一種三維vsp測量氣缸式移動震源裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于地震勘探技術領域領域，涉及一種移動震源裝置，尤其是一種三維VSP測量氣缸式移動震源裝置。
【背景技術】
[0002]在油田地震勘探中，垂直地震剖面(簡稱VSP)測量是一項很重要的勘探工作，其中震源又是VSP測量的一個重要因素。傳統的VSP震源是通過鉆淺井，井底放置炸藥，在井下產生爆炸作用來實現。其優點是能量大，頻帶較寬，爆炸操作簡單。但存在許多問題:
[0003]I)不夠安全，對環境影響大；
[0004]2)對于三維VSP(簡稱3D-VSP)測量來說，震源點眾多，鉆孔費用高，而且費工費時；
[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造成震源一致性問題；
[0006]4)井下爆炸，雖然避開了地表低速層的影響，但利用VSP資料標定地面地震時，又缺乏低速層因素，不利于地面資料的標定；
[0007]5)爆炸震源，一般要離開測量井口 50多米，這與零偏狀態的差異較大。
[0008]如何有效地解決上述問題，一直是油田開發3D-VSP測量勘探亟需解決的一個關鍵問題。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，該裝置采用氣缸機構提供沖擊波，能夠達到安全、成本低的目的。
[0010]本實用新型的目的是通過以下技術方案來解決的:
[0011 ]這種三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，包括主架，在所述主架上設置有空氣壓縮栗、沖擊氣缸以及由沖擊氣缸驅動的沖擊錘機構;所述空氣壓縮栗通過氣管與沖擊氣缸連接;所述沖擊錘機構包括水平設置的沖擊墊以及設置在沖擊墊上方的沖擊錘;所述沖擊墊設置在主架下方，沖擊墊的上端面邊緣固定連接有多個豎直向的沖擊墊導向柱，所述沖擊墊導向柱通過設置在主架上的導向孔垂直安裝在主架上，沖擊墊導向柱能夠相對主架在導向孔內上下自由滑動;所述沖擊氣缸豎直設置在主架上，沖擊氣缸的活塞頭與沖擊錘同軸固定連接，所述沖擊錘對著沖擊墊的中心，所述沖擊墊導向柱與主架之間還設置有阻止沖擊墊導向柱上下滑動的鎖定裝置。
[0012]進一步，上述主架的前端連接有用于保持主架水平的支架。
[0013]進一步，上述沖擊墊上垂直固定設置有四個沖擊墊導向柱，分別設在沖擊墊的四角。
[0014]進一步，上述鎖定裝置包括導向柱固定裝置和沖擊墊固定裝置，所述導向柱固定裝置是設置在導向柱上的固定卡;所述沖擊墊固定裝置是設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]上述主架的兩側還分別安裝有移動輪，所述移動輪通過設置在主架兩側的半軸以及輪軸承受梁安裝在主架上。
[0016]上述主架的前端設置有用于拖移的牽引環。
[0017]上述空氣壓縮栗的出氣口通過第一氣路連接有換向閥，所述換向閥通過氣缸下端氣路與沖擊氣缸下端腔體連接;所述換向閥通過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，在氣缸底部對稱設置四個排氣孔，每個排氣孔安裝有快排閥，各快排閥并聯式等路程與氣缸下端氣路相連接。
[0019]本實用新型具有以下有益效果:
[0020]I)本實用新型為非爆炸型，具有安全和環保性，對周圍環境影響小。
[0021]2)本實用新型在震源點無需鉆孔，直接在地面產生振動實現震源作用，節省了大量的鉆孔費用和工作量，節省施工時間，提高工作效率。
[0022]3)本實用新型機械重復工作誤差小，能夠比較有效地解決了現有常規技術一致性差的問題。震源一致性是指:除地面因素外，就激發儀器來說，在每次激發時的沖擊力、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)本實用新型能夠解決零偏問題，現有的爆炸技術的震源點不能在井口，一般距井口要50米，也就是說在直徑100米的范圍內，沒有震源點，此范圍內信息為空白。不利于近井口范圍內的3D-VSP的測量與勘探，往往此范圍內的信息是很重要的。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型移動狀態下結構示意圖；
[0025]圖2為本實用新型工作狀態下結構示意圖；
[0026]圖3為本實用新型裝置的車輪結構示意圖；
[0027]圖4為本實用新型的俯視圖；
[0028]圖5為本實用新型的前視圖；
[0029]圖6為本實用新型的使用狀態圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述:
[0031]參見圖1-5:本實用新型的三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，包括主架09，在主架09上設置有空氣壓縮栗04、沖擊氣缸01以及由沖擊氣缸01驅動的沖擊錘機構;所述空氣壓縮栗04通過氣管與沖擊氣缸01連接;沖擊錘機構包括水平設置的沖擊墊15以及設置在沖擊墊15上方的沖擊錘14;所述沖擊墊15設置在主架09下方，沖擊墊15的上端面邊緣固定連接有多個豎直向的沖擊墊導向柱02，沖擊墊導向柱02通過設置在主架09上的導向孔垂直安裝在主架09上，沖擊墊導向柱02能夠相對主架09在導向孔內上下自由滑動；沖擊氣缸01豎直設置在主架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對著沖擊墊15的中心，沖擊墊導向柱02與主架09之間還設置有阻止沖擊墊導向柱02上下滑動的鎖定裝置。
[0032]在本實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上垂直固定設置有四個沖擊墊導向柱02，分別設在沖擊墊15的四角。
[0033]本實用新型的鎖定裝置包括導向柱固定裝置和沖擊墊固定裝置，導向柱固定裝置是設置在導向柱02上的固定卡03;所述沖擊墊固定裝置是設置在沖擊墊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]參見圖3:主架09的兩側還分別安裝有移動輪16，移動輪16通過設置在主架09兩側的半軸18以及輪軸承受梁17安裝在主架09上。主架09的前端設置有用于拖移的牽引環11。
[0035]綜上所述，本實用新型的裝置按照功能分為以下功能系統:
[0036](I)氣路系統
[0037]本實用新型的氣路系統連接具體為:空氣壓縮栗04的出氣口通過第一氣路08連接有換向閥05，所述換向閥05通過氣缸下端氣路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，在氣缸底部對稱設置四個排氣孔，每個排氣孔安裝有快排閥，各快排閥并聯式等路程與氣缸下端氣路06相連接。
[0038]最佳方案中，氣缸直徑應選30cm，儲氣腔長度70cmm，活塞行程50cmm，沖擊錘重10Kg，活塞重10Kg。如果按滿行程500mm來理論計算，可產生130-200噸沖擊力，獲得35-45米/秒的沖擊速度。空氣壓縮栗容積應選50升，壓力lOKg/cm2，排氣量90L/min。
[0039](2)沖擊系統
[0040]沖擊系統由I個沖擊錘14、I個沖擊墊15、4個沖擊墊導向柱02構成，見圖1和圖4所示。沖擊墊導向柱02與沖擊墊15固定連接，沖擊墊導向柱02套在主架的滑動軸承之中，當沖擊錘向下作用到沖擊墊15時，在導向柱的控制下隨之下移，通過沖擊墊15將沖擊振動能量向下傳遞給大地。沖擊墊15為圓形，由三層構成，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，沖擊墊導向柱02固定在第三層上。
[0041 ] (3)沖擊墊鎖緊系統
[0042]主要由2個沖擊墊固定卡03和2個沖擊墊卡鉤13組成。沖擊墊卡鉤13的作用是利用沖擊錘向上的移動來提升沖擊墊15，并通過氣缸下端維持的壓力來穩住沖擊墊15不下滑。沖擊墊固定卡03的作用是，在氣缸沒有氣壓的情況下，卡死沖擊墊導向柱02，以防止沖擊墊15的自然下滑，妨礙震源儀的移動。當震源儀工作時，要打開沖擊墊固定卡03，使沖擊墊導向柱02順暢滑動。并且要打開沖擊墊卡鉤13，不能阻擋沖擊錘的沖擊運動。
[0043]本實用新型的工作原理如下:
[0044]利用空氣壓縮栗給沖擊氣缸進行儲能。當壓力到設計值時，儲氣腔的壓縮空氣驟然作用于活塞，并帶動鋼錘向下快速沖擊。當沖擊錘撞到底部的沖擊墊板時，便產生強烈的沖擊力，沖擊墊板與大地接觸，墊板在瞬間沖擊力作用下，產生地震波源，地震波以墊板為中心向地下傳播。
[0045]本實用新型的工作過程如下:
[0046]震源儀移動(參見圖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11牽拉震源儀，后面人工穩住震源儀架把。
[0050]震源儀工作(參見圖2和圖6):
[0051]I)將震源點位整理平整，大概夯實。
[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)開啟壓縮栗，使壓力達到額定值。
[0055]5)轉動氣閥換向開關，使沖擊錘上升到最高點。此時氣缸的上腔排氣，下腔進氣，活塞封住中蓋噴氣孔。
[0056]6)轉動轉動氣閥換向開關，使氣缸上下孔都進氣。其作用讓氣缸上腔的壓力增加到額定壓力。
[0057]7)轉動轉動氣閥換向開關，使氣缸下孔排氣而上孔繼續進氣。此時，活塞帶動沖擊錘向下高速沖擊，沖擊到沖擊墊時，便產生強烈的震動，通過沖擊墊將震動能量向下傳遞給大地。
[0058]8)通過第4)-第7)步，就完成了一次沖擊振動。
【主權項】
1.一種三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，其特征在于，包括主架(09)，在所述主架(09)上設置有空氣壓縮栗(04)、沖擊氣缸(01)以及由沖擊氣缸(01)驅動的沖擊錘機構;所述空氣壓縮栗(04)通過氣管與沖擊氣缸(01)連接;所述沖擊錘機構包括水平設置的沖擊墊(15)以及設置在沖擊墊(15)上方的沖擊錘(14);所述沖擊墊(15)設置在主架(09)下方，沖擊墊(15)的上端面邊緣固定連接有多個豎直向的沖擊墊導向柱(02)，所述沖擊墊導向柱(02)通過設置在主架(09)上的導向孔垂直安裝在主架(09)上，沖擊墊導向柱(02)能夠相對主架(09)在導向孔內上下自由滑動;所述沖擊氣缸(01)豎直設置在主架(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)對著沖擊墊(15)的中心，所述沖擊墊導向柱(02)與主架(09)之間還設置有阻止沖擊墊導向柱(02)上下滑動的鎖定目.ο2.根據權利要求1所述的三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，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.根據權利要求1所述的三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，其特征在于，所述沖擊墊(15)上垂直固定設置有四個沖擊墊導向柱(02)，分別設在沖擊墊(15)的四角。4.根據權利要求1所述的三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，其特征在于，所述鎖定裝置包括導向柱固定裝置和沖擊墊固定裝置，所述導向柱固定裝置是設置在導向柱(02)上的固定卡(03);所述沖擊墊固定裝置是設置在沖擊墊(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.根據權利要求1所述的三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，其特征在于，所述主架(09)的兩側還分別安裝有移動輪(16)，所述移動輪(16)通過設置在主架(09)兩側的半軸(18)以及輪軸承受梁(17)安裝在主架(09)上。6.根據權利要求1所述的三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，其特征在于，所述主架(09)的前端設置有用于拖移的牽引環(11)。7.根據權利要求1所述的三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，其特征在于，所述空氣壓縮栗(04)的出氣口通過第一氣路(08)連接有換向閥(05)，所述換向閥(05)通過氣缸下端氣路(06)與沖擊氣缸(01)下端腔體連接;所述換向閥(05)通過上端氣路(07)與沖擊氣缸(01)上端腔體相連接。8.根據權利要求1或者7所述的三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，其特征在于，所述沖擊氣缸(01)選用沖擊型氣缸，在氣缸底部對稱設置四個排氣孔，每個排氣孔安裝有快排閥，各快排閥并聯式等路程與氣缸下端氣路(06)相連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種三維VSP測量氣缸式移動震源裝置，主要由沖擊氣缸、沖擊墊導向柱、沖擊墊固定卡、空氣壓縮泵、多路換向開關和氣路三聯件、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、沖擊活塞頭、沖擊墊卡鉤、沖擊錘、沖擊墊、移動輪、輪軸承受梁等構成。本實用新型不但無須鉆孔，節約成本，減少工作量；而且激發震源既能保證獲得足夠大的激發能量和較高的波動頻率，又不影響周圍環境，具有安全性；并且能夠達到理想的零偏震源。
【IPC分類】G01V1/147
【公開號】CN205384376
【申請號】CN201520953603
【發明人】黃翼堅, 楊正華, 楊艷芝
【申請人】西安微譜數字能源科技開發有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年11月25日