震源振动器的制作方法

本发明涉及地震勘探领域，尤其涉及一种震源振动器。

背景技术：

地震勘探是钻探前勘测石油、天然气资源、固体资源的重要手段。地震勘探需要人工激发地震波，通过收集分析地震波在地层传输过程中的反射波，并利用激发的地震波的各种参数，从而共同推断得到地层的结构和性质，解释石油、天然气存在的可能性。

人工激发地震波的重要手段之一为利用可控震源系统激发地震波。随着科技的不断进步，人们对于地层结构和岩层性质的分辨要求越来越高，地震勘探技术向着高密度、高效率的方向发展。于是在地震勘探施工中涌现出一系列高效施工方法(如滑动扫描、源激发技术等)。这些高效施工方法对可控震源震动系统的性能要求大幅度提高。

图1示出了可控震源振动系统的系统结构图。如图1所示，可控震源系统包括驱动装置S1、液压伺服阀S3、液压系统S2、震源振动器S4。可控震源系统中，液压伺服阀S3控制油液进出震源振动器。在液压伺服阀S3的控制下，驱动装置S1驱动液压系统S2的油液通过液压伺服阀S3并进入到震源振动器S4中。可控震源振动系统的振动部分为震源振动器S4中的一部分部件及液压伺服阀S3。油液通过传导驱动装置S1的驱动力作用于振动部分，推动振动部分进行振动，进而产生地震波。

现有技术中的震源振动器一般为活塞式振动器。中国发明专利申请CN103760593A公开了一种传统活塞式振动器。图2、图3示出了传统活塞式振动器的结构图及其与液压伺服阀4的连接关系。如图2所示，传统的活塞式振动器包括上端盖1、工艺油道2、上液压油道3.2、工艺油道5、基板6、立柱7、质量体8、上液压油腔9.1、下液压油腔9.2、活塞杆10.1、活塞10.2、活塞衬套11、缩颈12.1、缩颈12.2、油孔13.1、油孔13.2、高压油道14、低压油道15。质量体8为一矩形块体，重量一般超过4000千克，中心有一通孔，通孔的横截面为圆形。

现有技术中的震源振动器在质量体8与活塞10.2发生相对运动的振动过程中，活塞10.2的外壁与质量体8的内壁频繁地进行摩擦，所以使得活塞10.2的外壁与质量体的内壁之间容易发生磨损，从而影响活塞10.2与质量体8之间的密封性。因此在可控震源振动过程中需要频繁检修活塞10.2与质量体8之间的密封性能。上述现有技术中结合图2，当需要检修活塞10.2与质量体8之间的密封性能时，由于活塞10.2设置于质量体8的内部，所以需要将整个质量体8拆开。由于质量体8穿设于立柱7内，而质量体8重量一般超过4000千克，且质量体8上还设置有液压伺服阀4，所以需要花费很长的时间拆卸整个质量体8和重新安装整个质量体8，因此降低了检修的效率，不符合高效施工作业对可控震源震动系统的性能要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能提高检修效率的震源振动器。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种震源振动器，所述震源振动器包括：具有纵向轴的基板；相对于所述基板可移动地布置的质量体，所述质量体能沿所述纵向轴移动；所述质量体的外部设置有与所述质量体相连接的执行机构，所述执行机构包括壳体和穿设于所述壳体内的杆体，所述杆体与所述壳体之间能发生相对移动；当所述杆体与所述壳体之间发生相对移动时，所述执行机构能带动所述质量体沿所述纵向轴移动；所述质量体上设置有液压伺服阀，所述液压伺服阀用于控制液体进出所述壳体内，以使所述杆体与所述壳体之间发生相对移动；所述壳体内设置有腔室，所述腔室包括沿所述杆体的轴向布置的上腔和下腔；所述上腔与所述下腔隔离；所述壳体的壁上设置有与所述上腔相连通的第一贯通孔和与所述下腔相连通的第二贯通孔，所述第一贯通孔和所述第二贯通孔均与液压伺服阀相连通，所述壳体的体积小于所述质量体的体积。

作为一种优选的实施方式，所述壳体与所述基板相固定，所述杆体与所述质量体相固定；所述杆体能相对于所述基板移动，以带动所述质量体沿所述纵向轴移动。

作为一种优选的实施方式，其包括：具有相背对的顶端和底端的第一支撑装置，所述底端与所述基板相固定，所述顶端位于所述质量体背对所述基板的一侧，所述顶端上固定有所述壳体，所述第一支撑装置包括第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件和所述第二支撑件相对设置于所述壳体侧壁的外部。

作为一种优选的实施方式，所述第一支撑装置包括设置于所述顶端的第一顶板，所述壳体位于所述第一顶板的中央。

作为一种优选的实施方式，其包括：具有相背对的上端和下端的第一框架，所述上端与所述杆体相固定，所述下端穿过所述第一支撑装置与所述质量体相固定。

作为一种优选的实施方式，所述杆体背对所述上端的一端穿过所述第一支撑装置与所述质量体相固定。

作为一种优选的实施方式，所述第一框架包括设置于所述上端的横梁和与所述横梁相连接的拉杆，所述拉杆背对所述横梁的一端与所述质量体相固定，所述横梁的中心与所述杆体相固定，所述横梁包括交叉设置的第一横梁和第二横梁，所述第一横梁的中心与所述第二横梁的中心相固定。

作为一种优选的实施方式，所述杆体与所述基板相固定，所述壳体与所述质量体相固定；所述壳体能相对于所述基板移动，以带动所述质量体沿所述纵向轴移动。

本发明提供的一种震源振动器的有益效果是：本发明提供的一种震源振动器，因为执行机构设置于质量体的外部，因此当需要检修杆体与壳体之间的密封性能时，不需要拆卸安装重量超过一般4000千克的质量体，只需要拆卸和安装重量小于质量体的壳体，所以拆卸安装壳体相对于拆卸安装质量体来说变得容易，所以能提高检修效率。本发明实现了提供一种能提高检修效率的震源振动器的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术可控震源系统组成示意图；

图2是现有技术震源振动器的结构示意图；

图3是现有技术震源振动器部分侧视图；

图4是本发明一个实施方式提供的震源振动器的结构示意图；

图5是本发明一个实施方式提供的震源振动器的立体图；

图6是本发明另一个实施方式提供的震源振动器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

请参阅图4，本发明提供一种震源振动器，所述震源振动器包括：具有纵向轴的基板11；相对于所述基板11可移动地布置的质量体13，所述质量体13能沿所述纵向轴移动；所述质量体13的外部设置有与所述质量体13相连接的执行机构，所述执行机构包括壳体15和竖直穿过所述壳体15内的杆体17；所述杆体17与所述壳体15之间能发生相对移动，以带动所述质量体13沿所述纵向轴移动。

本发明实施例提供的一种震源振动器，能进行振动，进而产生地震波。因为执行机构设置于质量体13的外部，因此当需要检修杆体17与壳体15之间的密封性能时，只需要将壳体15拆开，而该壳体15的重量小于质量体13，所以拆卸安装壳体15相对于拆卸安装质量体13来说变得容易，所以能提高检修效率。本发明实现了提供一种能提高检修效率的震源振动器的目的。另一方面，执行机构设置于质量体13的外部，因此不需要在质量体13上面开设工艺油道，从而一方面降低了质量体13加工的难度，另一方面避免了油液中杂质存留在该工艺油道中，消除了该震源振动器的隐患，降低了该震源振动器的故障率，满足了高效施工方法对可控震源震动系统的性能的要求。

如图4所示，在本实施方式中，基板11用于向地面输出作用力，以产生地震波。该基板11具有能与地面耦合的底部表面。质量体13可以是布置于基板11背对底部表面的一侧。该质量体13用于向基板11输出作用力，从而使基板11向地面输出作用力。该质量体13可以为一矩形块体，但该质量体13的形状不限于此，还可以是其他的形状，例如是柱体。该质量体13的重量一般可以超过4000千克。该质量体13能沿纵向轴移动，从而能向基板11输出作用力。

壳体15内设置有腔室。该杆体17上设置有止挡部25，该止挡部25位于腔室中，且该止挡部25在杆体17外壁上周向布置，且凸出该杆体17的外壁。该止挡部25将腔室划分成沿杆体17的轴向布置的上腔21和下腔23。该壳体15的内壁上有衬套27，该衬套27能避免壳体15与杆体17直接接触，发生磨损。该止挡部25与该衬套27之间设置有密封圈29，该密封圈29能密封止挡部25与衬套27之间的空间，以使得该上腔21与下腔23隔离。该衬套27可以为钢套。第一贯通孔31和第二贯通孔33均与液压伺服阀相连通，可以使得液压伺服阀控制液体通过第一贯通孔31或第二贯通孔33进出壳体15内，以使杆体17与壳体15之间发生相对移动。该壳体15的体积小于质量体13的体积，以使第一贯通孔31的长度和第二贯通孔33的长度相对于现有技术中的油道长度均变小，从而能减少第一贯通孔31和第二贯通孔33中的油阻。该杆体17可以是该杆体17的一端穿过该壳体15延伸，也可以是该杆体17的两端穿过该壳体15延伸。

如图4、图5所示，在本实施方式中，壳体15固定不动，杆体17相对于壳体15移动，以使杆体17能带动质量体13移动。具体地，壳体15与基板11相固定，杆体17与质量体13相固定；杆体17能相对于基板11移动，以带动质量体13沿纵向轴移动。当液压伺服阀控制液体进入上腔21后，由于壳体15与基板11固定，杆体17与质量体13固定，所以该壳体15固定不动，杆体17在上腔21的液体的作用力下带动质量体13相对于基板11沿纵向轴向靠近地面的方向移动；在这一过程中，下腔23内的体积变小，下腔23内的液体从第二贯通孔33流出；当液压伺服阀控制液体进入下腔23后，由于壳体15与基板11固定，杆体17与质量体13固定，所以该壳体15固定不动，杆体17在下腔23的液体的作用力下带动质量体13相对于基板11沿纵向轴向远离地面的方向移动；在这一过程中，上腔21内的体积变小，上腔21内的液体从第一贯通孔31流出。

具有相背对的顶端37和底端39的第一支撑装置，底端39与基板11相固定，该固定的方式可以为螺钉固定、螺栓固定、焊接固定、一体成型。顶端37位于质量体13背对基板11的一侧，从而当质量体13相对于基板11运动时，能向基板11输出作用力，从而使基板11向地面输出作用力。顶端37上固定有壳体15，可以实现壳体15与基板11相固定。第一支撑装置包括第一支撑件43和第二支撑件45，第一支撑件43和第二支撑件45相对设置于壳体15侧壁的外部，可以通过该第一支撑件43和第二支撑件45对壳体15的支撑，加强壳体15固定的稳定性。第一支撑件43和第二支撑件45可以穿过质量体13分别与基板11相固定。该第一支撑体和第二支撑体也可以位于质量体13侧壁的外部，并分别于基板11相固定。优选地，该第一支撑件43和第二支撑件45穿过质量体13分别与基板11相固定，可以减小第一支撑装置的体积，从而降低加工难度。

第一支撑装置包括设置于顶端37的第一顶板41，可以是该第一顶板41分别与第一支撑件43背对基板11的一端和第二支撑件45背对基板11的一端固定。壳体15位于第一顶板41的中央，从而能增强壳体15的稳定性。

具有相背对的上端49和下端51的第一框架，上端49与杆体17相固定，下端51穿过第一支撑装置与质量体13相固定，以使该杆体17与质量体13相固定。该固定方式可以是螺钉固定、螺栓固定、焊接固定、一体成型。进一步地，该第一支撑装置上设置有第一通孔，该下端51能穿过该第一通孔并延伸至质量体13以能与质量体13固定。

杆体17背对上端49的一端穿过第一支撑装置与质量体13相固定，从而加强了该杆体17与质量体13之间固定的牢固性。该固定方式可以是螺钉固定、螺栓固定、焊接固定、一体成型。该第一支撑装置上设置有第二通孔，该杆体17背对上端49的一端能穿过该第二通孔并延伸至质量体13以能与质量体13固定。具体地，第一框架包括设置于上端49的横梁和与横梁相连接的拉杆53。拉杆53背对横梁的一端与质量体13相固定。横梁的中心与杆体17相固定，从而杆体17受到第一框架均匀的作用力，以当杆体17移动时，能平稳地带动质量体13移动。横梁包括交叉设置的第一横梁55和第二横梁57，第一横梁55的中心与第二横梁57的中心相固定。进一步地，该拉杆53的个数为4个，该4根拉杆53的上端49分别于第一横梁55的两端和第二横梁57的两端连接，下端51与质量体13连接。该连接方式可以是螺钉连接、螺栓连接、焊接、一体成型。该第一横梁55和第二横梁57交叉设置可以是该第一横梁55和第二横梁57相互垂直穿过，也可以是第一横梁55与第二横梁57相互穿过但不相垂直。

在一个优选的实施方式中，质量体13上设置有液压伺服阀，液压伺服阀用于控制液体进出壳体15内，以使杆体17与壳体15之间发生相对移动。油液在经过过渡段时会受到流阻，流阻会降低油液传导的驱动装置的驱动力，从而延长质量体13开始振动的时间点，影响了震源振动器的性能。本发明由于液压伺服阀设置在质量体13上，所以壳体15上的第一贯通孔31和第二贯通孔33不需要存在过渡段，所以缩短了质量体13开始振动的时间点，提高了震源振动器的性能。

如图6所示，在本实施方式中，杆体17固定不动，壳体15相对于杆体17移动，以使壳体15能带动质量体13移动。具体地，杆体17与基板11相固定，壳体15与质量体13相固定；壳体15能相对于基板11移动，以带动质量体13沿纵向轴移动。当液压伺服阀控制液体进入上腔21后，由于杆体17与基板11固定，壳体15与质量体13固定，所以该杆体17固定不动，壳体15在上腔21的液体的作用力下带动质量体13相对于基板11沿纵向轴向远离地面的方向移动；在这一过程中，下腔23内的体积变小，下腔23内的液体从第二贯通孔33流出；当液压伺服阀控制液体进入下腔23后，由于杆体17与基板11固定，壳体15与质量体13固定，所以该杆体17固定不动，壳体15在下腔23的液体的作用力下带动质量体13相对于基板11沿纵向轴向靠近地面的方向移动；在这一过程中，上腔21内的体积变小，上腔21内的液体从第一贯通孔31流出。

壳体15设置于质量体13背对基板11的一侧，壳体15固定连接有第二框架，第二框架背对壳体15的一端与质量体13相固定。具有相背对的第一端67和第二端69的第二支撑装置，第二端69与基板11相固定，第一端67位于质量体13背对基板11的一侧，第一端67上固定有杆体17。

该第二框架可以包括相互连接的横向梁61和拉撑杆63。该壳体15固定连接有第二框架可以是该横向梁61的中心与壳体15固定连接。该第二框架背对壳体15的一端与质量体13相固定可以是该拉撑杆63的一段与横向梁61相连接，另一端与质量体13相固定。第二支撑装置可以包括第二顶板71和立柱73，该第二顶板71位于第一端67，该立柱73的第一端67与第二顶板71相连接的，第二端69与基板11相固定。该第二顶板71上固定有杆体17。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。