專利名稱：一種放電電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電聲轉(zhuǎn)換裝置，特別涉及高壓脈沖放電領(lǐng)域?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為脈沖聲能的放 電電極。
背景技術(shù)：
早期的地展勘探簾源主要以炸藥展源為主，但隨著勘探規(guī)模的擴(kuò)大和勘探技術(shù)的發(fā)展， 漸漸地被非炸藥展源如氣爆展源、氣槍展源、電火花展源和可控震源等所取代。海洋電火花 震源是利用將電容器儲(chǔ)存的電能通過置于水中的電極瞬間放電產(chǎn)生強(qiáng)大的脈沖壓力波的原 理來進(jìn)行地展勘探。針對(duì)不同的應(yīng)用背景，展源可采用電弧放電或電翬放電方式，前者一般 為單電極結(jié)構(gòu)，放電會(huì)產(chǎn)生多個(gè)壓力脈沖。后者一般采用多電極結(jié)構(gòu)，可有效壓制多次脈沖， 并可提高聲波的主頻， 具有較髙的勘探分辨率。
中國專利85103629中放電電極為同軸形式，工作電壓15千伏，專利96249134中放電 電極為同軸或同軸對(duì)極形式，工作電壓10千伏，中國專利01233188中放電電極為平行結(jié) 構(gòu)，工作電壓10千伏，高低壓電極間距離多為6-10毫米。中國專利90110035， 90101266, 00204843為體外沖擊波碎石機(jī)用放電電極，工作電壓為6-18千伏，電極距離為幾毫米。由 于上述應(yīng)用放電為電弧放電，因而電極和電極間絕緣材料燒蝕較快，影響放電的穩(wěn)定性及 電極的使用壽命。專利200410075513中放電電極為同心雙圓環(huán)結(jié)構(gòu)，震源的能量最大為 1000焦耳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種放電電極，具有多個(gè)相互獨(dú)立的髙壓電極和一個(gè)低壓電極，解 決了電極和絕緣材料的燒蝕問題，提高了放電的穩(wěn)定性和重復(fù)性，能夠產(chǎn)生具有較高主頻的 聲波脈沖。
本發(fā)明包括七個(gè)組成部分低壓電極，高壓電極組，高壓電極板，髙壓，極底板，髙壓 電極蓋板，髙壓電極輸出和絕緣護(hù)套。低壓電極采用不銹鋼板制成。髙壓電極組采用多根單 芯絕緣電纜并聯(lián)制成，每根髙壓電極由中心導(dǎo)體和外圍絕緣層構(gòu)成。髙壓電極板采用銅板制 成，銅板上按一定間距均勻鉆孔，高壓電極組中每根髙壓電極對(duì)應(yīng)一個(gè)鉆孔，每根高壓電極 的中心導(dǎo)體與高壓電極板之間采用焊接方式連接。髙壓電極底板采用絕緣材料例如聚乙烯制
成，板上按一定間距均勻鉆孔，孔徑略大于高壓電極的絕緣外徑-，高壓電極與高壓電極板連接成一體后可插入髙壓電極底板。髙壓電極蓋板采用絕緣材料例如聚乙烯制成，從上部與高 壓電極底板固定，連接處采用密封膠條或環(huán)氧固化，低壓電極、高壓電極底板和髙壓電極蓋 板之間采用嫘釘固定。高壓電極與高壓電極底板之間采用環(huán)氧固化成一體，保證髙壓電極板 處于密封狀態(tài)。高壓電極輸出采用金屬材料例如銅棒制成，一端車有螺紋，固定在高壓電極 板的中心，另一端鉆孔，作為輸出引線。絕緣護(hù)套采用絕緣材料例如聚乙烯制成，套在高壓 電極輸出外并固定在髙壓電極蓋板上，絕緣護(hù)套與髙壓電極蓋板之間有密封圈，用來防止水 侵入到高壓電極板。
將儲(chǔ)存在脈沖*^器中的能量通過放電開關(guān)、放電電極快速在具有一定電導(dǎo)率的液體介 質(zhì)中釋放，可以形成強(qiáng)大的脈沖壓力。本發(fā)明將放電電極置于具有一定電導(dǎo)率的液體介質(zhì)中， 連接外部元件和放電開關(guān)，放電開關(guān)閉合時(shí)，儲(chǔ)存在脈沖電容器中的能量便通過放電開關(guān)在 放電電極的髙壓電極端部形成脈沖放電，獲得具有較髙主頻的聲波脈沖，利用此聲波脈沖來 進(jìn)行海洋髙分辨率地展勘探。
本發(fā)明的液體介質(zhì)的電導(dǎo)率較高， 一般在幾十毫西/厘米。髙壓電極之間距離大于5厘 米，髙壓電極和低壓電極之間的距離大于20厘米，以防止形成電弧放l 本發(fā)明的積極效果是.-
■ 1.放電電極由多個(gè)高壓電極組成，可有效壓制多次脈沖，放電產(chǎn)生的聲波脈沖具有較 高的主頻。
2. 電極損耗小，使用壽命長，放電穩(wěn)定性和重復(fù)性好。
3. 可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行電極組合，調(diào)節(jié)聲波脈沖的主頻。


圖1為本發(fā)明一種放電電極結(jié)構(gòu)示意圖，圖中l(wèi)低壓電極，2髙壓電極，3髙壓電極 板，4髙壓電極底板，5高壓電極蓋板，6髙壓電極輸出，7絕緣護(hù)套。
圖2為本發(fā)明工作原理示意圖。圖中8脈沖電容器，9放電開關(guān)，10液體介質(zhì)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
詳細(xì)說明本發(fā)明的內(nèi)容。
如圖l所示本發(fā)明包括低壓電極l，髙壓電極組2，高壓電極板3，高壓電極底板4，高 壓電極蓋板5，髙壓電極輸出6和絕緣護(hù)套7。低壓電極l采用金屬材料，例如不銹鋼板制成。 髙壓電極組2采用多根單芯絕緣電纜并聯(lián)制成，每根髙壓電極為中心導(dǎo)體和外圍絕緣層構(gòu)成 的單芯絕緣電纜，多根單芯絕緣電纜并聯(lián)組成髙壓電極組2。髙壓電極板3采用金屬材料，例 如銅板制成，銅板上按一定間距均勻鉆孔，孔徑略大于髙壓電極組2中單根電極的中心導(dǎo)體直 徑，高壓電極組2的每根電極的中心導(dǎo)體插入高壓電極板3的鉆孔并采用焊接方式連接。髙壓電極底板4采用絕緣材料例如聚乙烯制成，板上按高壓電極板3上鉆孔相同間距鉆孔，孔徑略-大于高壓電極2即絕緣電纜的外徑，高壓電極2與高壓電極板3焊接成整體后可插入高壓電極 底板4。高壓電極蓋板5采用絕緣材料例如聚乙烯制成，高壓電極蓋板5從上部與高壓電極底 板4固定，連接處采用密封膠條或環(huán)氧固化，低壓電極l、高壓電極底板4和高壓電極蓋板5之 間采用媒釘固定。髙壓電極2與髙壓電極底板4之間采用環(huán)氧固化成一體，保證髙壓電極板3 處于密封狀態(tài)。高壓電極輸出6采用金屬材料例如銅棒制成，銅棒一端車有螺紋，固定在髙 壓電極板3的中心，另一端鉆孔，作為輸出引線。絕緣護(hù)套7采用絕緣材料例如聚乙烯制成， 固定在高壓電極蓋板5上，絕緣護(hù)套7與髙壓電極蓋板5之間有密封圈，用來防止水侵入到高 壓電極板3。本發(fā)明具體實(shí)施以400根電極為例,低壓電極1由不銹鋼板制成，長寬各1米，厚3-4 毫米，板上有400個(gè)直徑為IO毫米的孔，孔的中心距為50毫米。高壓電極2采用單芯絕緣 電纜制成，中心導(dǎo)體的直徑為l毫米，電纜絕緣壁厚2毫米，每個(gè)高壓電極長300毫米，共 有400個(gè)。髙壓電極底板4采用聚乙烯制成，板上按一定間距均勻鉆孔，孔徑5-6毫米，孔 的中心距為50毫米，長寬各1米，與低壓電極l對(duì)應(yīng)。高壓電極板3采用銅板制成，銅板 長寬各為960毫米，厚3-4毫米，孔的中心距為50毫米。髙壓電極蓋板5采用聚乙烯制成， 長寬各1米，厚10-15毫米。 一個(gè)放電電極可工作在5千焦耳展源上。當(dāng)放電能量為20千 焦耳時(shí)，可采用4個(gè)或5個(gè)放電^K并聯(lián)使用，產(chǎn)生的壓力波主頻在0.5-2kHz之間。本發(fā)明工作過程如圖2所示，將本發(fā)明放電電極置于具有一定電導(dǎo)率的液體介質(zhì)10中。 髙壓電極輸出6與放電丌關(guān)9的一端相連'，放電開關(guān)9的另一端與脈沖電容器8相連。低壓 電極1與脈沖電容器8的另一端相連。先給脈沖電容器7充電，儲(chǔ)存電能。當(dāng)放電開關(guān)9閉 合時(shí)，儲(chǔ)存在脈沖電容器8中的能量便通過放電開關(guān)9在放電電極的高壓電極2的端部形成 脈沖放電，產(chǎn)生強(qiáng)大的脈沖壓力。本發(fā)明可應(yīng)用于海洋高分辨率地展勘探領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1、一種放電電極，包括低壓電極(1)和高壓電極，其特征在于，該放電電極還包括高壓電極板(3)，高壓電極底板(4)、高壓電極蓋板(5)、高壓電極輸出(6)和絕緣護(hù)套(7)；每根高壓電極為中心導(dǎo)體和外圍絕緣層構(gòu)成的單芯絕緣電纜，多根單芯絕緣電纜并聯(lián)組成高壓電極組(2)；高壓電極板(3)上均布鉆孔，孔徑略大于高壓電極(2)的中心導(dǎo)體直徑，高壓電極(2)的中心導(dǎo)體插入高壓電極板(3)的鉆孔并采用焊接方式連接；高壓電極底板(4)上按高壓電極板3上鉆孔相同的間距鉆孔，孔徑略大于高壓電極2即絕緣電纜的外徑，高壓電極(2)與高壓電極板(3)焊接成整體后插入高壓電極底板(4)；高壓電極蓋板(5)從上部與高壓電極底板(4)固定，連接處采用密封膠條或環(huán)氧固化；低壓電極(1)、高壓電極底板(4)和高壓電極蓋板(5)之間采用螺釘固定；高壓電極(2)與高壓電極底板(4)之間采用環(huán)氧固化成一體，保證高壓電極板(3)處于密封狀態(tài)；高壓電極輸出(6)一端固定在高壓電極板(3)的中心，另一端作為輸出引線；絕緣護(hù)套(7)采用絕緣材料例如聚乙烯制成，固定在高壓電極蓋板(5)上，絕緣護(hù)套(7)與高壓電極蓋板(5)之間有密封圈，防止水侵入到高壓電極板(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的放電電極，其特征在于低壓電極(1)采用金屬材料制成；高 壓電極板(3)采用金屬材料，制成，高壓電極蓋板(5)、高壓電極底板(4)和絕緣護(hù)套(7) 采用絕緣材料制成，高壓電極輸出(6)采用金屬材料制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的放電電極，其特征在于高壓電極輸出(6)固定在高壓電 極板(3)的一端車有螺紋，作為輸出引線的另一端有鉆孔。
全文摘要
一種放電電極，多個(gè)高壓電極組成的高壓電極組(2)與高壓電極板(3)焊接成整體后插入高壓電極底板(4)。高壓電極蓋板(5)與高壓電極底板(4)固定，低壓電極(1)、高壓電極底板(4)和高壓電極蓋板(5)之間用螺釘固定。高壓電極(2)與高壓電極底板(4)固化成一體，使高壓電極板(3)處于密封狀態(tài)。高壓電極輸出(6)一端固定在高壓電極板(3)的中心，另一端為輸出引線。絕緣護(hù)套(7)固定在高壓電極蓋板(5)上，絕緣護(hù)套(7)與高壓電極蓋板(5)之間有密封圈。本發(fā)明可應(yīng)用于海洋高分辨率地震勘探領(lǐng)域，可有效壓制多次脈沖，電極損耗小，放電穩(wěn)定性和重復(fù)性好。
文檔編號(hào)G01V1/157GK101221247SQ20081005679
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者萍 嚴(yán), 關(guān)曉春, 衡 吳, 孫鷂鴻, 溫明明, 王永榮, 高迎慧 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院電工研究所