用于激發(fā)地震振動的裝置制造方法
【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，液壓缸與下部氣動室通過隔板分開，所述板位于下部氣動室中；所述板安裝成使得其下端以形成氣動抓持裝置的方式與臺階狀圓柱波導(dǎo)的上端相互作用，所述波導(dǎo)的大直徑的上臺階位于氣動室內(nèi)，在下端處配備有工作板的下臺階與氣動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，從而形成通過徑向通道連接到氣動室的圓柱腔，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。通過減小和穩(wěn)定命令信號的發(fā)出和地下半空間的動態(tài)加載之間的延遲，以及通過減少裝置的操作循環(huán)的長度來實(shí)現(xiàn)裝置效率的增加。
【專利說明】用于激發(fā)地震振動的裝置
【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的一部分空氣來形成裝置的工作室中的壓力沖動。所以，工作室內(nèi)的空氣壓力瞬間從O提高到3.5-4.0MPa0在這個過程中，套管作用在地面上，從而在地面中產(chǎn)生地震波，同時活塞向上回彈。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的大量運(yùn)行費(fèi)用。
[0003]在用于激發(fā)地震振動的裝置(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，液壓缸與下部氣動室通過隔板分開，所述板設(shè)置在下部氣動室中；所述板能通過其形成氣動抓持裝置的下端與臺階狀圓柱波導(dǎo)的上端相互作用，所述波導(dǎo)的大直徑上臺階位于所述氣動室內(nèi)，在其下端處配備有工作板的下臺階與氣動室的底蓋形成阻尼腔。
[0004]這種激發(fā)地震振動的裝置的缺點(diǎn)是從發(fā)送電信號開啟氣動抓持裝置到在地面上的動態(tài)作用的時刻的時間間隔太長。這種間隔對于確保同步運(yùn)行來說不夠穩(wěn)定，且不允許以一組地震振動源運(yùn)行以及信號增強(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。上述的過長時間間隔是由于通過閥門從裝置的氣動系統(tǒng)被輸送過來的一部分壓縮空氣被用于開啟氣動抓持裝置(氣動鎖)。但是空氣供給通道到氣動鎖的長度和容積(包含連桿活塞組件本體內(nèi)的軸向通道的長度)較大，并且用來自氣動系統(tǒng)的壓縮空氣對它們進(jìn)行裝填耗時非常長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目標(biāo)是通過提高過程的同步性和效率來提高激發(fā)地震振動裝置的效率。
[0006]通過如下來實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo):在用于激發(fā)地震振動的裝置中，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，從而形成通過徑向通道連接到氣動室的圓柱腔，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階形的，并且較小直徑的臺階能在頂蓋內(nèi)軸向位移。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]通過附圖解釋所提出發(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示出了在開啟氣動鎖和隨后在地面上的動態(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)沿其整個長度形成軸向通道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與下部氣動室7通過隔板8分開，所述板2設(shè)置在下部氣動室7中；所述板2通過其形成氣動抓持裝置的下端與臺階狀圓柱波導(dǎo)10的具有密封環(huán)9的上端相互作用，所述波導(dǎo)的大直徑上臺階11位于所述氣動室7內(nèi)，在下端處配備有工作板13的下臺階12與氣動室7的底蓋14形成阻尼腔15 ;所述圓柱腔4通過徑向通道16被連接到氣動室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，氣動室7和阻尼腔15分別通過通道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。通過壓縮彈簧24，連桿17向下移動，并且密封元件18靠在座19上。然后，液壓缸5的下部腔通過通道28連通以進(jìn)行泄壓，并且工作流體通過通道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(其相對于氣動室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的上臺階11的直徑小很多，因此氣動室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；處于高壓下的空氣經(jīng)徑向通道16和圓柱腔4前往氣動鎖，從而開啟氣動鎖。來自氣動室7的壓縮空氣作用在波導(dǎo)10的端面上，這經(jīng)工作板13在地面上施加動態(tài)作用，從而在地面上產(chǎn)生地震波。同時，在壓縮空氣的作用下，連桿活塞組件1-板2-氣動室7-液壓缸5的系統(tǒng)向上回彈。當(dāng)氣動室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，波導(dǎo)10和工作板13與地面脫離，并且在一段時間內(nèi)它們連同裝置的其他部件向上移動?；貜椫?，所述裝置通過特定的懸浮系統(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室7傳遞到板2和波導(dǎo)10的端面之間的氣動鎖的通道長度短，開啟時間不長。這保證了從開啟氣動鎖信號的發(fā)送到由工作板13產(chǎn)生地面動態(tài)負(fù)載的時刻的恒定時間間隔，也就是說，這使得所述裝置能同步工作。連桿活塞組件I的活塞的臺階形狀使其能減少裝置的工作循環(huán)時間，從而提高工作效率。這是因?yàn)楫?dāng)氣動室7內(nèi)的空氣壓力急速升高時，連桿活塞組件I和板2向下移動到氣動室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)動阻抗也增加了。所以，對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)行時間以及工作循環(huán)時間也大幅減少。
【權(quán)利要求】
1.一種用于激發(fā)地震振動的裝置，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，液壓缸與下部氣動室通過隔板分開，所述板位于下部氣動室中；所述板能通過其形成氣動抓持裝置的下端與臺階狀圓柱波導(dǎo)的上端相互作用，所述波導(dǎo)的大直徑的上臺階位于氣動室內(nèi)，在下端處配備有工作板的下臺階與氣動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，從而形成通過徑向通道連接到氣動室的圓柱腔，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)地震振動的裝置，其特征在于，連桿活塞組件的活塞是臺階形，并且較小直徑的臺階能在頂蓋內(nèi)軸向位移。
【文檔編號】G01V1/135GK103890612SQ201280051591
【公開日】2014年6月25日 申請日期: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·?？岂R索瓦, E·G·馮伯爾施泰因, O·V·珀德瑪科夫 申請人:謝爾蓋·彼得羅維奇·埃科馬索瓦