高壓電源在電火花震源領域的應用

前言

電火花震源又稱“電火花聲源”、“水下等離子體聲源”，是脈沖功率技術的重要研究內容之一，利用儲能電容將電能儲存起來，在微秒級別放電產生電弧汽化水產生沖擊。電火花震源可用作地質勘探的震源、油井增產、也可在海洋中用于聲波傳播特性的研究。本文從高壓電源應用的角度出發，談談海伏科技的高壓電源對此類應用進行了怎樣的優化。

更新歷史

2019年11月1日 - 初稿

作者：海伏科技——小濤（轉載注明出處）
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總體結構

電火花震源主要由充電裝置(高壓電源)、儲能電容器組、放電裝置(高壓放電開關、同軸放電電纜及放電電極)、控制與安全保護裝置(充電控制電路、反峰保護電路、安全接地電路及觸發控制電路)等組成。

工作原理

通過高壓電源將脈沖電容器C充電至設定電壓，觸發電路觸發三電極開關K，放電電纜對放電電極F間的水間隙放電，能夠產生強大的脈沖壓力而形成人工震源。放電產生的壓力作用于油層可產生微裂隙，達到石油增產的目的。也可在海洋中用于聲波傳播特性的研究、地質勘探的震源等。

電源系統

早期的電源系統是由電動調壓器、工頻高壓變壓器、整流器及充電保護電阻等組成。屬于恒壓充電，輸出電壓的上升曲線由電動機的轉速決定，達到預期電壓之后將調壓器的輸入供電切斷，并將調壓器的輸出電壓調節至0V為下一個工作周期充電做準備。

由于升壓變壓器是工頻變壓器，體積、重量都非常大，對于經常要求移動作業的設備來說運輸和攜帶都不方便，現在已經逐漸被高頻高壓開關電源所取代。

海伏科技對電火花震源應用的優化

海伏科技的全數字開關電源針對電容充電的應用可以實現恒流充電，達到設定電壓之后進入保壓狀態，充電重復精度可達千分之一（更高重復精度可定制），免去了電壓判斷、控制調壓器電機等控制邏輯，只需通過通訊協議對充電電壓設定即可。具有全光纖通訊功能可以更好的用于野外、長距離、強電磁干擾等場合。

海伏科技的優勢

電火花震源屬于強流脈沖系統，海伏科技的工程師多年來從事該領域，對放電反峰保護、放電抗干擾處理、放電環路優化等有多年的實戰經驗，并且開發了一系列脈沖功率系統的相關配件，如反峰保護電感、全光纖主控器、峰值電流檢測模塊等；海伏科技將在強流脈沖系統這一領域持續深耕，開發出更多受客戶歡迎的產品。

相關產品

應用于強流脈沖的全光纖控制系統：HVHC系列 多端口數據通信控制中心

用于反峰保護的抗沖擊電感：HVL系列 高耐壓抗沖擊電感

參考資料

[1]孫鷂鴻,孫廣生,嚴萍.大功率電脈沖采油技術原理與應用[J].鉆采工藝,2002(05):61-63+6.