一种气枪震源点火装置.pdf

一种气枪震源点火装置，包括一密封防水的箱体，所述箱体内设置有：点火模块3，用于向气枪震源输出脉冲，进行点火；点火控制模块4，用于控制所述点火模块3向所述气枪震源输出脉冲的宽度和幅度；输入选择模块1，其输入端连接箱体外部的电源，输出端输出工作电源；升压模块2，其输入端与所述输入选择模块的第一输出端相连，其输出端与所述点火模块3和点火控制模块4相连，用于将所述工作电源的电压升压后，为所述点火模块3和点火控制模块4提供电源。点火脉宽可控；装置简单，小巧灵活，能够置于气枪震源附近，缩短连接线缆的长度，从而减小点火线漏电故障。

权利要求书
1.  一种气枪震源点火装置，其特征在于，包括一密封防水的箱体，所 述箱体内设置有：
点火模块，用于向气枪震源输出脉冲，进行点火；
点火控制模块，用于控制所述点火模块向所述气枪震源输出脉冲的宽度 和幅度；
输入选择模块，其输入端连接箱体外部的电源，输出端输出工作电源；
升压模块，其输入端与所述输入选择模块的第一输出端相连，其输出端 与所述点火模块和点火控制模块相连，用于将所述工作电源的电压升压后， 为所述点火模块和点火控制模块提供电源。

2.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入选择模块的输入 端连接箱体外部的多路电源，所述输入选择模块从输入的多路电源中选择一 路电源作为工作电源从所述第一输出端输出，且在选择输出的一路电源故障 时，能够自动选择另一路电源输出。

3.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入选择模块还具有 对输入电源正负极的自适应电路。

4.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述箱体内还设置有第一 电压变换装置和5伏直流电压源模块；所述第一电压变换装置与所述输入选 择模块的第二输出端相连，用于将输入的电源进行整流，变换为直流5伏电 压；所述5伏直流电源模块，用于向所述装置外的其他元件供电。

5.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述箱体内还设置有第二 电压变换装置和24伏直流电压源模块；所述第二电压变换装置与所述输入选 择模块的第三输出端相连，用于将输入的电源进行整流，变换为直流24伏电 压；所述24伏直流电压源模块，用于向装置外的传感器供电。

6.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述箱体内还设置有输出 控制模块，与所述输入选择模块的第四输出端相连，用于向相邻的点火装置 提供电源，并选择供电线路。

7.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述箱体由防海水腐蚀的 材料制成。

说明书一种气枪震源点火装置
技术领域
本发明涉及地球物理勘探领域，尤其是一种气枪震源点火装置。
背景技术
气枪震源是海上地震勘探设备不可或缺的重要组成部分，利用气枪震源 对深部地壳结构进行探测，最重要的在于获得精确的气枪激发。随着气枪激 发技术的日益成熟，气枪激发已被广泛应用在湖泊、河流、过渡带、浅海、 深海等区域的石油勘探中。气枪具有结构简单、维修方便、寿命长、可靠性 高、同步性好以及高环保性的作业特点。
典型的气枪震源点火装置是通过室内的点火箱体对水下的所有气枪震 源进行点火，从而对箱体的储能电路要求高，且连接气枪震源的线缆长、接 头多容易造成进水漏电，从而影响气枪激发性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种气枪震源点火装置，包括一密封 防水的箱体，所述箱体内设置有：
点火模块3，用于向气枪震源输出脉冲，进行点火；
点火控制模块4，用于控制所述点火模块3向所述气枪震源输出脉冲的 宽度和幅度；
输入选择模块1，其输入端用于连接箱体外部的电源，输出端输出工作 电源；
升压模块2，其输入端与所述输入选择模块1的第一输出端相连，其输 出端与所述点火模块1和点火控制模块4相连，用于将所述工作电源的电压 升压后，为所述点火模块1和点火控制模块4提供电源。
可选地，所述输入选择模块1的输入端连接箱体外部的多路电源，所述 输入选择模块1从输入的多路电源中选择一路电源作为工作电源从所述第一 输出端输出，且在选择输出的一路电源故障时，能够自动选择另一路电源输 出。
可选地，所述输入选择模块1还具有对输入电源正负极的自适应电路。
可选地，所述箱体内还设置有第一电压变换装置6和5伏直流电压源模 块7；所述第一电压变换装置6与所述输入选择模块1的第二输出端相连， 用于将输入的电源进行整流，变换为直流5伏电压；所述5伏直流电源模块 7，用于向所述装置外的其他元件供电。
可选地，所述箱体内还设置有第二电压变换装置8和24伏直流电压源模 块9；所述第二电压变换装置8与所述输入选择模块1的第三输出端相连， 用于将输入的电源进行整流，变换为直流24伏电压；24伏直流电压源模块9，， 用于向装置外的传感器供电。
可选地，所述箱体内还设置有输出控制模块5，与所述输入选择模块1 的第四输出端相连，用于向相邻的点火装置提供电源，并选择供电线路。
可选地，所述箱体由防海水腐蚀的材料制成。
附图说明
图1为气枪震源点火装置功能框图；
图2为电源输入选择模块接口示意图；
图3为电源输出控制模块接口示意图；
图4为相邻的点火装置连接示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可 以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在流程图中示出了逻 辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的 步骤。
一种气枪震源点火装置，包括一密封防水的箱体，所述箱体内设置有：
点火模块3，用于向气枪震源输出脉冲，进行点火；
点火控制模块4，用于控制所述点火模块3向所述气枪震源输出脉冲的 宽度和幅度；
输入选择模块1，其输入端用于连接箱体外部的电源，输出端输出工作 电源；
升压模块2，其输入端与所述输入选择模块1的第一输出端相连，其输 出端与所述点火模块3和点火控制模块4相连，用于将所述工作电源的电压 升压后，为所述点火模块3和点火控制模块4提供电源。
本装置能够产生不同的宽度或者幅度的脉冲电压，可以对不同的气枪震 源进行点火；支持Sleeve、Bolt和G枪点火，点火脉宽可控；装置简单，小 巧灵活，能够置于气枪震源附近，缩短连接线缆的长度，从而减小点火线漏 电故障；也可以置于室内对气枪震源进行点火。
如图1所示：
输入选择模块1的第一输出端连接升压模块2；
输入选择模块1的第二输出端连接第一电压变换装置6；
输入选择模块1的第三输出端连接第二电压变换装置8；
输入选择模块1的第四输出端连接输出控制模块5；
或者，输入选择模块1也可以设置一个输出端，分成四路，
第一路输出给升压模块2；
第二路输出给第一电压变换装置6；
第三路输出给第二电压变换装置8；
第四路输出给输出控制模块5；
上述的“第一、第二、第三、第四”只是为了表示区分，并不表示先后 顺序。
具体的连接形式可以灵活设置，本申请不做限制。
设置升压模块，原因有三个：1.输入电压DC48V，为通用电压，直流供 电电源的选取更方便，而点火电压有几种60V/90V等，如果直接选用60V/90V 进行供电，供电电源需要定制；2.由于有几种点火电压，如果选用最高电压 供电，其它点火电压就需要对输入进行降压，会降低使用效率；3.点火电压 为脉冲电压，如果点火电路出现故障，输入电压会直接加到电磁阀负载上面， 而电磁阀正常工作为脉冲电压，如果给它加载连续高电压容易损坏电磁阀， 因此为了保证在点火电路出故障时不会损坏电磁阀，所以选用低电压供电， 点火是通过升压来实现。
结合图2：
可选地，所述输入选择模块1的输入端连接箱体外部的多路电源，所述 输入选择模块1从输入的多路电源中选择一路电源作为工作电源从所述第一 输出端输出，且在选择输出的一路电源故障时，能够自动选择另一路电源输 出。所述输入选择模块1，用于对输入的电源的正负极以及电源电路进行判 断，所述输入选择模块1的第一输入端连接第一电源的输入的正极，第二输 入端连接第一电源的负极，第三输入端连接第二电源的正极，第四输入端连 接第二电源的负极。
所述输入选择模块1还具有对输入电源正负极的自适应电路。
所述输入选择模块1用于判断与其相连的电路是第一电源还是第二电 源，所述输入选择模块1还用于判断与其相连的线路是电源的正极或者负 极，所述输入选择模块用于两路输入电源的自动切换。
输入选择模块1可以实现双路输入电源自动切换；输入电源正负极自适 应；
输入选择模块1主要是对输入电源的正负极以及线路进行判断；输入电 源有两组，一组为正常供电线路，另外一组为备用线路，当正常线路出现故 障时启用备用线路，输入选择模块1能够自动检测两组线路，只要其中任意 一组线路有输入就能正常工作，从而能够对两组输入进行自动切换；另外， 输入选择模块1还具备输入线路的正负极自适应电路，用于实现输入线路的 正负极的自适应功能，使得当输入线路1或者输入线路2的正负极接反时， 模块也能正常工作，因此现场使用过程中电源输入可以任意接线而不会导致 气枪震源点火装置出现异常，从而能够降低现场的工作难度。
可选地，所述箱体内还设置有第一电压变换装置6和5伏直流电压源模 块7；所述第一电压变换装置6与所述输入选择模块1的第二输出端相连， 用于将输入的电源进行整流，变换为直流5伏电压；所述5伏直流电源模块 7，用于向所述装置外的其他元件供电。
可选地，所述箱体内还设置有第二电压变换装置8和24伏直流电压源模 块9；所述第二电压变换装置8与所述输入选择模块1的第三输出端相连， 用于将输入的电源进行整流，变换为直流24伏电压；所述24伏直流电压源 模块9，用于向装置外的传感器供电。
输入的电压进行整流变换和稳压后，得到DC5V电源，DC24V电源；
24伏直流电压源模块9，用于向所述装置外的传感器提供电源，同时检 测供电状态。
5伏直流电源模块7，用于给其它装置进行供电，同时检测供电状态。箱 体内还设置输出控制模块。
可选地，所述箱体内还设置有输出控制模块5，与所述输入选择模块的 第四输出端相连，用于向相邻的点火装置提供电源，并选择供电线路。
结合图3与图4
输出控制模块5完成对输出线路的控制，如附图3所示，输出线路有两 组，通过输出控制模块来选择供电线路1或者供电线路2进行输出；
输出控制模块还对输出的两组线路进行检测，默认通过输出线路1输出， 如果线路1出现异常则自动将输出线路切换到线路2，如果线路2也出现异 常则关闭输出。
虽然图4中，用一条线表示线路1，另一条线表示线路2，
但是在电气设计的工程设计图中，一条供电线路，比如图4中的线路1， 虽然用一条线表示，并不表示只用一条电缆，其可以代表多跟供电电缆，
结合图3中，一条供电线路具体地又包括了两条线，一条线连接正极， 一条线连接负极，分别称为输出线路1+，输出线路1-，
供电线路2，包括输出线路2+，输出线路2-。
图4为相邻的两个气枪震源点火装置的连接关系示意图；
如图所示，气枪震源点火装置1与气枪震源点火装置2相联，
气枪震源点火装置1与气枪震源点火装置2的内部结构基本相同，
都包括输入选择模块、输出控制模块、升压模块、点火模块、点火控制 模块、第一电压变换装置、第二电压变换装置、直流5V模块、直流24伏模 块。
点火装置1中的输出控制模块5对相邻的下一级点火装置2的输入进行 控制，选择线路1或者线路2，如果线路1为主线路，则线路2为备用线路， 并对线路进行异常检测，
如果主线路异常则自动切换至备用线路，如果备用线路也异常则自动关 闭输出。
点火模块3主要完成对三种气枪震源(Sleeve、Bolt和G枪)进行点火， 包括电容充电电路和电容放电电路，同时检测点火的电压和电流。
可选地，所述箱体由防海水腐蚀的材料制成。
所述箱体尺寸根据使用情况来确定，如果装置置于气枪震源附近，则使 用防水型箱体，一般为圆柱形；如果置于室内，则一般为上机柜的标准宽度 矩形箱体，不用防水。
箱体也可以为球形，或者圆柱形，或者为其他不规则的几何体，本申请 不做限制。
箱体应为密封防水结构，箱体内设置各种模块，电子元器件，应该密封， 防止海水进入，
至少设置一进线孔，从箱体外部电源相连，从外部取电，外部的直流电 源通过电缆穿过进线孔与箱体内的电源模块相连；
至少设置一出线孔，箱体内的点火模块的输出端，与箱体外部气枪上的 电磁阀的脉冲输入端相连接，
当然，进线孔与出线孔也可以为同一个孔。
本装置小巧灵活，可以置于海水下，箱体可由金属或者橡胶制作，可以 采取防止海水腐蚀的材料制作。比如塑料，或者采用合金材料10CrMOA， 铜-镍合金等等。
点火控制模块主要完成对升压模块产生的点火电压进行控制，同时对点 火模块进行控制，使其产生不同电压值、不同脉冲宽度的点火电压。
本发明提供一种气枪震源点火装置，它能够能够产生不同的脉冲电压， 可以对不同的气枪震源进行点火。本发明装置简单，小巧灵活，能够置于气 枪震源附近，缩短连接线缆的长度，从而减小点火线漏电故障，也可以置于 室内对气枪震源进行点火；对双路输入电源能够自动判断，减小现场操作难 度。本发明的气枪震源点火装置具有如下的主要特征：
(1)体积小，能够置于气枪震源附近；
(2)双路输入电源自动切换；
(3)输入电源正负极自适应；
(4)根据控制信号及线路状态选择输出供电线路；
(5)支持Sleeve、Bolt和G枪点火，点火脉宽可控；
(6)产生DC24V给传感器供电；
(7)产生DC±5V给其它模块供电；
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读 存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用 硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的 情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形， 但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。