放電特性研究、換能器的材料及結構研究、換能效率研究及相控研究，獲得放電電極的結構及放電介質對放電時延的影響規律，確定最優的地面換能器結構。通過野外試驗研究，獲得了單點集中放電的探測深度高於多點分散放電、多點分散時序放電可使地震波傳播具有一定方向性的規律。密閉式換能器雖使放電效率有所降低，但對於無環境水源條件下的地震勘探仍然為一種可實施的解決方案。項目研究結果對我國山區金屬礦地震勘探具有一定的指導意義。