专利名称：液压皮囊式可控震源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液压皮囊式可控震源装置。
背景技术：
深部地震主动观测是近年来国际地震与深部构造研究的一个新的趋势，它主要是利用人工震源系统产生地震波，利用一定方式的观测系统不定期地观测从地下深处反射上来的地震波(包括纵波、横波以及面波)，从而了解地下深部构造的变化情况。目前国内外使用的可控震源都是采用液压驱动、质量块往复运动的激震方式。这种类型的震源激振功率大，结构复杂，对周围环境的影响很大，而且只适用于高频工作状态，在低频工作时激振力很小，传播效果很差，价格昂贵。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种液压皮囊式可控震源装置，由液压系统提供动力，将震源执行器下放到井内潜水层下或基岩中进行震动。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是包括油压动力部分和水压传动部分；其中1)油压动力部分油箱经滤油器连接到液压泵，伺服阀的进口通过滤油器和液压泵出口连接，液压泵的出口分别接溢流阀、压力表、蓄能器，伺服阀的出口分别连接到油压缸的有杆腔和无杆腔2)水压传动部分水压缸的无杆腔分别通过单向阀、截止阀连接到震源的执行器，压力传感器、截止阀分别连接到执行器的进口，水压缸的无杆腔的另一液路通过截止阀和单向阀连接水箱，水压缸的活塞杆和油压缸活塞杆刚性连接。
所述的执行器包括刚性托架、柔性皮囊、柔性保护套，其中刚性托架上开孔，刚性托架和装柔性皮囊紧配合安装，柔性皮囊外面装柔性保护套。
本实用新型具有的有益的效果是1、由于采用柔性皮囊，与周围介质的偶合性好，介质适应性好；特别适合低频工况；结构紧凑小巧；控制、使用、维护方便；无污染，无噪音；价格低廉。
本实用新型是由液压系统提供动力，将震源执行器下放到井内潜水层下或基岩中进行震动，井的深浅与皮囊大小可以根据具体情况决定。
图1是本实用新型的结构原理示意图；图2是执行器结构示意图；图3是电液伺服压力控制系统框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括油压动力部分A和水压传动部分B；其中1)油压动力部分A油箱1经滤油器2连接到液压泵3，伺服阀8的进口通过滤油器5和液压泵3出口连接，液压泵3的出口分别接溢流阀4、压力表6、蓄能器7，伺服阀8的出口分别连接到油压缸9的有杆腔和无杆腔2)水压传动部分B水压缸10的无杆腔分别通过单向阀14、截止阀15连接到震源的执行器18，压力传感器16、截止阀17分别连接到执行器18的进口，水压缸10的无杆腔的另一液路通过截止阀11和单向阀12连接水箱13，水压缸的活塞杆和油压缸活塞杆刚性连接。
如图2所示，所述的执行器18包括刚性托架18.1、柔性皮囊18.3、柔性保护套18.4，其中刚性托架上开孔18.2，刚性托架18.1和装柔性皮囊18.3紧配合安装，柔性皮囊18.3外面装柔性保护套18.4。
本实用新型的工作原理如下油压动力部分A，为设备提供驱动功率并按要求进行控制。它由液压泵3供油，溢流阀4调压，伺服阀8进行控制，并由水压缸10右侧的压力传感器16进行反馈，实现执行器18工作腔内压力的闭环控制。工作频率和工作压力都可以根据需要通过伺服阀随时进行调整。水压传动部分B，利用油—水转换缸将油压的动力通过孔18.2实时对应地传递到执行器—皮囊式震源的工作腔内，并使震源工作无污染。
为了不破坏地质结构，保证执行器连续可靠工作，皮囊内工作压力不宜太大，一般在1~5kgf/cm2范围内。如果是基岩地质，可以适当增加到10kgf/cm2左右。所以左侧1的油压控制压力大，油压缸9较细。而右侧的水压较低，水压缸10较粗，相应地输出流量大，使皮囊的变形量和工作面加大，对实际的工作有利。
皮囊式震源的执行器结构如图2所示，其中皮囊及保护套的柔性好变形量大，始终“紧贴”周围的介质，使其震动的偶合性两好。系统对皮囊内工作腔进行压力控制，则皮囊对外界介质总的作用力等于皮囊工作腔压力与其工作面的乘积(横向力Fx=π(DL+D28)PL,]]>纵向力Fy=πD24PL),]]>一般可以从几吨到几十吨。皮囊的大小可以设计成系列尺寸，根据工作需要进行更换。
电液伺服控制系统的负载为油缸内的压力，再通过油—水转换缸控制水缸的输出压力，所以其最终控制目标是执行器工作腔内的工作压力。电液伺服力控制系统的结构框图如图3所示。
它由伺服控制器、伺服阀、伺服液压缸和压力传感器组成。其中控制信号Ui按试验要求由变频控制器给定，水压缸的输出压力PL由压力传感器检测、放大后进入伺服放大器内进行处理，并与输入信号相比较，其差值作为误差信号ΔUi输出，经伺服控制器放大后控制伺服阀。伺服阀将控制电信号转换成液压控制量，推动液压缸运动，从而构成闭环伺服压力控制系统。
在工作初期，可以控制水缸来回动作，先将水灌满整个工作腔和管路，并尽量排出气体，然后再进入正常的压力控制。
权利要求1.液压皮囊式可控震源装置，其特征在于包括油压动力部分(A)和水压传动部分(B)；其中1)油压动力部分(A)油箱(1)经滤油器(2)连接到液压泵(3)，伺服阀(8)的进口通过滤油器(5)和液压泵(3)出口连接，液压泵(3)的出口分别接溢流阀(4)、压力表(6)、蓄能器(7)，伺服阀(8)的出口分别连接到油压缸(9)的有杆腔和无杆腔；2)水压传动部分(B)水压缸(10)的无杆腔分别通过单向阀(14)、截止阀(15)连接到震源的执行器(18)，压力传感器(16)、截止阀(17)分别连接到执行器(18)的进口，水压缸(10)的无杆腔的另一液路通过截止阀(11)和单向阀(12)连接水箱(13)，水压缸的活塞杆和油压缸活塞杆刚性连接。
2.根据权利1所述的液压皮囊式可控震源装置，其特征在于所述的执行器(18)包括刚性托架(18.1)、柔性皮囊(18.3)、柔性保护套(18.4)，其中刚性托架上开孔(18.2)，刚性托架(18.1)和装柔性皮囊(18.3)紧配合安装，柔性皮囊(18.3)外面装柔性保护套(18.4)。
专利摘要本实用新型公开了一种液压皮囊式可控震源装置。包括油压动力部分油箱经滤油器连接到液压泵，伺服阀的进口通过滤油器和液压泵出口连接，液压泵的出口分别接溢流阀、压力表、蓄能器，伺服阀的出口分别连接到油压缸的有杆腔和无杆腔；水压传动部分水压缸的无杆腔分别通过单向阀、截止阀连接到震源的执行器，压力传感器、截止阀分别连接到执行器的进口，水压缸的无杆腔的另一液路通过截止阀和单向阀连接水箱，水压缸的活塞杆和油压缸活塞杆刚性连接。本实用新型由液压系统提供动力，将震源执行器下放到井内潜水层下或基岩中进行震动，井的深浅与皮囊大小可以根据具体情况决定，由于采用了柔性皮囊，与周围介质的偶合性好，介质适应性好；特别适合低频工况。
文档编号G01V1/133GK2766251SQ200520100450
公开日2006年3月22日 申请日期2005年2月3日 优先权日2005年2月3日
发明者李世伦, 叶瑛, 顾临怡, 侯继伟, 陈鹰 申请人:浙江大学