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脉冲震源

/pulse source/
条目作者陈祖斌

陈祖斌

最后更新 2022-01-20
浏览 157
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能在非常短的瞬间激发产生振幅能量高度集中的脉冲信号的设备。又称单脉冲震源或冲击震源。

英文名称
pulse source
所属学科
仪器科学与技术
又称
单脉冲震源、冲击震源

地震勘探方法在寻找油气田方面有良好的效果,最早使用炸药震源。为了适应钻井困难地区以及表层激发条件较差地区的需要,从20世纪50年代开始逐渐发展了重锤、气爆、气枪等非炸药震源,这些地面震源都是脉冲式的,即重锤每落下一次或者气体爆炸一次,均产生一个短脉冲,向地下传播。但脉冲震源产生的短脉冲能量较低,传播深度较浅,不能解决深部油气藏的勘探问题,应用不广泛。

脉冲震源所产生的地震信号为持续时间很短的窄脉冲信号,信号函数不可预知,信号频谱较宽,一次激发能量相对较强但信号频率成分难以人为控制。通过脉冲震源得到的地震记录可直接用于解释,地震记录是由一系列反射子波组成,这些反射波形反映了采集点处真实振动波形。

应用较多的主要包括炸药震源、电火花震源、重锤震源、空气枪震源(见图)等。

炸药震源有宽广的频谱,适于高频(大于80周/秒)、中频(15~80周/秒)、低频(6~15周/秒)的地震勘探。使用的炸药效果较好的是三硝基甲苯(TNT),具有强大的爆炸能力,安全性能好。也可采用硝铵炸药,安全性能更好,但其他性能比前者差,能量并不能全部用在地震勘探所需要的有效波上,大部分消耗于使周围介质破碎或形成永久形变,部分则作为地震干扰。在干燥疏松岩石中爆炸时,有效能量更低;只有在水中或含水的可塑性介质中爆炸时,才能得到良好的地震效果。

电火花震源是电子装置,在微秒级别放电产生电弧汽化水形成冲击。体积较小,适合陆地和水域等不同野外条件,能量较大。常见能量从几百焦耳到几十万焦耳,勘探深度从几米到几千米。激发的地震波频率高(100~1000赫兹或以上),适合于对分辨率要求较高的地震勘探。对周围环境的影响小,适合城市附近的勘探。

重锤震源是机械装置,重物举高利用重力和重力加速度冲击地面。体积和重量都较大,适合陆地地震勘探,质量为几百千克至几吨,通常装载在车上。激发的地震波频率较低(一般100赫兹之内),适合对分辨率要求不高的地震勘探。能量消耗较大。

空气枪震源是机械装置,压缩气体瞬间释放,在水中产生冲击波。体积较大,适合水域的地震勘探,通常漂浮在水中使用,激发速度快,组合使用能量大。

空气枪震源空气枪震源

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