用于激發(fā)地震振動(dòng)的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的裝置涉及礦床的地震勘探領(lǐng)域，并且包括連桿活塞組件以及被緊固在連桿活塞組件下端的板，其中，連桿活塞組件的本體設(shè)有軸向通道，并且連桿活塞組件的活塞被放置在具有頂蓋的液壓缸的桶中，液壓缸與下部氣動(dòng)室通過(guò)隔板分開，所述板位于下部氣動(dòng)室中；所述板安裝成使得其下端以形成氣動(dòng)抓持裝置的方式與臺(tái)階狀圓柱波導(dǎo)的上端相互作用，所述波導(dǎo)的大直徑的上臺(tái)階位于氣動(dòng)室內(nèi)，在下端處配備有工作板的下臺(tái)階與氣動(dòng)室的底蓋一起形成阻尼腔，其中，在連桿活塞組件的本體中，在所述板附近的部分中，軸向通道被局部擴(kuò)大，從而形成通過(guò)徑向通道連接到氣動(dòng)室的圓柱腔，連桿被設(shè)置在軸向通道內(nèi)并具有被緊固在連桿下端的密封元件，所述密封元件能與圓柱腔下端處的座相互作用，并且連桿的上端位于閥殼內(nèi)，所述閥殼剛性地附接于連桿活塞組件的上端并包括碟形基座和蓋，連桿的上端裝配有相對(duì)于碟形基座被彈簧加載的碟盤并具有隔膜，所述隔膜圍繞其外周被夾在碟形基座和蓋之間。通過(guò)減小和穩(wěn)定命令信號(hào)的發(fā)出和地下半空間的動(dòng)態(tài)加載之間的延遲，以及通過(guò)減少裝置的操作循環(huán)的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)裝置效率的增加。
【專利說(shuō)明】用于激發(fā)地震振動(dòng)的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明所提出的裝置涉及礦床的地震勘探領(lǐng)域，更具體地，涉及在進(jìn)行地震探查工作時(shí)在地層中激發(fā)地震波。
【背景技術(shù)】
[0002]用于激發(fā)地震振動(dòng)的裝置是已知的(參見Shneyerson, M.B.等人，Nazemnayaseysmorazvedka dlya vozbuzhdeniya seysmicheskikh kolebaniy (Land-based seismicprospecting with nonexplosive vibration sources)，M:Nedra, p.85),其包含設(shè)置在活塞中心通道內(nèi)的帶桿的套管，活塞與套管形成工作室和阻尼腔。通過(guò)往裝置的工作室中注入被壓縮到15.0到16.0MPa的一部分空氣來(lái)形成裝置的工作室中的壓力沖動(dòng)。所以，工作室內(nèi)的空氣壓力瞬間從O提高到3.5-4.0MPa0在這個(gè)過(guò)程中，套管作用在地面上，從而在地面中產(chǎn)生地震波，同時(shí)活塞向上回彈。這種裝置的缺點(diǎn)是由于使用低效率且高成本的高壓壓縮機(jī)來(lái)形成工作介質(zhì)一即在產(chǎn)生力脈沖后被完全釋放到大氣中的壓縮空氣一所帶來(lái)的大量運(yùn)行費(fèi)用。
[0003]在用于激發(fā)地震振動(dòng)的裝置(參見發(fā)明人1992年4月23日獲授權(quán)的SU1728820A1)中消除了所述缺點(diǎn)，該裝置可以作為現(xiàn)有技術(shù)。該裝置包括連桿活塞組件、以及被緊固在連桿活塞組件下端的板，其中，在連桿活塞組件的本體中形成軸向通道，而連桿活塞組件的活塞被放置在具有頂蓋的液壓缸的本體中，液壓缸與下部氣動(dòng)室通過(guò)隔板分開，所述板設(shè)置在下部氣動(dòng)室中；所述板能通過(guò)其形成氣動(dòng)抓持裝置的下端與臺(tái)階狀圓柱波導(dǎo)的上端相互作用，所述波導(dǎo)的大直徑上臺(tái)階位于所述氣動(dòng)室內(nèi)，在其下端處配備有工作板的下臺(tái)階與氣動(dòng)室的底蓋形成阻尼腔。
[0004]這種激發(fā)地震振動(dòng)的裝置的缺點(diǎn)是從發(fā)送電信號(hào)開啟氣動(dòng)抓持裝置到在地面上的動(dòng)態(tài)作用的時(shí)刻的時(shí)間間隔太長(zhǎng)。這種間隔對(duì)于確保同步運(yùn)行來(lái)說(shuō)不夠穩(wěn)定，且不允許以一組地震振動(dòng)源運(yùn)行以及信號(hào)增強(qiáng)。這就極大降低了工作效率，并妨礙該裝置被用于研究所需深度處的斷面。上述的過(guò)長(zhǎng)時(shí)間間隔是由于通過(guò)閥門從裝置的氣動(dòng)系統(tǒng)被輸送過(guò)來(lái)的一部分壓縮空氣被用于開啟氣動(dòng)抓持裝置(氣動(dòng)鎖)。但是空氣供給通道到氣動(dòng)鎖的長(zhǎng)度和容積(包含連桿活塞組件本體內(nèi)的軸向通道的長(zhǎng)度)較大，并且用來(lái)自氣動(dòng)系統(tǒng)的壓縮空氣對(duì)它們進(jìn)行裝填耗時(shí)非常長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目標(biāo)是通過(guò)提高過(guò)程的同步性和效率來(lái)提高激發(fā)地震振動(dòng)裝置的效率。
[0006]通過(guò)如下來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo):在用于激發(fā)地震振動(dòng)的裝置中，在連桿活塞組件的本體中，在所述板附近的部分中，軸向通道被局部擴(kuò)大，從而形成通過(guò)徑向通道連接到氣動(dòng)室的圓柱腔，連桿被設(shè)置在所述軸向通道內(nèi)并具有被緊固在其下端的密封元件，該密封元件能與圓柱腔下端處的座相互作用，并且連桿的上端位于閥殼內(nèi)，所述閥殼被剛性地附接于連桿活塞組件的上端并包括碟形基座和蓋，連桿的上端裝配有相對(duì)于所述碟形基座被彈簧加載的碟盤，并具有隔膜，所述隔膜圍繞其外周被夾在碟形基座和蓋之間，而連桿活塞組件的活塞是臺(tái)階形的，并且較小直徑的臺(tái)階能在頂蓋內(nèi)軸向位移。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]通過(guò)附圖解釋所提出發(fā)明的本質(zhì)，其中，圖1示出了在產(chǎn)生工作循環(huán)之前所述裝置的總體圖，圖2示出了在開啟氣動(dòng)鎖和隨后在地面上的動(dòng)態(tài)作用之前的裝置視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]所述裝置包含連桿活塞組件I以及被緊固到連桿活塞組件下端的板2，其中，在連桿活塞組件I的本體內(nèi)沿其整個(gè)長(zhǎng)度形成軸向通道3，所述軸向通道在靠近所述板2的部分中有局部擴(kuò)大部，從而形成圓柱腔4，而連桿活塞組件I的活塞被放置在具有頂蓋6的液壓缸5的本體內(nèi)，液壓缸5與下部氣動(dòng)室7通過(guò)隔板8分開，所述板2設(shè)置在下部氣動(dòng)室7中；所述板2通過(guò)其形成氣動(dòng)抓持裝置的下端與臺(tái)階狀圓柱波導(dǎo)10的具有密封環(huán)9的上端相互作用，所述波導(dǎo)的大直徑上臺(tái)階11位于所述氣動(dòng)室7內(nèi)，在下端處配備有工作板13的下臺(tái)階12與氣動(dòng)室7的底蓋14形成阻尼腔15 ;所述圓柱腔4通過(guò)徑向通道16被連接到氣動(dòng)室7，連桿17被設(shè)置在所述軸向通道3內(nèi)并具有被緊固到其下端的密封元件18，該密封元件能與圓柱腔4的下端處的座19相互作用，連桿17的上端被設(shè)置在剛性附接于連桿活塞組件上端并包括碟形基座20和蓋21的閥殼內(nèi)，連桿17的上端裝配有相對(duì)于所述基座20被彈簧加載的碟盤22，并具有隔膜23，隔膜23圍繞其外周被夾在碟形基座19和蓋21之間。彈簧24被設(shè)置在閥殼內(nèi)，所述裝置配備有通道25，26，27，28，29和30用于供應(yīng)空氣和工作流體。
[0009]所述裝置按下面所述那樣工作。在工作之前，氣動(dòng)室7和阻尼腔15分別通過(guò)通道26和27用空氣填充到1.0 (10)到1.5 (15) Mpa (atm)的壓力。在將該裝置放置在地面上后，壓縮空氣通過(guò)通道25經(jīng)受控閥(圖中未示出)從接收器被供應(yīng)至碟形蓋21和隔膜23所形成的腔。通過(guò)壓縮彈簧24，連桿17向下移動(dòng)，并且密封元件18靠在座19上。然后，液壓缸5的下部腔通過(guò)通道28連通以進(jìn)行泄壓，并且工作流體通過(guò)通道29供應(yīng)到液壓缸5的上部腔，因此連桿活塞組件I連同所述板2 —起下降，直到板2靠在波導(dǎo)10的端面處的密封環(huán)9上為止。然后，板2和波導(dǎo)10的端面之間的腔(其相對(duì)于氣動(dòng)室7的內(nèi)部空間被密封)中的空氣經(jīng)受控閥(圖中未示出)通過(guò)連桿活塞組件I內(nèi)的通道30被釋放到大氣中，從而形成具有剛性鏈(連桿活塞組件1-板2-波導(dǎo)10)的氣動(dòng)鎖。隨后液壓缸5的上部腔被連通以泄壓，并且處于壓力下的工作流體通過(guò)通道28被供應(yīng)給液壓缸5的下部腔，并且連桿活塞組件I連同板2和波導(dǎo)10 —起移動(dòng)到上部位置。由于連桿活塞組件I的直徑比波導(dǎo)10的上臺(tái)階11的直徑小很多，因此氣動(dòng)室7內(nèi)的壓力急速升高。在連桿活塞組件I連同板2和波導(dǎo)10 —起到達(dá)最上側(cè)位置后(參見圖2)，通道30被受控閥密封，并且壓縮空氣從碟形蓋21和隔膜23之間的腔經(jīng)受控閥排入大氣中，連桿17在彈簧24的作用下向上移動(dòng)；處于高壓下的空氣經(jīng)徑向通道16和圓柱腔4前往氣動(dòng)鎖，從而開啟氣動(dòng)鎖。來(lái)自氣動(dòng)室7的壓縮空氣作用在波導(dǎo)10的端面上，這經(jīng)工作板13在地面上施加動(dòng)態(tài)作用，從而在地面上產(chǎn)生地震波。同時(shí)，在壓縮空氣的作用下，連桿活塞組件1-板2-氣動(dòng)室7-液壓缸5的系統(tǒng)向上回彈。當(dāng)氣動(dòng)室7和阻尼腔15中的壓縮空氣作用在波導(dǎo)10上的作用力相等時(shí)，波導(dǎo)10和工作板13與地面脫離，并且在一段時(shí)間內(nèi)它們連同裝置的其他部件向上移動(dòng)?；貜椫?，所述裝置通過(guò)特定的懸浮系統(tǒng)(圖中未示出)平滑地下降到地面，并且工作循環(huán)從給液壓缸5的上部腔供應(yīng)工作流體的時(shí)刻重復(fù)循環(huán)。
[0010]由于碟形蓋20和隔膜23之間的控制腔的容積小、連桿17的行程小、以及用于將壓縮空氣從氣動(dòng)室7傳遞到板2和波導(dǎo)10的端面之間的氣動(dòng)鎖的通道長(zhǎng)度短，開啟時(shí)間不長(zhǎng)。這保證了從開啟氣動(dòng)鎖信號(hào)的發(fā)送到由工作板13產(chǎn)生地面動(dòng)態(tài)負(fù)載的時(shí)刻的恒定時(shí)間間隔，也就是說(shuō)，這使得所述裝置能同步工作。連桿活塞組件I的活塞的臺(tái)階形狀使其能減少裝置的工作循環(huán)時(shí)間，從而提高工作效率。這是因?yàn)楫?dāng)氣動(dòng)室7內(nèi)的空氣壓力急速升高時(shí)，連桿活塞組件I和板2向下移動(dòng)到氣動(dòng)室7內(nèi)所需的力比連桿活塞組件I和板2返回行程所需的力小很多。連桿活塞組件I的運(yùn)動(dòng)阻抗也增加了。所以，對(duì)于相同的工作流體標(biāo)稱壓力值而言，連桿活塞組件I的下降運(yùn)行中的消耗被減少，并且運(yùn)行時(shí)間以及工作循環(huán)時(shí)間也大幅減少。
【權(quán)利要求】
1.一種用于激發(fā)地震振動(dòng)的裝置，所述裝置包括連桿活塞組件以及被緊固在連桿活塞組件下端的板，其中，在連桿活塞組件的本體中形成軸向通道，連桿活塞組件的活塞被放置在具有頂蓋的液壓缸的本體中，液壓缸與下部氣動(dòng)室通過(guò)隔板分開，所述板位于下部氣動(dòng)室中；所述板能通過(guò)其形成氣動(dòng)抓持裝置的下端與臺(tái)階狀圓柱波導(dǎo)的上端相互作用，所述波導(dǎo)的大直徑的上臺(tái)階位于氣動(dòng)室內(nèi)，在下端處配備有工作板的下臺(tái)階與氣動(dòng)室的底蓋形成阻尼腔，其特征在于，在連桿活塞組件的本體中，在所述板附近的部分中，軸向通道被局部擴(kuò)大，從而形成通過(guò)徑向通道連接到氣動(dòng)室的圓柱腔，連桿被設(shè)置在軸向通道內(nèi)并具有被緊固在連桿下端的密封元件，所述密封元件能與圓柱腔下端處的座相互作用，并且連桿的上端位于閥殼內(nèi)，所述閥殼剛性地附接于連桿活塞組件的上端并包括碟形基座和蓋，連桿的上端裝配有相對(duì)于碟形基座被彈簧加載的碟盤并具有隔膜，所述隔膜圍繞其外周被夾在碟形基座和蓋之間。
2.如權(quán)利要求1所述的用于激發(fā)地震振動(dòng)的裝置，其特征在于，連桿活塞組件的活塞是臺(tái)階形，并且較小直徑的臺(tái)階能在頂蓋內(nèi)軸向位移。
【文檔編號(hào)】G01V1/135GK103890612SQ201280051591
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年10月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月17日
【發(fā)明者】謝爾蓋·彼得羅維奇·埃科馬索瓦, E·G·馮伯爾施泰因, O·V·珀德瑪科夫 申請(qǐng)人:謝爾蓋·彼得羅維奇·埃科馬索瓦