本实用新型专利技术公开了用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，包括外壳、压缩空气源、冲击气缸、法兰、不锈钢底板、气缸底垫板和振动板，所述外壳为竖向设置的中空筒体，冲击气缸位于外壳内，所述法兰水平固定安装在所述外壳的底部，所述的不锈钢底板和振动板均水平设置，不锈钢底板为具有中心孔的环形板，不锈钢底板位于法兰的下方，振动板位于不锈钢底板的下方，法兰、不锈钢底板和振动板三者通过竖向穿插的外紧固螺栓相连接，所述的气缸底垫板为设置在冲击气缸与不锈钢底板之间的具有中心孔的环形板，内紧固螺栓竖向穿插不锈钢底板、气缸底垫板后与冲击气缸的底部相连接，将冲击气缸悬浮式固定在不锈钢底板上。该装置能够用于水域地震勘探。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及地球物理勘探设备，具体是指用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置。
技术介绍
随着国民经济的发展，国内外有大量桥梁、隧道、码头在水域兴建。由于地质条件复杂，均需要开展地球物理勘探。海域石油勘探、开采的钻井平台及其周围也需要进行海洋工程地质勘探，也需要开展地球物理勘探。水域地球物理勘探通常以地震勘探为主。目前，水域地震勘探使用的震源包括空气枪震源、电火花震源、Boomer、震源船。空气枪震源激发能量大、穿透能力强，但是设备笨重、造价昂贵、操作维护麻烦、对水域生态存在危害。电火花震源激发能量大小可调、穿透能力一般，但是设备昂贵、激发主频较高并难以调节，一般不能在淡水中工作。震源船可在可在江、河、湖、海等水域激发，但设备笨重、操作维护麻烦、激发主频难以调节、沉放深度基本固定。Boomer可在江、河、湖、海等水域激发，穿透能力一般，但是依赖进口、设备昂贵、激发主频难以调节，沉放深度基本固定。申请号为200810071271.0的中国专利公开了一种气动机械声波水域浅层地震勘探连续冲击震源装置，可用作水域浅层地震勘探震源，但是该装置存在如下不足之处：1、该冲击震源装置产生振动的主要部件是空气锤，空气锤出力较小、激发能量较小，不能对装置的底板形成有效的高速撞击，因而所获得的子波特性差，对勘探结果有影响。2、该装置中驱动以及控制锤头上下移动以撞击底板所采用的结构为空压机、磁力基板、磁铁和复位弹簧，不仅结构复杂，而且通过磁铁与磁力基板的磁性吸附以及弹簧的复位来控制锤头的上下移动，很难做到精确控制，难以保证锤头撞击底板的可靠性。3、该装置为船形空心封闭式容器，装置的比重小于水的比重，因而只能漂浮在水面，而无法进入水中一定深度后进行作业，沉放深度不可调节，不具有可变性，不能根据实际使用需要来调整沉放深度，不能获得不同主频的震动，因而不能匹配振动子波的主频，使得该装置的使用受到很大的限制，具有使用场所的局限性，不能完全满足水域地震勘探的要求。4、该装置采用的振动板仅采用金属材质，材质不能更换，因而不能产生不同主频的振动子波，不能提供不同的穿透能力和分辨能力。5、该装置整体封装成一条小船，俗称震源船，承载体采用金属材质，较为笨重且造价高。冲击气缸是一种体积小、结构简单、易于制造、耗气量小但能产生相当大冲击力的特殊气缸。现有的冲击气缸的结构示意图如图1A至图1E所示，具有气缸活塞杆101、工作腔102、活塞103、密封垫104、环形腔105、喷嘴106、储能腔107、A进气口108、B进气口109和C排气孔110，冲击气缸工作配套的气源为民用级低压空压机，压力小于1.0MPa，即小于10个大气压。与普通气缸相比，冲击气缸的结构特点是增加了一个具有一定容积的蓄能腔107和一个喷嘴106，喷嘴106直径一般为活塞103直径的1/3。该冲击气缸的两个进气口，即A进气口108和B进气口109通过二位五通电磁阀与气源连接，气缸的整个工作过程可简单地分为三个阶段：第一阶段，如图1B所示，压缩空气由A进气口108输入冲击气缸的工作腔102，储能腔107经B进气口109排气，活塞103上升并用密封垫104封住喷嘴106，中盖和活塞间的环形腔105经C排气孔110与大气相通。第二阶段，如图1C所示，二位五通电磁阀换向，压缩空气改由B进气口109进入储能腔107中。同时，工作腔102经A进气口108排气。由于活塞103上端受力面积为喷嘴106面积，相对较小，活塞103下端受力面积较大，缸下腔的压力虽因排气而下降，但此时活塞下端向上的压力仍然大于活塞上端向下的压力。第三阶段，如图1D所示，储能腔107的气压继续增大，工作腔102的气压继续降低，当储能腔107内压力高于工作腔102压力的9倍时，活塞103开始向下移动。活塞103一旦离开喷嘴106，储能腔107内的高压气体迅速充入到活塞与中盖间的环形腔105中，活塞上端受力面积瞬间增加到原来的9倍，产生很大的压力，于是活塞将以极大的加速度向下运动。活塞到达底部时，活塞103与气缸活塞杆101的速度约为同样条件下普通气缸速度的5至10倍，具有很大的动能，冲击其它工件时产生很大的冲击力。经过上述三个阶段后，二位五通电磁阀换向，冲击气缸又开始另一个循环。目前，冲击气缸一般用在往复运动反应灵敏且受力不大的机构中，而在水域地震勘探领域中尚未出现。
技术实现思路
本技术的目的是提供用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，该装置能够用于水域地震勘探，可在江、河、湖、海等各种水域激发，激发能量较大、子波特性好、穿透能力强、设备轻便、结构简单、造价低廉、操作安全、维护方便、对水域生态无害。本技术的上述目的通过如下的技术方案来实现的：用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述装置包括外壳、压缩空气源、冲击气缸、法兰、不锈钢底板、气缸底垫板和振动板，所述外壳为竖向设置的中空筒体，冲击气缸位于所述外壳内，所述冲击气缸具有两个进气口和一个排气孔，两个进气口通过两根进气管与所述的压缩空气源相连接，排气孔与排气管相连接，所述冲击气缸底部具有竖直向下设置的活塞杆，所述法兰水平固定安装在所述外壳的底部，所述的不锈钢底板和振动板均水平设置，不锈钢底板为具有中心孔的环形板，不锈钢底板位于法兰的下方，不锈钢底板与法兰之间设置有密封垫圈，振动板位于不锈钢底板的下方，振动板与不锈钢底板之间也设置有密封垫圈，法兰、不锈钢底板和振动板三者通过竖向穿插的外紧固螺栓相连接，所述的气缸底垫板为设置在冲击气缸与不锈钢底板之间的具有中心孔的环形板，内紧固螺栓竖向穿插不锈钢底板、气缸底垫板后与冲击气缸的底部相连接，将冲击气缸悬浮式固定在不锈钢底板上，冲击气缸的活塞杆正对气缸底垫板的中心孔、不锈钢底板的中心孔以及振动板，所述振动板、不锈钢底板、气缸底垫板以及冲击气缸的底部围成一个封闭空腔，冲击气缸的活塞杆伸入该封闭空腔内，该装置通过压缩空气源压缩空气来驱动冲击气缸的活塞杆向下运动高速撞击振动板，形成震源，通过振动板与水域水体的直接接触，将震源振动以机械波脉冲的形式传入水中，以此来进行水域的地震勘探。本技术的压缩空气能震源装置用压缩空气驱动冲击气缸，冲击气缸底部的活塞杆锤头高速撞击振动板，振动板与水体直接接触，将振动以机械波脉冲的形式穿入水中，形成水域地震勘探震源。本技术中，所述外壳的材质为不锈钢或PVC。本技术中，所述的压缩空气源为空气压缩机，所有的密封垫圈均为硅胶密封垫圈。本技术中，所述的两根进气管与所述的压缩空气源之间还设置有一根主进气管、两根进气管以及一根主进气管均与一个二位五通电磁阀相连通，所述的进气管以及排气管上均设置有阀门。本技术中，所述法兰的材质为PVC。本技术中，所述振动板为圆板，振动板的材质为不锈钢或铝合金或PVC或HDPE，更换不同材质的振动板，即可产生不同主频的振动子波，提供不同的穿透能力和分辨能力。本技术的振动板可以采用不同材质，更换不同材质的振动板，由于振动板的软硬程度不同，即可产生不同主频的振动子波，提供不同的穿透能力、分辨能力。本技术可以采用桶式封装，也可以采用T形封装，具体结构如下：当采用桶式封装时，所述外壳为底端开口、顶端封闭的单端开口式中空筒体，由此本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述装置包括外壳(15)、压缩空气源、冲击气缸(14)、法兰(6)、不锈钢底板(5)、气缸底垫板(10)和振动板(3)，所述外壳(15)为竖向设置的中空筒体，冲击气缸(14)位于所述外壳(15)内，所述冲击气缸(14)具有两个进气口和一个排气孔，两个进气口通过两根进气管与所述的压缩空气源相连接，排气孔与排气管(20)相连接，所述冲击气缸(14)底部具有竖直向下设置的活塞杆(11)，所述法兰(6)水平固定安装在所述外壳(15)的底部，所述的不锈钢底板(5)和振动板(3)均水平设置，不锈钢底板(5)为具有中心孔的环形板，不锈钢底板(5)位于法兰(6)的下方，不锈钢底板(5)与法兰(6)之间设置有密封垫圈(4)，振动板(3)位于不锈钢底板(5)的下方，振动板(3)与不锈钢底板(5)之间也设置有密封垫圈(4)，法兰(6)、不锈钢底板(5)和振动板(3)三者通过竖向穿插的外紧固螺栓(1)相连接，所述的气缸底垫板(10)为设置在冲击气缸(14)与不锈钢底板(5)之间的具有中心孔的环形板，内紧固螺栓(13)竖向穿插不锈钢底板(5)、气缸底垫板(10)后与冲击气缸(14)的底部相连接，将冲击气缸(14)悬浮式固定在不锈钢底板(5)上，冲击气缸(14)的活塞杆(11)正对气缸底垫板(10)的中心孔、不锈钢底板(5)的中心孔以及振动板(3)，所述振动板(3)、不锈钢底板(5)、气缸底垫板(10)以及冲击气缸(14)的底部围成一个封闭空腔(21)，冲击气缸(14)的活塞杆(11)伸入该封闭空腔(21)内。...
【技术特征摘要】
1.用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述装置包括外壳(15)、压缩空气源、冲击气缸(14)、法兰(6)、不锈钢底板(5)、气缸底垫板(10)和振动板(3)，所述外壳(15)为竖向设置的中空筒体，冲击气缸(14)位于所述外壳(15)内，所述冲击气缸(14)具有两个进气口和一个排气孔，两个进气口通过两根进气管与所述的压缩空气源相连接，排气孔与排气管(20)相连接，所述冲击气缸(14)底部具有竖直向下设置的活塞杆(11)，所述法兰(6)水平固定安装在所述外壳(15)的底部，所述的不锈钢底板(5)和振动板(3)均水平设置，不锈钢底板(5)为具有中心孔的环形板，不锈钢底板(5)位于法兰(6)的下方，不锈钢底板(5)与法兰(6)之间设置有密封垫圈(4)，振动板(3)位于不锈钢底板(5)的下方，振动板(3)与不锈钢底板(5)之间也设置有密封垫圈(4)，法兰(6)、不锈钢底板(5)和振动板(3)三者通过竖向穿插的外紧固螺栓(1)相连接，所述的气缸底垫板(10)为设置在冲击气缸(14)与不锈钢底板(5)之间的具有中心孔的环形板，内紧固螺栓(13)竖向穿插不锈钢底板(5)、气缸底垫板(10)后与冲击气缸(14)的底部相连接，将冲击气缸(14)悬浮式固定在不锈钢底板(5)上，冲击气缸(14)的活塞杆(11)正对气缸底垫板(10)的中心孔、不锈钢底板(5)的中心孔以及振动板(3)，所述振动板(3)、不锈钢底板(5)、气缸底垫板(10)以及冲击气缸(14)的底部围成一个封闭空腔(21)，冲击气缸(14)的活塞杆(11)伸入该封闭空腔(21)内。2.根据权利要求1所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述外壳(15)的材质为不锈钢或PVC。3.根据权利要求1所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李学文，章哲辉，马锦国，伍卓鹤，邓杰方，程久桂，
申请(专利权)人：广东省地质物探工程勘察院，
类型：新型
国别省市：广东;44
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