用于激发地震振动的装置制造方法
【专利摘要】本发明的装置涉及矿床的地震勘探领域，并且包括连杆活塞组件以及被紧固在连杆活塞组件下端的板，其中，连杆活塞组件的本体设有轴向通道，并且连杆活塞组件的活塞被放置在具有顶盖的液压缸的桶中，液压缸与下部气动室通过隔板分开，所述板位于下部气动室中；所述板安装成使得其下端以形成气动抓持装置的方式与台阶状圆柱波导的上端相互作用，所述波导的大直径的上台阶位于气动室内，在下端处配备有工作板的下台阶与气动室的底盖一起形成阻尼腔，其中，在连杆活塞组件的本体中，在所述板附近的部分中，轴向通道被局部扩大，从而形成通过径向通道连接到气动室的圆柱腔，连杆被设置在轴向通道内并具有被紧固在连杆下端的密封元件，所述密封元件能与圆柱腔下端处的座相互作用，并且连杆的上端位于阀壳内，所述阀壳刚性地附接于连杆活塞组件的上端并包括碟形基座和盖，连杆的上端装配有相对于碟形基座被弹簧加载的碟盘并具有隔膜，所述隔膜围绕其外周被夹在碟形基座和盖之间。通过减小和稳定命令信号的发出和地下半空间的动态加载之间的延迟，以及通过减少装置的操作循环的长度来实现装置效率的增加。
【专利说明】用于激发地震振动的装置
【技术领域】
[0001]本发明所提出的装置涉及矿床的地震勘探领域，更具体地，涉及在进行地震探查工作时在地层中激发地震波。
【背景技术】
[0002]用于激发地震振动的装置是已知的(参见Shneyerson, M.B.等人，Nazemnayaseysmorazvedka dlya vozbuzhdeniya seysmicheskikh kolebaniy (Land-based seismicprospecting with nonexplosive vibration sources)，M:Nedra, p.85),其包含设置在活塞中心通道内的带杆的套管，活塞与套管形成工作室和阻尼腔。通过往装置的工作室中注入被压缩到15.0到16.0MPa的一部分空气来形成装置的工作室中的压力冲动。所以，工作室内的空气压力瞬间从O提高到3.5-4.0MPa0在这个过程中，套管作用在地面上，从而在地面中产生地震波，同时活塞向上回弹。这种装置的缺点是由于使用低效率且高成本的高压压缩机来形成工作介质一即在产生力脉冲后被完全释放到大气中的压缩空气一所带来的大量运行费用。
[0003]在用于激发地震振动的装置(参见发明人1992年4月23日获授权的SU1728820A1)中消除了所述缺点，该装置可以作为现有技术。该装置包括连杆活塞组件、以及被紧固在连杆活塞组件下端的板，其中，在连杆活塞组件的本体中形成轴向通道，而连杆活塞组件的活塞被放置在具有顶盖的液压缸的本体中，液压缸与下部气动室通过隔板分开，所述板设置在下部气动室中；所述板能通过其形成气动抓持装置的下端与台阶状圆柱波导的上端相互作用，所述波导的大直径上台阶位于所述气动室内，在其下端处配备有工作板的下台阶与气动室的底盖形成阻尼腔。
[0004]这种激发地震振动的装置的缺点是从发送电信号开启气动抓持装置到在地面上的动态作用的时刻的时间间隔太长。这种间隔对于确保同步运行来说不够稳定，且不允许以一组地震振动源运行以及信号增强。这就极大降低了工作效率，并妨碍该装置被用于研究所需深度处的断面。上述的过长时间间隔是由于通过阀门从装置的气动系统被输送过来的一部分压缩空气被用于开启气动抓持装置(气动锁)。但是空气供给通道到气动锁的长度和容积(包含连杆活塞组件本体内的轴向通道的长度)较大，并且用来自气动系统的压缩空气对它们进行装填耗时非常长。
【发明内容】
[0005]本发明的目标是通过提高过程的同步性和效率来提高激发地震振动装置的效率。
[0006]通过如下来实现所述目标:在用于激发地震振动的装置中，在连杆活塞组件的本体中，在所述板附近的部分中，轴向通道被局部扩大，从而形成通过径向通道连接到气动室的圆柱腔，连杆被设置在所述轴向通道内并具有被紧固在其下端的密封元件，该密封元件能与圆柱腔下端处的座相互作用，并且连杆的上端位于阀壳内，所述阀壳被刚性地附接于连杆活塞组件的上端并包括碟形基座和盖，连杆的上端装配有相对于所述碟形基座被弹簧加载的碟盘，并具有隔膜，所述隔膜围绕其外周被夹在碟形基座和盖之间，而连杆活塞组件的活塞是台阶形的，并且较小直径的台阶能在顶盖内轴向位移。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]通过附图解释所提出发明的本质，其中，图1示出了在产生工作循环之前所述装置的总体图，图2示出了在开启气动锁和随后在地面上的动态作用之前的装置视图。
【具体实施方式】
[0008]所述装置包含连杆活塞组件I以及被紧固到连杆活塞组件下端的板2，其中，在连杆活塞组件I的本体内沿其整个长度形成轴向通道3，所述轴向通道在靠近所述板2的部分中有局部扩大部，从而形成圆柱腔4，而连杆活塞组件I的活塞被放置在具有顶盖6的液压缸5的本体内，液压缸5与下部气动室7通过隔板8分开，所述板2设置在下部气动室7中；所述板2通过其形成气动抓持装置的下端与台阶状圆柱波导10的具有密封环9的上端相互作用，所述波导的大直径上台阶11位于所述气动室7内，在下端处配备有工作板13的下台阶12与气动室7的底盖14形成阻尼腔15 ;所述圆柱腔4通过径向通道16被连接到气动室7，连杆17被设置在所述轴向通道3内并具有被紧固到其下端的密封元件18，该密封元件能与圆柱腔4的下端处的座19相互作用，连杆17的上端被设置在刚性附接于连杆活塞组件上端并包括碟形基座20和盖21的阀壳内，连杆17的上端装配有相对于所述基座20被弹簧加载的碟盘22，并具有隔膜23，隔膜23围绕其外周被夹在碟形基座19和盖21之间。弹簧24被设置在阀壳内，所述装置配备有通道25，26，27，28，29和30用于供应空气和工作流体。
[0009]所述装置按下面所述那样工作。在工作之前，气动室7和阻尼腔15分别通过通道26和27用空气填充到1.0 (10)到1.5 (15) Mpa (atm)的压力。在将该装置放置在地面上后，压缩空气通过通道25经受控阀(图中未示出)从接收器被供应至碟形盖21和隔膜23所形成的腔。通过压缩弹簧24，连杆17向下移动，并且密封元件18靠在座19上。然后，液压缸5的下部腔通过通道28连通以进行泄压，并且工作流体通过通道29供应到液压缸5的上部腔，因此连杆活塞组件I连同所述板2 —起下降，直到板2靠在波导10的端面处的密封环9上为止。然后，板2和波导10的端面之间的腔(其相对于气动室7的内部空间被密封)中的空气经受控阀(图中未示出)通过连杆活塞组件I内的通道30被释放到大气中，从而形成具有刚性链(连杆活塞组件1-板2-波导10)的气动锁。随后液压缸5的上部腔被连通以泄压，并且处于压力下的工作流体通过通道28被供应给液压缸5的下部腔，并且连杆活塞组件I连同板2和波导10 —起移动到上部位置。由于连杆活塞组件I的直径比波导10的上台阶11的直径小很多，因此气动室7内的压力急速升高。在连杆活塞组件I连同板2和波导10 —起到达最上侧位置后(参见图2)，通道30被受控阀密封，并且压缩空气从碟形盖21和隔膜23之间的腔经受控阀排入大气中，连杆17在弹簧24的作用下向上移动；处于高压下的空气经径向通道16和圆柱腔4前往气动锁，从而开启气动锁。来自气动室7的压缩空气作用在波导10的端面上，这经工作板13在地面上施加动态作用，从而在地面上产生地震波。同时，在压缩空气的作用下，连杆活塞组件1-板2-气动室7-液压缸5的系统向上回弹。当气动室7和阻尼腔15中的压缩空气作用在波导10上的作用力相等时，波导10和工作板13与地面脱离，并且在一段时间内它们连同装置的其他部件向上移动。回弹之后，所述装置通过特定的悬浮系统(图中未示出)平滑地下降到地面，并且工作循环从给液压缸5的上部腔供应工作流体的时刻重复循环。
[0010]由于碟形盖20和隔膜23之间的控制腔的容积小、连杆17的行程小、以及用于将压缩空气从气动室7传递到板2和波导10的端面之间的气动锁的通道长度短，开启时间不长。这保证了从开启气动锁信号的发送到由工作板13产生地面动态负载的时刻的恒定时间间隔，也就是说，这使得所述装置能同步工作。连杆活塞组件I的活塞的台阶形状使其能减少装置的工作循环时间，从而提高工作效率。这是因为当气动室7内的空气压力急速升高时，连杆活塞组件I和板2向下移动到气动室7内所需的力比连杆活塞组件I和板2返回行程所需的力小很多。连杆活塞组件I的运动阻抗也增加了。所以，对于相同的工作流体标称压力值而言，连杆活塞组件I的下降运行中的消耗被减少，并且运行时间以及工作循环时间也大幅减少。
【权利要求】
1.一种用于激发地震振动的装置，所述装置包括连杆活塞组件以及被紧固在连杆活塞组件下端的板，其中，在连杆活塞组件的本体中形成轴向通道，连杆活塞组件的活塞被放置在具有顶盖的液压缸的本体中，液压缸与下部气动室通过隔板分开，所述板位于下部气动室中；所述板能通过其形成气动抓持装置的下端与台阶状圆柱波导的上端相互作用，所述波导的大直径的上台阶位于气动室内，在下端处配备有工作板的下台阶与气动室的底盖形成阻尼腔，其特征在于，在连杆活塞组件的本体中，在所述板附近的部分中，轴向通道被局部扩大，从而形成通过径向通道连接到气动室的圆柱腔，连杆被设置在轴向通道内并具有被紧固在连杆下端的密封元件，所述密封元件能与圆柱腔下端处的座相互作用，并且连杆的上端位于阀壳内，所述阀壳刚性地附接于连杆活塞组件的上端并包括碟形基座和盖，连杆的上端装配有相对于碟形基座被弹簧加载的碟盘并具有隔膜，所述隔膜围绕其外周被夹在碟形基座和盖之间。
2.如权利要求1所述的用于激发地震振动的装置，其特征在于，连杆活塞组件的活塞是台阶形，并且较小直径的台阶能在顶盖内轴向位移。
【文档编号】G01V1/135GK103890612SQ201280051591
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月1日 优先权日:2011年10月17日
【发明者】谢尔盖·彼得罗维奇·埃科马索瓦, E·G·冯伯尔施泰因, O·V·珀德玛科夫 申请人:谢尔盖·彼得罗维奇·埃科马索瓦