专利名称：下动圈式电磁可控震源振动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油地震勘探领域，是一种地震勘探激发源一电磁可控震源振 动器。电磁可控震源振动器是把电磁振动台技术应用到地震勘探激发源，所形成的一种电 磁驱动的可控震源振动器。
背景技术：
目前，随着勘探技术的不断发展，对勘探设备要求越来越高，原有的地震勘探激发 源在某些方面已经不能满足现在勘探需求。需要研制一种新的地震勘探激发源，根据目前 电磁振动台技术发展情况，把目前已经成熟的电磁振动台技术应用在地震勘探激发源上， 开发出一种新的地震勘探激发源——电磁震源振动器。该电磁式电磁震源振动器的显著特 征是大出力，可产生20-400kN电磁振动力；能量下传，振动能量主要下传大地。国内外目 前没有用于地震勘探的大出力电磁震源振动器。存在的大出力电磁振动台只是用于设备振 动测试方面。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种下动圈式电磁可控震源振动器，在电磁力的作用 下，推动重锤上下运动，产生地震波传入地下。本实用新型采用的技术方案是下动圈式电磁可控震源振动器，主要由平板总成、 重锤总成、上压盖、隔振气囊、定心气囊、中心导向柱组成。其特征在于中心导向柱为圆柱体形，中心导向柱的下端与平板总成中心垂直并通过螺栓固定 在平板总成上。在中心导向柱周围均布有定心气囊，定心气囊下端固定在平板总成的上平 面上，定心气囊上部有重锤总成。中心导向柱穿过重锤总成。上压盖垂直固定在中心导向 柱的顶部。在上压盖总成或平板总成的顶部有隔振气囊。电磁式可控震源振动器工作时，为 了防止振动器脱离地面，需要压重F将振动器紧紧压在地面，压重F必须通过隔振气囊施加 给振动器，根据施加位置的不同，电磁震源振动器又分为下压重和上压重两种形式。下压重 是压重F通过隔振气囊施加在平板总成上；上压重是压重F通过隔振气囊施加在上压盖总 成上。所述的重锤总成由外护罩、锤芯、励磁线圈、滑动轴承、上端盖和下端盖组成，外护 罩外壁为柱体形(圆柱体形或正方体形)，锤芯在外护罩内，锤芯固定在外护罩顶部，励磁 线圈缠绕在锤芯的下部，在锤芯与外护罩内壁之间有环形空间。锤芯有中心孔，在锤芯的中 心孔内有滑动轴承，在滑动轴承的两端有上端盖和下端盖，上端盖和下端盖将滑动轴承固 定在锤芯的中心孔内。滑动轴承与中心导向柱之间滑动配合。重锤总成能沿中心导向柱上 下滑动。所述的上压盖为柱状体形(如圆柱体形或正方体形)，上压盖由钢板焊焊而成。所述的隔振气囊和定心气囊采用的是标准的空气弹簧，隔振气囊或定心气囊的数量为4、6或8个。定心气囊用来平衡重锤总成质量，通过调整定心气囊内部气压使重锤总 成保持在行程中位。所述的平板总成由平板、动圈骨架和驱动线圈组成。平板由工字钢平行排列焊接 成的，在平板的中心焊接有中心导向柱的连接座，中心导向柱的连接座上部焊接有加固板， 在连接座下部焊接有封盖板。在工字钢周为焊接有周边封板。在连接座的上部固定有动圈 骨架，动圈骨架的上平面有向上凸出的环状体，在动圈骨架上平面凸出的环状体上端缠绕 有环状的驱动线圈。驱动线圈从下插入到锤芯与外护罩内壁之间的环形空间内。在平板总成中有驱动线圈，重锤总成中有励磁线圈，驱动线圈与励磁线圈能够产 生20 400kN电磁振动力，行程在10 120mm之间。下动圈式电磁可控震源振动器工作原理参阅图1或图2。压重F通过隔振气囊4 施加在平板1(或上压盖总成3)上，压重F加上振动器自重力应不小于电磁振动力。工作 时，平板总成不能脱离大地，驱动圈72的高频交变电流与重锤总成励磁线圈22的恒定磁场 相互作用产生电磁力，在电磁力的作用下，推动重锤总成沿中心导向柱6上下往复运动，同 时平板1作用于地面，产生地震波传入地下。隔振气囊4作用是减缓压重的冲击，一方面阻 止振动器振动传给压重设备，另一方面阻止压重设备对振动器施加任何动态力。定心气囊 5是补偿重锤总成的自重，使重锤总成保持在行程的中位。其产生电磁作用力20-400kN，重 锤总成的位移行程10-120mm。 本实用新型的有益效果下动圈式电磁可控震源振动器，压重F通过隔振气囊施 加在振动器上，将振动器压在地表，在高频交变电流作用下，能使重锤总成沿中心导向柱上 下往复运动，产生20-400kN电磁震动力，将地震波传入地下，形成地震勘探激发源。
图1是本实用新型下动圈式电磁可控震源振动器结构示意图(下压重)。图2是本实用新型下动圈式电磁可控震源振动器结构示意图(上压重)。图3是平板1的示意图。图4是图3的俯视图。图5是动圈骨架71和驱动线圈72的外形结构图。图中，1.平板，3.上压盖，4.隔振气囊，5.定心气囊，6.中心导向柱，11.封盖板， 12.连接座，13.周边封板，14.工字钢，15.加固板，21.外护罩，22.励磁线圈，23.上端盖， 24.滑动轴承，25.锤芯，26.下端盖，71.动圈骨架，72.驱动线圈。
具体实施方式
实施例1 :以一个下压重的下动圈式电磁可控震源振动器为例，对本实用新型作 进一步详细说明。参阅图1。本实用新型下动圈式电磁可控震源振动器，主要由平板总成、重锤总成、 上压盖3、隔振气囊4、定心气囊5、中心导向柱6组成。其特征在于中心导向柱6为圆柱体形，直径80毫米。中心导向柱6的下端与平板总成中心垂 直并通过螺栓固定在平板总成上。在中心导向柱6周围均布有六个定心气囊5，定心气囊5 采用的是标准的空气弹簧。定心气囊5下端固定在平板总成的上平面上，定心气囊5上部有重锤总成。中心导向柱6穿过重锤总成。上压盖3垂直固定在中心导向柱6的顶部。在 平板总成的顶部有八个隔振气囊4。隔振气囊4采用的是标准的空气弹簧。重锤总成由外护罩21、锤芯25、励磁线圈22、滑动轴承24、上端盖23和下端盖26 组成，外护罩21外壁为圆柱体形，锤芯25在外护罩21内，锤芯25固定在外护罩21顶部， 励磁线圈22缠绕在锤芯25的下部，在锤芯25与外护罩21内壁之间有环形空间。锤芯25 有中心孔，在锤芯25的中心孔内有滑动轴承24，在滑动轴承24的两端有上端盖23和下端 盖26，上端盖23和下端盖26将滑动轴承24固定在锤芯25的中心孔内。滑动轴承24与中 心导向柱6之间滑动配合。重锤总成能沿中心导向柱6上下滑动。上压盖3为圆柱状体形，上压盖3由钢板焊焊而成。平板总成由平板1、动圈骨架71和驱动线圈72组成。参阅图3和图4。平板1由 工字钢14平行排列焊接成一个直径为1000毫米的圆形平板，在平板1的中心焊接有中心 导向柱6的连接座12，中心导向柱6的连接座12上部焊接有加固板15，在连接座12下部 焊接有封盖板11。在工字钢14周为焊接有周边封板13。在连接座12的上部固定有动圈 骨架71。参阅图5。动圈骨架71的上平面有向上凸出的环状体，在动圈骨架71上平面凸 出的环状体上端缠绕有环状的驱动线圈72。参阅图1。驱动线圈72从下插入到锤芯25与 外护罩21内壁之间的环形空间内。 在平板总成中有驱动线圈72，重锤总成中有励磁线圈22，驱动线圈72与励磁线圈 22能够产生200kN电磁振动力，行程为80mm。实施例2 参阅图2。实施例2与实施例1的不同点是平板1由工字钢14平行排列焊接成 一个方形平板；外护罩21外壁为四方形柱体，锤芯25为四方形柱体；上压盖31为四方形柱 状体，动圈骨架71的上面有向上凸出的四方形环状体，在动圈骨架71面的凸出四方形 环状体的上端缠绕有四方形环状的驱动线圈72。驱动线圈72从下部插入到锤芯25与外护 罩21内壁之间的四方环形空间内。在上压盖31的顶部有六个隔振气囊4。
权利要求一种下动圈式电磁可控震源振动器，主要由平板总成、重锤总成、上压盖(3)、隔振气囊(4)、定心气囊(5)、中心导向柱(6)组成；其特征在于中心导向柱(6)为圆柱体形，中心导向柱(6)的下端与平板总成中心垂直并通过螺栓固定在平板总成上，在中心导向柱(6)周围均布有定心气囊(5)，定心气囊(5)下端固定在平板总成的上平面上，定心气囊(5)上部有重锤总成，中心导向柱(6)穿过重锤总成，上压盖(3)垂直固定在中心导向柱(6)的顶部。
2.根据权利要求1所述的下动圈式电磁可控震源振动器，其特征是在上压盖总成或 平板总成的顶部有隔振气囊(4)。
3.根据权利要求1所述的下动圈式电磁可控震源振动器，其特征是所述的重锤总成 由外护罩(21)、锤芯(25)、励磁线圈(22)、滑动轴承(24)、上端盖(23)和下端盖(26)组成， 外护罩(21)外壁为柱体形，锤芯(25)在外护罩(21)内，锤芯(25)固定在外护罩(21)顶 部，励磁线圈(22)缠绕在锤芯(25)的下部，在锤芯(25)与外护罩(21)内壁之间有环形空 间，锤芯(25)有中心孔，在锤芯(25)的中心孔内有滑动轴承(24)，在滑动轴承(24)的两 端有上端盖(23)和下端盖(26)，上端盖(23)和下端盖(26)将滑动轴承(24)固定在锤芯 (25)的中心孔内，滑动轴承(24)与中心导向柱(6)之间滑动配合。
4.根据权利要求1所述的下动圈式电磁可控震源振动器，其特征是所述的上压盖(3) 为柱状体形，上压盖(3)由钢板焊焊而成。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的下动圈式电磁可控震源振动器，其特征是所述的 隔振气囊 (4)和定心气囊(5)采用的是标准的空气弹簧，隔振气囊(4)或定心气囊(5)的 数量为4、6或8个。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的下动圈式电磁可控震源振动器，其特征是所述的 平板总成由平板(1)、动圈骨架(71)和驱动线圈(72)组成，平板(1)由工字钢(14)平行 排列焊接成的，外形为圆形或长方形，在平板总成(1)的中心焊接有中心导向柱(6)的连接 座(12)，中心导向柱(6)的连接座(12)上部焊接有加固板(15)，在连接座(12)下部焊接 有封盖板(11)，在工字钢(14)周为焊接有周边封板(13)，在连接座(12)的上部固定有动 圈骨架(71)，动圈骨架(71)的上平面有向上凸出的环状体，在动圈骨架(71)上平面凸出 的环状体上端缠绕有环状的驱动线圈(72)，驱动线圈(72)从下插入到锤芯(25)与外护罩 (21)内壁之间的环形空间内。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的下动圈式电磁可控震源振动器，其特征是在平板 总成中有驱动线圈(72)，重锤总成中有励磁线圈(22)，驱动线圈(72)与励磁线圈(22)能 够产生20 400kN电磁振动力，行程在10 120mm之间。
专利摘要一种下动圈式电磁可控震源振动器，应用于石油地震勘探的激发源。通过中心的安装孔与中心导向柱下端用螺栓连接在一起。外护罩与锤芯通过螺栓刚性连接，励磁线圈缠绕在锤芯上，滑动轴承被上下端盖固定在锤芯中心孔中。重锤总成通过中心滑动轴承与中心导向柱配合，沿导向柱上下运动。定心气囊下端与平板总成连接，上端与固定在重锤总成上，通过调整内部的气压，使重锤位于行程的中位。动圈总成由动圈骨架和驱动线圈总成，以中心导向柱为中心，由螺栓固定在平板总成上。效果是在高频交变电流作用下，产生的电磁力，能使重锤总成沿中心导向柱上下往复运动，产生20-400kN电磁振动力，将振波传入地下，形成地震勘探激发源。
文档编号G01V1/155GK201594144SQ201020104178
公开日2010年9月29日 申请日期2010年1月28日 优先权日2010年1月28日
发明者傅德莲, 刘昊, 张宏乐, 马红伟 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司