专利名称：一种用于套管深井的震源设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油和地质勘探技术领域，具体涉及一种用于套管深井的震源设备。
背景技术：
在石油和地质勘探中，为了对深部地层结构作精细描述，作为井中地震勘探方法中所用的震源是必需的关键设备之一。目前国内外使用较为广泛的井中震源装置大致有五种，其中四种的作用原理都是以井液作为介质来传导震动，它们包括1、美国Tomoseis公司的压电震源，能耗大，有效能量弱；2、美国Geospace公司的轨道可控震源，能量弱；3、美国Bolt公司的气枪震源，有害波强，且不能用于深井探测工作；4、法国CGG的炸药索震源，连续激发能力差，施工不便，施工期长。还有一种是美国P/GSI公司的液压可控震源，这种震源的作用原理是直接传导震动，但它存在着设备庞大，技术复杂，维修难度大，成本高的缺陷。
发明内容
本发明要克服现有技术存在的设备庞大，技术复杂，维修难度大，成本高的缺陷。
为克服现有技术的缺陷，本发明的技术解决方案是一种用于套管深井的震源设备，包括外壳2和其内的震源动力电机，其特殊之处在于还包括外壳2内的激震器，所述激震器包括锤砧座5和与锤砧座5配合的推靠块6，所述电机是圆筒型直线电动机，所述锤砧座5与直线电机的次极锤杆4同轴。
上述圆筒型直线电动机内的轴承8是滑动轴承。可在竖直立放或小角度斜放时完成激震。
上述圆筒型直线电动机内的轴承8是能做往复运动的滚动轴承。特别适用于完成大角度斜井和水平井中的激震。
本设备属于机械脉冲点震源，关键环节是采用了由地面控制的深井下圆筒型直线电动机作为震源的动力，目前国内外尚无此种形式的震源设备。与现有技术相比，它集众家之长于一身，具有如下的优点1、适用范围广可在最大深度为5000m的套管深井中正常工作；满足在此5000m的深度范围内高压、高温的使用条件；不仅可在竖直立放或小角度斜放时使用，还可完成大角度斜井和水平井中的激震。
2、激震频带不会因井深而改变，且激震频带0-2000Hz可调；3、可方便地实现地面控制其中(1)能量级400～800(焦耳)可调；(2)单次或连续多次激震可调；(3)连续多次激震时，激震间隔时间可调。
4、激震波重复性、一致性良好，且不会因井深而改变，有利于地质资料的处理、加工和分析解释。
5、能耗低测一个300m长的目标井段，仅耗电20～40度。
6、结构简单，体积小，维修方便，成本较低。
图1是本发明的结构示意图；图2是激震前状态结构示意图；图3是激震时状态结构示意图。
附图标记说明如下1——电缆，2——外壳，3——初级绕组，4——次级锤杆，5——锤砧座，6——推靠块，7——直流旋转电动机，8——轴承。
具体实施例方式参见图1，本发明包括外壳2和其内的震源动力电机和激震器。所说的电机是圆筒型三相直线电机，该圆筒型三相直线电机的电源及控制信号通过电缆1供给，圆筒型三相直线电机的初级绕组3内设置有次级锤杆4，所说的圆筒型直线电动机内的轴承8是滑动轴承。所说的激震器包括直流旋转电动机7、锤砧座5和与锤砧座5的侧壁可滑动配合、用来定位在井壁上的推靠块6。所说的锤砧座5与上述圆筒型三相直线电机的次极锤杆4同轴。本方案中所说的激震器的结构与专利号为“01247024.4”的一种推靠传力装置的结构一样，在该专利文件中已作了详细描述。因为部件作用功能的不同，在本发明中依功能重新给予了名称，本方案中的锤砧座5即是该专利文件中所述推靠装置中的主动块，推靠块6即是该专利文件中所述推靠装置中的受动块。
本设备在实际使用时，处于竖直立放或小角度斜放状态，由外壳2承受外部井压。当本设备到达目标深度后开始工作时，应首先进行推靠动作，后再进行激震动作。推靠动作是由地面控制向直流旋转电动机7供正向电流，直流旋转电动机7正转，使锤砧座5移动，其侧壁上的推靠块6在锤砧座5的倾斜侧壁推力作用下沿径向伸出，直至其靠紧深井套管内壁即可。然后由地面控制进行激震动作，圆筒型三相直线电机的次级锤杆4经滑动轴承8按控制要求对锤砧座5进行锤击。锤击的工作原理是由变频器供电的三相圆筒型直线电动机的初级绕组3使电机内部自动产生一个移动磁场，该磁场切割次级锤杆4表面的导电环便感应电势、感生电流，载流的导电环又在移动磁场中受到电磁力的作用，从而使次级锤杆4以低于移动磁场的线速度作上下直线移动，以完成激震。
参见图2和图3，具体的说，激震动作是由地面控制向直线电动机初级绕组3供正序电流，圆筒型三相直线电动机的次级锤杆4脱离锤砧座5向上运动到设备顶端，次级锤杆4以两种方式下落锤击，第一种方式是对圆筒型三相直线电动机断电，次级锤杆4在重力作用下加速运动下落锤击锤砧座5；第二种方式是对圆筒型三相直线电动机供负序电流，次级锤杆4在圆筒型三相直线电动机反向加力和自身重力的共同作用下，以更大的加速度下落锤击锤砧座5，此方式较第一种方式能量大。当次级锤杆4撞击锤砧座5时，使之产生震动，锤砧座5通过推靠块6，将震动传递给套管，再通过地层向四周发射，即完成一次激震。重复上述动作，可完成多次激震。
震源挪位动作是这样完成的向直流旋转电动机7供反向电，直流旋转电动机7反转，锤砧座5反向运动，推靠块6沿径向缩回、脱离井壁。此后上、下挪动本设备即可调整激震深度，可以方便地在不同井深时产生激震，进行石油和地质勘探。
权利要求
1.一种用于套管深井的震源设备，包括外壳(2)和其内的震源动力电机，其特征在于还包括外壳(2)内的激震器，所述激震器包括锤砧座(5)和与锤砧座(5)配合的推靠块(6)，所述电机是圆筒型直线电动机，所述锤砧座(5)与直线电机的次极锤杆(4)同轴。
2.根据权利要求1所述的一种用于套管深井的震源设备，其特征在于所述圆筒型直线电动机内的轴承(8)是滑动轴承。
3.根据权利要求1所述的一种用于套管深井的震源设备，其特征在于所述圆筒型直线电动机内的轴承(8)是能做往复运动的滚动轴承。
全文摘要
本发明涉及石油和地质勘探技术领域，具体涉及一种用于套管深井的震源设备。本发明要克服现有技术存在的设备庞大，技术复杂，维修难度大，成本高的缺陷。为克服现有技术的缺陷，本发明的技术解决方案是，一种用于套管深井的震源设备，包括外壳2和其内的震源动力电机，其特殊之处在于还包括外壳2内的激震器，所述激震器包括锤砧座5和与锤砧座5配合的推靠块6，所述锤砧座5与直线电机的次极锤杆4同轴。
文档编号G01V1/02GK1553217SQ0313420
公开日2004年12月8日 申请日期2003年5月29日 优先权日2003年5月29日
发明者万文曼, 阎治安, 肖竟平, 顾积栋, 刘四欣 申请人:西安弘传科技开发有限责任公司