一種三維vsp測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于地震勘探技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)域，涉及一種移動(dòng)震源裝置，尤其是一種三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田地震勘探中，垂直地震剖面(簡(jiǎn)稱(chēng)VSP)測(cè)量是一項(xiàng)很重要的勘探工作，其中震源又是VSP測(cè)量的一個(gè)重要因素。傳統(tǒng)的VSP震源是通過(guò)鉆淺井，井底放置炸藥，在井下產(chǎn)生爆炸作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。其優(yōu)點(diǎn)是能量大，頻帶較寬，爆炸操作簡(jiǎn)單。但存在許多問(wèn)題:
[0003]I)不夠安全，對(duì)環(huán)境影響大；
[0004]2)對(duì)于三維VSP(簡(jiǎn)稱(chēng)3D-VSP)測(cè)量來(lái)說(shuō)，震源點(diǎn)眾多，鉆孔費(fèi)用高，而且費(fèi)工費(fèi)時(shí)；
[0005]3)震源的一致性較差，如每次炸藥的放置位置不同、炸藥和圍巖耦合情況、炸藥性能的不同等因素都會(huì)造成震源一致性問(wèn)題；
[0006]4)井下爆炸，雖然避開(kāi)了地表低速層的影響，但利用VSP資料標(biāo)定地面地震時(shí)，又缺乏低速層因素，不利于地面資料的標(biāo)定；
[0007]5)爆炸震源，一般要離開(kāi)測(cè)量井口 50多米，這與零偏狀態(tài)的差異較大。
[0008]如何有效地解決上述問(wèn)題，一直是油田開(kāi)發(fā)3D-VSP測(cè)量勘探亟需解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，該裝置采用氣缸機(jī)構(gòu)提供沖擊波，能夠達(dá)到安全、成本低的目的。
[0010]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決的:
[0011 ]這種三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，包括主架，在所述主架上設(shè)置有空氣壓縮栗、沖擊氣缸以及由沖擊氣缸驅(qū)動(dòng)的沖擊錘機(jī)構(gòu);所述空氣壓縮栗通過(guò)氣管與沖擊氣缸連接;所述沖擊錘機(jī)構(gòu)包括水平設(shè)置的沖擊墊以及設(shè)置在沖擊墊上方的沖擊錘;所述沖擊墊設(shè)置在主架下方，沖擊墊的上端面邊緣固定連接有多個(gè)豎直向的沖擊墊導(dǎo)向柱，所述沖擊墊導(dǎo)向柱通過(guò)設(shè)置在主架上的導(dǎo)向孔垂直安裝在主架上，沖擊墊導(dǎo)向柱能夠相對(duì)主架在導(dǎo)向孔內(nèi)上下自由滑動(dòng);所述沖擊氣缸豎直設(shè)置在主架上，沖擊氣缸的活塞頭與沖擊錘同軸固定連接，所述沖擊錘對(duì)著沖擊墊的中心，所述沖擊墊導(dǎo)向柱與主架之間還設(shè)置有阻止沖擊墊導(dǎo)向柱上下滑動(dòng)的鎖定裝置。
[0012]進(jìn)一步，上述主架的前端連接有用于保持主架水平的支架。
[0013]進(jìn)一步，上述沖擊墊上垂直固定設(shè)置有四個(gè)沖擊墊導(dǎo)向柱，分別設(shè)在沖擊墊的四角。
[0014]進(jìn)一步，上述鎖定裝置包括導(dǎo)向柱固定裝置和沖擊墊固定裝置，所述導(dǎo)向柱固定裝置是設(shè)置在導(dǎo)向柱上的固定卡;所述沖擊墊固定裝置是設(shè)置在沖擊墊上的卡鉤，所述卡鉤的下端鉸接在沖擊墊上，所述卡鉤的上端能夠鉤住沖擊錘。
[0015]上述主架的兩側(cè)還分別安裝有移動(dòng)輪，所述移動(dòng)輪通過(guò)設(shè)置在主架兩側(cè)的半軸以及輪軸承受梁安裝在主架上。
[0016]上述主架的前端設(shè)置有用于拖移的牽引環(huán)。
[0017]上述空氣壓縮栗的出氣口通過(guò)第一氣路連接有換向閥，所述換向閥通過(guò)氣缸下端氣路與沖擊氣缸下端腔體連接;所述換向閥通過(guò)上端氣路與沖擊氣缸上端腔體相連接。
[0018]上述沖擊氣缸選用沖擊型氣缸，在氣缸底部對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)排氣孔，每個(gè)排氣孔安裝有快排閥，各快排閥并聯(lián)式等路程與氣缸下端氣路相連接。
[0019]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0020]I)本實(shí)用新型為非爆炸型，具有安全和環(huán)保性，對(duì)周?chē)h(huán)境影響小。
[0021]2)本實(shí)用新型在震源點(diǎn)無(wú)需鉆孔，直接在地面產(chǎn)生振動(dòng)實(shí)現(xiàn)震源作用，節(jié)省了大量的鉆孔費(fèi)用和工作量，節(jié)省施工時(shí)間，提高工作效率。
[0022]3)本實(shí)用新型機(jī)械重復(fù)工作誤差小，能夠比較有效地解決了現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)一致性差的問(wèn)題。震源一致性是指:除地面因素外，就激發(fā)儀器來(lái)說(shuō)，在每次激發(fā)時(shí)的沖擊力、沖擊速度、沖擊方向，沖擊接觸面的幾何形狀和大小等要盡可能一樣。
[0023]4)本實(shí)用新型能夠解決零偏問(wèn)題，現(xiàn)有的爆炸技術(shù)的震源點(diǎn)不能在井口，一般距井口要50米，也就是說(shuō)在直徑100米的范圍內(nèi)，沒(méi)有震源點(diǎn)，此范圍內(nèi)信息為空白。不利于近井口范圍內(nèi)的3D-VSP的測(cè)量與勘探，往往此范圍內(nèi)的信息是很重要的。
【附圖說(shuō)明】

[0024]圖1為本實(shí)用新型移動(dòng)狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型裝置的車(chē)輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為本實(shí)用新型的俯視圖；
[0028]圖5為本實(shí)用新型的前視圖；
[0029]圖6為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0031]參見(jiàn)圖1-5:本實(shí)用新型的三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，包括主架09，在主架09上設(shè)置有空氣壓縮栗04、沖擊氣缸01以及由沖擊氣缸01驅(qū)動(dòng)的沖擊錘機(jī)構(gòu);所述空氣壓縮栗04通過(guò)氣管與沖擊氣缸01連接;沖擊錘機(jī)構(gòu)包括水平設(shè)置的沖擊墊15以及設(shè)置在沖擊墊15上方的沖擊錘14;所述沖擊墊15設(shè)置在主架09下方，沖擊墊15的上端面邊緣固定連接有多個(gè)豎直向的沖擊墊導(dǎo)向柱02，沖擊墊導(dǎo)向柱02通過(guò)設(shè)置在主架09上的導(dǎo)向孔垂直安裝在主架09上，沖擊墊導(dǎo)向柱02能夠相對(duì)主架09在導(dǎo)向孔內(nèi)上下自由滑動(dòng)；沖擊氣缸01豎直設(shè)置在主架09上，沖擊氣缸01的活塞頭12與沖擊錘14同軸固定連接，沖擊錘14對(duì)著沖擊墊15的中心，沖擊墊導(dǎo)向柱02與主架09之間還設(shè)置有阻止沖擊墊導(dǎo)向柱02上下滑動(dòng)的鎖定裝置。
[0032]在本實(shí)用新型的最佳方案中:主架09的前端連接有用于保持主架水平的支架10。沖擊墊15上垂直固定設(shè)置有四個(gè)沖擊墊導(dǎo)向柱02，分別設(shè)在沖擊墊15的四角。
[0033]本實(shí)用新型的鎖定裝置包括導(dǎo)向柱固定裝置和沖擊墊固定裝置，導(dǎo)向柱固定裝置是設(shè)置在導(dǎo)向柱02上的固定卡03;所述沖擊墊固定裝置是設(shè)置在沖擊墊15上的卡鉤13，所述卡鉤13的下端鉸接在沖擊墊15上，所述卡鉤13的上端能夠鉤住沖擊錘14。
[0034]參見(jiàn)圖3:主架09的兩側(cè)還分別安裝有移動(dòng)輪16，移動(dòng)輪16通過(guò)設(shè)置在主架09兩側(cè)的半軸18以及輪軸承受梁17安裝在主架09上。主架09的前端設(shè)置有用于拖移的牽引環(huán)11。
[0035]綜上所述，本實(shí)用新型的裝置按照功能分為以下功能系統(tǒng):
[0036](I)氣路系統(tǒng)
[0037]本實(shí)用新型的氣路系統(tǒng)連接具體為:空氣壓縮栗04的出氣口通過(guò)第一氣路08連接有換向閥05，所述換向閥05通過(guò)氣缸下端氣路06與沖擊氣缸OI下端腔體連接;所述換向閥05通過(guò)上端氣路07與沖擊氣缸01上端腔體相連接。沖擊氣缸01選用沖擊型氣缸，在氣缸底部對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)排氣孔，每個(gè)排氣孔安裝有快排閥，各快排閥并聯(lián)式等路程與氣缸下端氣路06相連接。
[0038]最佳方案中，氣缸直徑應(yīng)選30cm，儲(chǔ)氣腔長(zhǎng)度70cmm，活塞行程50cmm，沖擊錘重10Kg，活塞重10Kg。如果按滿(mǎn)行程500mm來(lái)理論計(jì)算，可產(chǎn)生130-200噸沖擊力，獲得35-45米/秒的沖擊速度。空氣壓縮栗容積應(yīng)選50升，壓力lOKg/cm2，排氣量90L/min。
[0039](2)沖擊系統(tǒng)
[0040]沖擊系統(tǒng)由I個(gè)沖擊錘14、I個(gè)沖擊墊15、4個(gè)沖擊墊導(dǎo)向柱02構(gòu)成，見(jiàn)圖1和圖4所示。沖擊墊導(dǎo)向柱02與沖擊墊15固定連接，沖擊墊導(dǎo)向柱02套在主架的滑動(dòng)軸承之中，當(dāng)沖擊錘向下作用到?jīng)_擊墊15時(shí)，在導(dǎo)向柱的控制下隨之下移，通過(guò)沖擊墊15將沖擊振動(dòng)能量向下傳遞給大地。沖擊墊15為圓形，由三層構(gòu)成，其面積依次增大，以增大沖擊墊與大地的接觸面積。第一層為耐沖擊材料，為消耗件，可更換。沖擊墊卡鉤13固定在第二層，沖擊墊導(dǎo)向柱02固定在第三層上。
[0041 ] (3)沖擊墊鎖緊系統(tǒng)
[0042]主要由2個(gè)沖擊墊固定卡03和2個(gè)沖擊墊卡鉤13組成。沖擊墊卡鉤13的作用是利用沖擊錘向上的移動(dòng)來(lái)提升沖擊墊15，并通過(guò)氣缸下端維持的壓力來(lái)穩(wěn)住沖擊墊15不下滑。沖擊墊固定卡03的作用是，在氣缸沒(méi)有氣壓的情況下，卡死沖擊墊導(dǎo)向柱02，以防止沖擊墊15的自然下滑，妨礙震源儀的移動(dòng)。當(dāng)震源儀工作時(shí)，要打開(kāi)沖擊墊固定卡03，使沖擊墊導(dǎo)向柱02順暢滑動(dòng)。并且要打開(kāi)沖擊墊卡鉤13，不能阻擋沖擊錘的沖擊運(yùn)動(dòng)。
[0043]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0044]利用空氣壓縮栗給沖擊氣缸進(jìn)行儲(chǔ)能。當(dāng)壓力到設(shè)計(jì)值時(shí)，儲(chǔ)氣腔的壓縮空氣驟然作用于活塞，并帶動(dòng)鋼錘向下快速?zèng)_擊。當(dāng)沖擊錘撞到底部的沖擊墊板時(shí)，便產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊力，沖擊墊板與大地接觸，墊板在瞬間沖擊力作用下，產(chǎn)生地震波源，地震波以墊板為中心向地下傳播。
[0045]本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下:
[0046]震源儀移動(dòng)(參見(jiàn)圖1):
[0047]I)收起震源儀支架10。
[0048]2)提升鎖住沖擊墊15。
[0049]3)利用牽引環(huán)11牽拉震源儀，后面人工穩(wěn)住震源儀架把。
[0050]震源儀工作(參見(jiàn)圖2和圖6):
[0051]I)將震源點(diǎn)位整理平整，大概夯實(shí)。
[0052]2)落下沖擊墊15遇地面接觸。
[0053]3)將震源儀支架放下，使震源儀基本水平。
[0054]4)開(kāi)啟壓縮栗，使壓力達(dá)到額定值。
[0055]5)轉(zhuǎn)動(dòng)氣閥換向開(kāi)關(guān)，使沖擊錘上升到最高點(diǎn)。此時(shí)氣缸的上腔排氣，下腔進(jìn)氣，活塞封住中蓋噴氣孔。
[0056]6)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)氣閥換向開(kāi)關(guān)，使氣缸上下孔都進(jìn)氣。其作用讓氣缸上腔的壓力增加到額定壓力。
[0057]7)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)氣閥換向開(kāi)關(guān)，使氣缸下孔排氣而上孔繼續(xù)進(jìn)氣。此時(shí)，活塞帶動(dòng)沖擊錘向下高速?zèng)_擊，沖擊到?jīng)_擊墊時(shí)，便產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)，通過(guò)沖擊墊將震動(dòng)能量向下傳遞給大地。
[0058]8)通過(guò)第4)-第7)步，就完成了一次沖擊振動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，其特征在于，包括主架(09)，在所述主架(09)上設(shè)置有空氣壓縮栗(04)、沖擊氣缸(01)以及由沖擊氣缸(01)驅(qū)動(dòng)的沖擊錘機(jī)構(gòu);所述空氣壓縮栗(04)通過(guò)氣管與沖擊氣缸(01)連接;所述沖擊錘機(jī)構(gòu)包括水平設(shè)置的沖擊墊(15)以及設(shè)置在沖擊墊(15)上方的沖擊錘(14);所述沖擊墊(15)設(shè)置在主架(09)下方，沖擊墊(15)的上端面邊緣固定連接有多個(gè)豎直向的沖擊墊導(dǎo)向柱(02)，所述沖擊墊導(dǎo)向柱(02)通過(guò)設(shè)置在主架(09)上的導(dǎo)向孔垂直安裝在主架(09)上，沖擊墊導(dǎo)向柱(02)能夠相對(duì)主架(09)在導(dǎo)向孔內(nèi)上下自由滑動(dòng);所述沖擊氣缸(01)豎直設(shè)置在主架(09)上，沖擊氣缸(01)的活塞頭(12)與沖擊錘(14)同軸固定連接，所述沖擊錘(14)對(duì)著沖擊墊(15)的中心，所述沖擊墊導(dǎo)向柱(02)與主架(09)之間還設(shè)置有阻止沖擊墊導(dǎo)向柱(02)上下滑動(dòng)的鎖定目.ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，其特征在于，所述主架(09)的前端連接有用于保持主架水平的支架(1)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，其特征在于，所述沖擊墊(15)上垂直固定設(shè)置有四個(gè)沖擊墊導(dǎo)向柱(02)，分別設(shè)在沖擊墊(15)的四角。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，其特征在于，所述鎖定裝置包括導(dǎo)向柱固定裝置和沖擊墊固定裝置，所述導(dǎo)向柱固定裝置是設(shè)置在導(dǎo)向柱(02)上的固定卡(03);所述沖擊墊固定裝置是設(shè)置在沖擊墊(15)上的卡鉤(13)，所述卡鉤(13)的下端鉸接在沖擊墊(15)上，所述卡鉤(13)的上端能夠鉤住沖擊錘(14)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，其特征在于，所述主架(09)的兩側(cè)還分別安裝有移動(dòng)輪(16)，所述移動(dòng)輪(16)通過(guò)設(shè)置在主架(09)兩側(cè)的半軸(18)以及輪軸承受梁(17)安裝在主架(09)上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，其特征在于，所述主架(09)的前端設(shè)置有用于拖移的牽引環(huán)(11)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，其特征在于，所述空氣壓縮栗(04)的出氣口通過(guò)第一氣路(08)連接有換向閥(05)，所述換向閥(05)通過(guò)氣缸下端氣路(06)與沖擊氣缸(01)下端腔體連接;所述換向閥(05)通過(guò)上端氣路(07)與沖擊氣缸(01)上端腔體相連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1或者7所述的三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，其特征在于，所述沖擊氣缸(01)選用沖擊型氣缸，在氣缸底部對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)排氣孔，每個(gè)排氣孔安裝有快排閥，各快排閥并聯(lián)式等路程與氣缸下端氣路(06)相連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種三維VSP測(cè)量氣缸式移動(dòng)震源裝置，主要由沖擊氣缸、沖擊墊導(dǎo)向柱、沖擊墊固定卡、空氣壓縮泵、多路換向開(kāi)關(guān)和氣路三聯(lián)件、氣缸上端氣管、氣缸下端氣管、空氣壓縮泵、震源儀主架、震源儀支架、牽引環(huán)、沖擊活塞頭、沖擊墊卡鉤、沖擊錘、沖擊墊、移動(dòng)輪、輪軸承受梁等構(gòu)成。本實(shí)用新型不但無(wú)須鉆孔，節(jié)約成本，減少工作量；而且激發(fā)震源既能保證獲得足夠大的激發(fā)能量和較高的波動(dòng)頻率，又不影響周?chē)h(huán)境，具有安全性；并且能夠達(dá)到理想的零偏震源。
【IPC分類(lèi)】G01V1/147
【公開(kāi)號(hào)】CN205384376
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520953603
【發(fā)明人】黃翼堅(jiān), 楊正華, 楊艷芝
【申請(qǐng)人】西安微譜數(shù)字能源科技開(kāi)發(fā)有限公司
【公開(kāi)日】2016年7月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日