一种三维vsp测量气缸式移动震源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于地震勘探技术领域领域，涉及一种移动震源装置，尤其是一种三维VSP测量气缸式移动震源装置。
【背景技术】
[0002]在油田地震勘探中，垂直地震剖面(简称VSP)测量是一项很重要的勘探工作，其中震源又是VSP测量的一个重要因素。传统的VSP震源是通过钻浅井，井底放置炸药，在井下产生爆炸作用来实现。其优点是能量大，频带较宽，爆炸操作简单。但存在许多问题:
[0003]I)不够安全，对环境影响大；
[0004]2)对于三维VSP(简称3D-VSP)测量来说，震源点众多，钻孔费用高，而且费工费时；
[0005]3)震源的一致性较差，如每次炸药的放置位置不同、炸药和围岩耦合情况、炸药性能的不同等因素都会造成震源一致性问题；
[0006]4)井下爆炸，虽然避开了地表低速层的影响，但利用VSP资料标定地面地震时，又缺乏低速层因素，不利于地面资料的标定；
[0007]5)爆炸震源，一般要离开测量井口 50多米，这与零偏状态的差异较大。
[0008]如何有效地解决上述问题，一直是油田开发3D-VSP测量勘探亟需解决的一个关键问题。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种三维VSP测量气缸式移动震源装置，该装置采用气缸机构提供冲击波，能够达到安全、成本低的目的。
[0010]本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的:
[0011 ]这种三维VSP测量气缸式移动震源装置，包括主架，在所述主架上设置有空气压缩栗、冲击气缸以及由冲击气缸驱动的冲击锤机构;所述空气压缩栗通过气管与冲击气缸连接;所述冲击锤机构包括水平设置的冲击垫以及设置在冲击垫上方的冲击锤;所述冲击垫设置在主架下方，冲击垫的上端面边缘固定连接有多个竖直向的冲击垫导向柱，所述冲击垫导向柱通过设置在主架上的导向孔垂直安装在主架上，冲击垫导向柱能够相对主架在导向孔内上下自由滑动;所述冲击气缸竖直设置在主架上，冲击气缸的活塞头与冲击锤同轴固定连接，所述冲击锤对着冲击垫的中心，所述冲击垫导向柱与主架之间还设置有阻止冲击垫导向柱上下滑动的锁定装置。
[0012]进一步，上述主架的前端连接有用于保持主架水平的支架。
[0013]进一步，上述冲击垫上垂直固定设置有四个冲击垫导向柱，分别设在冲击垫的四角。
[0014]进一步，上述锁定装置包括导向柱固定装置和冲击垫固定装置，所述导向柱固定装置是设置在导向柱上的固定卡;所述冲击垫固定装置是设置在冲击垫上的卡钩，所述卡钩的下端铰接在冲击垫上，所述卡钩的上端能够钩住冲击锤。
[0015]上述主架的两侧还分别安装有移动轮，所述移动轮通过设置在主架两侧的半轴以及轮轴承受梁安装在主架上。
[0016]上述主架的前端设置有用于拖移的牵引环。
[0017]上述空气压缩栗的出气口通过第一气路连接有换向阀，所述换向阀通过气缸下端气路与冲击气缸下端腔体连接;所述换向阀通过上端气路与冲击气缸上端腔体相连接。
[0018]上述冲击气缸选用冲击型气缸，在气缸底部对称设置四个排气孔，每个排气孔安装有快排阀，各快排阀并联式等路程与气缸下端气路相连接。
[0019]本实用新型具有以下有益效果:
[0020]I)本实用新型为非爆炸型，具有安全和环保性，对周围环境影响小。
[0021]2)本实用新型在震源点无需钻孔，直接在地面产生振动实现震源作用，节省了大量的钻孔费用和工作量，节省施工时间，提高工作效率。
[0022]3)本实用新型机械重复工作误差小，能够比较有效地解决了现有常规技术一致性差的问题。震源一致性是指:除地面因素外，就激发仪器来说，在每次激发时的冲击力、冲击速度、冲击方向，冲击接触面的几何形状和大小等要尽可能一样。
[0023]4)本实用新型能够解决零偏问题，现有的爆炸技术的震源点不能在井口，一般距井口要50米，也就是说在直径100米的范围内，没有震源点，此范围内信息为空白。不利于近井口范围内的3D-VSP的测量与勘探，往往此范围内的信息是很重要的。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型移动状态下结构示意图；
[0025]图2为本实用新型工作状态下结构示意图；
[0026]图3为本实用新型装置的车轮结构示意图；
[0027]图4为本实用新型的俯视图；
[0028]图5为本实用新型的前视图；
[0029]图6为本实用新型的使用状态图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述:
[0031]参见图1-5:本实用新型的三维VSP测量气缸式移动震源装置，包括主架09，在主架09上设置有空气压缩栗04、冲击气缸01以及由冲击气缸01驱动的冲击锤机构;所述空气压缩栗04通过气管与冲击气缸01连接;冲击锤机构包括水平设置的冲击垫15以及设置在冲击垫15上方的冲击锤14;所述冲击垫15设置在主架09下方，冲击垫15的上端面边缘固定连接有多个竖直向的冲击垫导向柱02，冲击垫导向柱02通过设置在主架09上的导向孔垂直安装在主架09上，冲击垫导向柱02能够相对主架09在导向孔内上下自由滑动；冲击气缸01竖直设置在主架09上，冲击气缸01的活塞头12与冲击锤14同轴固定连接，冲击锤14对着冲击垫15的中心，冲击垫导向柱02与主架09之间还设置有阻止冲击垫导向柱02上下滑动的锁定装置。
[0032]在本实用新型的最佳方案中:主架09的前端连接有用于保持主架水平的支架10。冲击垫15上垂直固定设置有四个冲击垫导向柱02，分别设在冲击垫15的四角。
[0033]本实用新型的锁定装置包括导向柱固定装置和冲击垫固定装置，导向柱固定装置是设置在导向柱02上的固定卡03;所述冲击垫固定装置是设置在冲击垫15上的卡钩13，所述卡钩13的下端铰接在冲击垫15上，所述卡钩13的上端能够钩住冲击锤14。
[0034]参见图3:主架09的两侧还分别安装有移动轮16，移动轮16通过设置在主架09两侧的半轴18以及轮轴承受梁17安装在主架09上。主架09的前端设置有用于拖移的牵引环11。
[0035]综上所述，本实用新型的装置按照功能分为以下功能系统:
[0036](I)气路系统
[0037]本实用新型的气路系统连接具体为:空气压缩栗04的出气口通过第一气路08连接有换向阀05，所述换向阀05通过气缸下端气路06与冲击气缸OI下端腔体连接;所述换向阀05通过上端气路07与冲击气缸01上端腔体相连接。冲击气缸01选用冲击型气缸，在气缸底部对称设置四个排气孔，每个排气孔安装有快排阀，各快排阀并联式等路程与气缸下端气路06相连接。
[0038]最佳方案中，气缸直径应选30cm，储气腔长度70cmm，活塞行程50cmm，冲击锤重10Kg，活塞重10Kg。如果按满行程500mm来理论计算，可产生130-200吨冲击力，获得35-45米/秒的冲击速度。空气压缩栗容积应选50升，压力lOKg/cm2，排气量90L/min。
[0039](2)冲击系统
[0040]冲击系统由I个冲击锤14、I个冲击垫15、4个冲击垫导向柱02构成，见图1和图4所示。冲击垫导向柱02与冲击垫15固定连接，冲击垫导向柱02套在主架的滑动轴承之中，当冲击锤向下作用到冲击垫15时，在导向柱的控制下随之下移，通过冲击垫15将冲击振动能量向下传递给大地。冲击垫15为圆形，由三层构成，其面积依次增大，以增大冲击垫与大地的接触面积。第一层为耐冲击材料，为消耗件，可更换。冲击垫卡钩13固定在第二层，冲击垫导向柱02固定在第三层上。
[0041 ] (3)冲击垫锁紧系统
[0042]主要由2个冲击垫固定卡03和2个冲击垫卡钩13组成。冲击垫卡钩13的作用是利用冲击锤向上的移动来提升冲击垫15，并通过气缸下端维持的压力来稳住冲击垫15不下滑。冲击垫固定卡03的作用是，在气缸没有气压的情况下，卡死冲击垫导向柱02，以防止冲击垫15的自然下滑，妨碍震源仪的移动。当震源仪工作时，要打开冲击垫固定卡03，使冲击垫导向柱02顺畅滑动。并且要打开冲击垫卡钩13，不能阻挡冲击锤的冲击运动。
[0043]本实用新型的工作原理如下:
[0044]利用空气压缩栗给冲击气缸进行储能。当压力到设计值时，储气腔的压缩空气骤然作用于活塞，并带动钢锤向下快速冲击。当冲击锤撞到底部的冲击垫板时，便产生强烈的冲击力，冲击垫板与大地接触，垫板在瞬间冲击力作用下，产生地震波源，地震波以垫板为中心向地下传播。
[0045]本实用新型的工作过程如下:
[0046]震源仪移动(参见图1):
[0047]I)收起震源仪支架10。
[0048]2)提升锁住冲击垫15。
[0049]3)利用牵引环11牵拉震源仪，后面人工稳住震源仪架把。
[0050]震源仪工作(参见图2和图6):
[0051]I)将震源点位整理平整，大概夯实。
[0052]2)落下冲击垫15遇地面接触。
[0053]3)将震源仪支架放下，使震源仪基本水平。
[0054]4)开启压缩栗，使压力达到额定值。
[0055]5)转动气阀换向开关，使冲击锤上升到最高点。此时气缸的上腔排气，下腔进气，活塞封住中盖喷气孔。
[0056]6)转动转动气阀换向开关，使气缸上下孔都进气。其作用让气缸上腔的压力增加到额定压力。
[0057]7)转动转动气阀换向开关，使气缸下孔排气而上孔继续进气。此时，活塞带动冲击锤向下高速冲击，冲击到冲击垫时，便产生强烈的震动，通过冲击垫将震动能量向下传递给大地。
[0058]8)通过第4)-第7)步，就完成了一次冲击振动。
【主权项】
1.一种三维VSP测量气缸式移动震源装置，其特征在于，包括主架(09)，在所述主架(09)上设置有空气压缩栗(04)、冲击气缸(01)以及由冲击气缸(01)驱动的冲击锤机构;所述空气压缩栗(04)通过气管与冲击气缸(01)连接;所述冲击锤机构包括水平设置的冲击垫(15)以及设置在冲击垫(15)上方的冲击锤(14);所述冲击垫(15)设置在主架(09)下方，冲击垫(15)的上端面边缘固定连接有多个竖直向的冲击垫导向柱(02)，所述冲击垫导向柱(02)通过设置在主架(09)上的导向孔垂直安装在主架(09)上，冲击垫导向柱(02)能够相对主架(09)在导向孔内上下自由滑动;所述冲击气缸(01)竖直设置在主架(09)上，冲击气缸(01)的活塞头(12)与冲击锤(14)同轴固定连接，所述冲击锤(14)对着冲击垫(15)的中心，所述冲击垫导向柱(02)与主架(09)之间还设置有阻止冲击垫导向柱(02)上下滑动的锁定目.ο2.根据权利要求1所述的三维VSP测量气缸式移动震源装置，其特征在于，所述主架(09)的前端连接有用于保持主架水平的支架(1)。3.根据权利要求1所述的三维VSP测量气缸式移动震源装置，其特征在于，所述冲击垫(15)上垂直固定设置有四个冲击垫导向柱(02)，分别设在冲击垫(15)的四角。4.根据权利要求1所述的三维VSP测量气缸式移动震源装置，其特征在于，所述锁定装置包括导向柱固定装置和冲击垫固定装置，所述导向柱固定装置是设置在导向柱(02)上的固定卡(03);所述冲击垫固定装置是设置在冲击垫(15)上的卡钩(13)，所述卡钩(13)的下端铰接在冲击垫(15)上，所述卡钩(13)的上端能够钩住冲击锤(14)。5.根据权利要求1所述的三维VSP测量气缸式移动震源装置，其特征在于，所述主架(09)的两侧还分别安装有移动轮(16)，所述移动轮(16)通过设置在主架(09)两侧的半轴(18)以及轮轴承受梁(17)安装在主架(09)上。6.根据权利要求1所述的三维VSP测量气缸式移动震源装置，其特征在于，所述主架(09)的前端设置有用于拖移的牵引环(11)。7.根据权利要求1所述的三维VSP测量气缸式移动震源装置，其特征在于，所述空气压缩栗(04)的出气口通过第一气路(08)连接有换向阀(05)，所述换向阀(05)通过气缸下端气路(06)与冲击气缸(01)下端腔体连接;所述换向阀(05)通过上端气路(07)与冲击气缸(01)上端腔体相连接。8.根据权利要求1或者7所述的三维VSP测量气缸式移动震源装置，其特征在于，所述冲击气缸(01)选用冲击型气缸，在气缸底部对称设置四个排气孔，每个排气孔安装有快排阀，各快排阀并联式等路程与气缸下端气路(06)相连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种三维VSP测量气缸式移动震源装置，主要由冲击气缸、冲击垫导向柱、冲击垫固定卡、空气压缩泵、多路换向开关和气路三联件、气缸上端气管、气缸下端气管、空气压缩泵、震源仪主架、震源仪支架、牵引环、冲击活塞头、冲击垫卡钩、冲击锤、冲击垫、移动轮、轮轴承受梁等构成。本实用新型不但无须钻孔，节约成本，减少工作量；而且激发震源既能保证获得足够大的激发能量和较高的波动频率，又不影响周围环境，具有安全性；并且能够达到理想的零偏震源。
【IPC分类】G01V1/147
【公开号】CN205384376
【申请号】CN201520953603
【发明人】黄翼坚, 杨正华, 杨艳芝
【申请人】西安微谱数字能源科技开发有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2015年11月25日