本發(fā)明涉及地理勘探領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電磁式可控震源。

背景技術(shù)：

震源是現(xiàn)有地理勘測鄰域中地震信號的源頭，其種類繁多，包括炸藥震源、重錘震源、夯擊震源、液壓式可控震源以及電磁式可控震源等。

電磁式可控震源是在陸地和海洋的地震勘探工作中都應(yīng)用的一種非炸藥震源，其能夠?qū)Υ龣z測機構(gòu)激發(fā)小能量的可控振動信號，利用脈沖壓縮等方法達到類似炸藥震源的大功率地震波激發(fā)效果。由于電磁式可控震源波形參數(shù)可控、安全環(huán)保，在地震勘探中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

電磁式可控震源的結(jié)構(gòu)主要為線圈與磁鐵，現(xiàn)有的電磁式可控震源中，往往采用磁鐵不動而線圈相對磁鐵作相對運動，從而將線圈中的電信號轉(zhuǎn)化為機械振動信號并以振動波的形式傳入待測機構(gòu)中，以上電磁式可控震源在實現(xiàn)線圈運動的方式上使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

期望對電磁式可控震源的結(jié)構(gòu)作進一步優(yōu)化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種電磁式可控震源，實現(xiàn)地震勘探中使用非破壞性震源替代炸藥震源的目的。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種電磁式可控震源，其包括：底座；線圈，所述線圈固定在所述底座上；磁體；磁鋼，所述磁鋼與所述磁體固定；以及彈簧，所述彈簧將所述磁體和/或磁鋼與所述底座連接，使得所述磁體以及所述磁鋼能相對所述線圈往復(fù)運動。

優(yōu)選地，所述電磁式可控震源還包括：線圈支架，用于將所述線圈與所述底座固定。

優(yōu)選地，所述線圈支架為空心柱狀，所述線圈支架與所述底座固定，所述線圈繞設(shè)在所述線圈支架的外周面上。

優(yōu)選地，所述底座和/或所述線圈支架上設(shè)有連通所述線圈支架內(nèi)部與外部的至少一個通孔。

優(yōu)選地，所述通孔為多個，并且均勻分布在所述底座和/或所述線圈支架上。

優(yōu)選地，所述電磁式可控震源還包括：至少一組導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述至少一組導(dǎo)向結(jié)構(gòu)中的每組包括支桿以及直線軸承，所述直線軸承固定在所述底座上，所述支桿一端與所述磁體和/或磁鋼固定，另一端穿入所述直線軸承，使得所述磁體以及所述磁鋼能沿所述支桿滑動。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為一組，并且與所述線圈支架同軸設(shè)置。

優(yōu)選地，所述磁鋼為一端開口另一端封閉的空心柱狀，所述磁體為柱狀，并且穿過所述磁鋼的開口端與所述磁鋼的封閉端固定。

優(yōu)選地，所述磁體的外徑小于所述磁鋼的內(nèi)徑，使得所述磁體的外周面與所述磁鋼的內(nèi)周面之間具有間隙，所述間隙位置與所述線圈對應(yīng)，并且可容納所述線圈。

優(yōu)選地，所述彈簧的數(shù)量為一個，所述彈簧與所述支桿同軸設(shè)置，其中所述支桿位于所述彈簧內(nèi)。

優(yōu)選地，所述彈簧的數(shù)量為多個，并且均勻分布于所述磁鋼的開口端，所述彈簧的一端與所述磁鋼連接，另一端與所述底座連接。

根據(jù)本發(fā)明的電磁式可控震源，線圈固定，磁體相對于線圈作往復(fù)運動，將線圈中的電信號轉(zhuǎn)化為機械振動信號以振動波的形式傳出，實現(xiàn)地震勘探中使用非破壞性震源替代炸藥震源的目的的同時也使震源結(jié)構(gòu)更加簡單，通過設(shè)置彈簧與配重塊相配合使得電磁式可控震源整體的穩(wěn)定性更強。

通過設(shè)置彈簧將所述磁體和/或磁鋼直接與所述底座連接，實現(xiàn)所述磁體以及所述磁鋼能相對所述線圈往復(fù)運動的同時，可以減少應(yīng)用彈簧的數(shù)量，同時優(yōu)化電磁式可控震源的自然頻率。

在優(yōu)選的實施例中，所述底座和/或所述線圈支架上設(shè)有連通所述線圈支架內(nèi)部與外部的至少一個通孔，從而方便線圈支架內(nèi)部與外界的空氣流通，能對線圈支架內(nèi)進行降溫，起到對線圈局部發(fā)熱問題的緩解。

在優(yōu)選的實施例中，還包括導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為一組，并且與所述線圈支架同軸設(shè)置，此時彈簧數(shù)量與所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的組數(shù)對應(yīng)，僅需要一個彈簧即可實現(xiàn)磁體以及磁鋼能相對線圈往復(fù)運動，節(jié)省彈簧的數(shù)量；另外彈簧對應(yīng)與導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的支桿同軸設(shè)置，其中所述支桿位于所述彈簧內(nèi)，則彈簧的位置也對應(yīng)于線圈支架的中心軸上，若線圈、磁體以及磁鋼同軸設(shè)置，且彈簧位于其中心軸上，可以使得整體震源的結(jié)構(gòu)更加平穩(wěn)，同時能優(yōu)化電磁式可控震源的自然頻率。

在優(yōu)選的實施例中，磁體的外周面與所述磁鋼的內(nèi)周面之間具有間隙，所述間隙位置與所述線圈對應(yīng)，并且可容納所述線圈，該間隙即磁隙，使得磁體與磁鋼之間形成恒定的磁場，磁體、磁鋼以及線圈之間共同構(gòu)成磁路結(jié)構(gòu)。彈簧的數(shù)量為多個，并且均勻分布于所述磁鋼的開口端，將所述磁鋼與所述底座連接，可以使得整體震源的結(jié)構(gòu)更加平穩(wěn)，同時能優(yōu)化電磁式可控震源的自然頻率。

附圖說明

通過以下參照附圖對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電磁式可控震源的立體圖。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電磁式可控震源的立體分解圖。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電磁式可控震源的截面圖。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電磁式可控震源的立體圖。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電磁式可控震源的立體分解圖。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電磁式可控震源的截面圖。

具體實施方式

以下將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本發(fā)明的許多特定的細節(jié)，但正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細節(jié)來實現(xiàn)本發(fā)明。

應(yīng)當(dāng)理解，在描述部件的結(jié)構(gòu)時，當(dāng)將一層、一個區(qū)域稱為位于另一層、另一個區(qū)域“上面”或“上方”時，可以指直接位于另一層、另一個區(qū)域上面，或者在其與另一層、另一個區(qū)域之間還包含其它的層或區(qū)域。并且，如果將部件翻轉(zhuǎn)，該一層、一個區(qū)域?qū)⑽挥诹硪粚?、另一個區(qū)域“下面”或“下方”。

圖1、圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電磁式可控震源的立體圖以及立體分解圖，圖3示出該電磁式可控震源的截面圖。電磁式可控震源包括：底座101、線圈102、磁體103、磁鋼104以及彈簧105。線圈102固定在底座101上，磁鋼104與磁體103固定。彈簧105將磁體103和/或磁鋼104與底座連接101，使得磁體103以及磁鋼104能相對線圈102往復(fù)運動。根據(jù)本發(fā)明的電磁式可控震源，線圈102固定，磁體103以及磁鋼104相對于線圈102作往復(fù)運動，從而將線圈102中的電信號轉(zhuǎn)化為機械振動信號以振動波的形式傳出，實現(xiàn)地震勘探中使用非破壞性震源替代炸藥震源的目的，同時也使震源結(jié)構(gòu)更加簡單。

線圈106通常為漆包線，并且呈圓柱螺旋線繞制，內(nèi)部可通入電信號。電磁式可控震源還可以包括線圈支架106，用于將線圈102與底座101固定。在本實施例中，所述線圈支架106為空心柱狀，線圈支架106與底座101固定，其中線圈支架106的軸線與底座101的安裝面垂直，線圈102繞設(shè)在線圈支架106的外周面上。

磁體103可以是各種合金永磁材料或各種鐵氧體永磁材料制成。磁鋼104導(dǎo)磁性較強，由于磁體103的存在，使得磁鋼104也具有磁性。在本實施例中，磁鋼104為一端開口另一端封閉的空心柱狀。磁體103為柱狀，并且穿過磁鋼104的開口端與磁鋼104的封閉端固定。優(yōu)選地，磁體103的外徑小于磁鋼104的內(nèi)徑，使得磁體103的外周面與磁鋼104的內(nèi)周面之間具有間隙，并且該間隙的位置與線圈102對應(yīng)，間隙內(nèi)可容納線圈102。間隙即磁隙，其使得磁體103與磁鋼104之間形成恒定的磁場，磁體103、磁鋼104以及線圈102之間共同構(gòu)成磁路結(jié)構(gòu)。由于線圈102中具有電信號，通過螺旋狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生電磁，又由于線圈102位置固定，使磁體103和磁鋼104相對線圈102進行周期性的往復(fù)運動，從而產(chǎn)生正弦輸出力，通過控制流過線圈102中電流和驅(qū)動信號的頻率即可控制電磁式可控震源的輸出力。

電磁式可控震源還可以包括至少一組導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其中每組導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括支桿107以及直線軸承108。直線軸承108可以是法蘭式直線軸承，通過螺栓將法蘭與底座固定，從而將直線軸承108安裝在底座101上，支桿107一端與磁體103和/或磁鋼104固定，另一端穿入直線軸承108，支桿107穿入直線軸承108的一端與底座101之間留有一定空間，使得磁體103以及磁鋼104能沿支桿107滑動。

本實施例中，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為一組，并且位于線圈支架106的中心軸上。線圈102、磁體103、磁鋼104、支桿107以及直線軸承108同軸設(shè)置，彈簧105的數(shù)量與導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的組數(shù)相同，也為一個，彈簧105與支桿107同軸設(shè)置，彈簧105內(nèi)徑尺寸大于支桿107外徑以及直線軸承108的管徑，使得支桿107位于彈簧105內(nèi)部，可以使得整體震源的結(jié)構(gòu)更加平穩(wěn)，同時能優(yōu)化電磁式可控震源的自然頻率?？梢岳斫獾氖?，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的組數(shù)也可以是其他數(shù)目，彈簧105也可以不對應(yīng)支桿107同軸設(shè)置。另外，本實施例中，支桿107與磁體103之間可以設(shè)置法蘭110用于二者的連接，其中法蘭110可以通過螺栓與磁體103固定，彈簧105的一端于法蘭110接觸，另一端與固定在底座101上的直線軸承108的法蘭接觸，從而將磁體103與底座101連接。然而，磁體103和/或磁鋼104通過彈簧105與底座101的連接方式可以不限于該形式。

進一步地，底座101和/或線圈支架106上設(shè)有連通線圈支架106內(nèi)部與外部的至少一個通孔。本實施例中，線圈支架106靠近底座101的部位設(shè)置通孔109，并且通孔109為多個，多個通孔109以線圈支架106的中軸線為中心，向四周均勻輻射分布在所述線圈支架109上。線圈102通入電流時，使線圈102產(chǎn)生電磁的同時會產(chǎn)生一部分熱量，影響電磁式可控震源工作的穩(wěn)定性，通過設(shè)置連通線圈支架106內(nèi)部與外部的通孔109，可以方便線圈支架106內(nèi)部與外界的空氣流通，能對線圈支架106內(nèi)進行降溫，起到對線圈102局部發(fā)熱問題的緩解。在本實施例的基礎(chǔ)上，可以在該通孔109處連接氣體輸送裝置，加強氣體的流通，從而達到更好的降溫效果。

根據(jù)本實施例的電磁式可控震源，通過設(shè)置彈簧105將磁體103與底座101連接，磁鋼104又與磁體103固定，該電磁式可控震源實現(xiàn)磁體103和磁鋼104能相對線圈102往復(fù)運動的同時，可以減少應(yīng)用彈簧105的數(shù)量，本實施例中，僅適用一個彈簧，從而節(jié)省電磁式可控震源的制作成本。同時，彈簧105與導(dǎo)向結(jié)構(gòu)均設(shè)置在線圈支架106的中心軸上，線圈102、磁體103、磁鋼104、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、彈簧105同軸設(shè)置，可以使得整體震源的結(jié)構(gòu)更加平穩(wěn)，進而優(yōu)化電磁式可控震源振動時輸出振動波的自然頻率。通過設(shè)置連通線圈支架106內(nèi)部與外部的通孔109，可以方便線圈支架106內(nèi)部與外界的空氣流通，能對線圈支架106內(nèi)進行降溫，起到對線圈102局部發(fā)熱問題的緩解。

圖4、圖5示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電磁式可控震源的立體圖以及立體分解圖，圖6示出該電磁式可控震源的截面圖。電磁式可控震源包括：底座201、線圈支架206、線圈202、磁體203、磁鋼204以及彈簧205。線圈支架206為空心柱狀，線圈202繞設(shè)在線圈支架206的外周面上，通過線圈支架206在底座201上。磁鋼204與磁體203固定。彈簧205將磁體203和/或磁鋼204與底座連接201，使得磁體203以及磁鋼204能相對線圈202往復(fù)運動。根據(jù)本發(fā)明的電磁式可控震源，線圈202固定，磁體203以及磁鋼204相對于線圈202作往復(fù)運動，從而將線圈202中的電信號轉(zhuǎn)化為機械振動信號以振動波的形式傳出，實現(xiàn)地震勘探中使用非破壞性震源替代炸藥震源的目的，同時也使震源結(jié)構(gòu)更加簡單。

磁鋼204為一端開口另一端封閉的空心柱狀。磁體203為柱狀，并且穿過磁鋼204的開口端與磁鋼204的封閉端固定。優(yōu)選地，磁體203的外徑小于磁鋼204的內(nèi)徑，使得磁體203的外周面與磁鋼204的內(nèi)周面之間具有間隙，并且該間隙的位置與線圈202對應(yīng)，間隙內(nèi)可容納線圈202。間隙即磁隙，其使得磁體203與磁鋼204之間形成恒定的磁場，磁體203、磁鋼204以及線圈202之間共同構(gòu)成磁路結(jié)構(gòu)。由于線圈202中具有電信號，通過螺旋狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生電磁，又由于線圈202位置固定，使磁體203和磁鋼204相對線圈202進行周期性的往復(fù)運動，從而產(chǎn)生正弦輸出力，通過控制流過線圈202中電流和驅(qū)動信號的頻率即可控制電磁式可控震源的輸出力。

與第一實施例不同的是，本實施例的彈簧205的數(shù)量為多個，多個彈簧205共同將磁鋼204與底座201連接。其中，上述多個彈簧205均勻分布于磁鋼204的開口端，每個彈簧205的一端與磁鋼204連接，另一端與底座201連接。本實施例的底座201、線圈支架206、線圈202、磁體203以及磁鋼204同軸設(shè)置，彈簧205為三個，分布在以磁鋼204中心軸為中心的圓上，三個彈簧205到該中心的彼此的夾角為120度。多個彈簧205規(guī)格相同，可以使得整體震源的結(jié)構(gòu)更加平穩(wěn)，進而優(yōu)化電磁式可控震源振動時輸出振動波的自然頻率。

電磁式可控震源還包括至少一組導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，至少一組導(dǎo)向結(jié)構(gòu)中的每組包括支桿207以及直線軸承208，本實施例中導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)置大致與第一實施例的設(shè)置方式相同，直線軸承208固定在底座201上，支桿207一端通過法蘭210與磁體203固定，另一端穿入直線軸承208，支桿207穿入直線軸承208的一端與底座201之間留有一定空間，使得磁體203以及磁鋼204能沿支桿207滑動。

根據(jù)本發(fā)明的電磁式可控震源，底座201和/或線圈支架206上設(shè)有連通線圈支架206內(nèi)部與外部的至少一個通孔。與第一實施例不同的是，本實施例中，底座209上設(shè)置通孔209，并且通孔209為多個。底座201包括面向線圈202的第一表面和背向該線圈202的第二表面，多個通孔中的每個包括位于底座201第一表面的第一開口和位于底座201第二表面的第二開口，其中第一開口可以設(shè)在線圈支架206內(nèi)，多個通孔209均勻分布在以線圈202的中軸線為中心的同一圓周上。線圈202通入電流時，使線圈202產(chǎn)生電磁的同時會產(chǎn)生一部分熱量，影響電磁式可控震源工作的穩(wěn)定性，通過設(shè)置連通線圈支架206內(nèi)部與外部的通孔209，可以方便線圈支架206內(nèi)部與外界的空氣流通，能對線圈支架206內(nèi)進行降溫，起到對線圈202局部發(fā)熱問題的緩解。在本實施例的基礎(chǔ)上，可以在該通孔209的第二開口處連接氣體輸送裝置，加強氣體的流通，從而達到更好的降溫效果。另外，在其他實施例中，也可以在底座201上處于線圈支架206外側(cè)的部分上設(shè)置通孔，還可以在線圈支架206上也設(shè)置通孔。并且可以理解的是，通孔的數(shù)量可以是多個，也可以是單個。

另外，在本實施例中，電磁式可控震源還包括罩設(shè)在底座201上的外殼211，外殼211為一面有底的空心柱狀，與底座201共同構(gòu)成容納電磁式可控震源內(nèi)部結(jié)構(gòu)的空間。從而為電磁式可控震源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供更好的保護作用。

根據(jù)本實施例的電磁式可控震源，多個彈簧205共同將磁鋼204與底座201連接，磁鋼204又與磁體203固定，配合導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)電磁式可控震源的磁體203和磁鋼204能相對線圈202往復(fù)運動。多個彈簧205分布在以磁鋼204中心軸為中心的圓上，并且相互之間至該中心所成的夾角相同，使得整體震源的結(jié)構(gòu)更加平穩(wěn)，進而優(yōu)化電磁式可控震源振動時輸出振動波的自然頻率。通過設(shè)置連通線圈支架206內(nèi)部與外部的通孔209，可以方便線圈支架206內(nèi)部與外界的空氣流通，能對線圈支架206內(nèi)進行降溫，起到對線圈202局部發(fā)熱問題的緩解。

應(yīng)當(dāng)說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

依照本發(fā)明的實施例如上文所述，這些實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明以及在本發(fā)明基礎(chǔ)上的修改使用。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。