[發明專利]超臨界CO2相變聚能爆破中低頻震源及震源采集方法

有效

• 申請號: 201410607421.0
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104297778A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 王海平
• 申請（專利權）人: 河南省漢唐進出口有限公司
• 主分類號: G01V1/133
• 分類號: G01V1/133;G01V1/24
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及陸地及海洋地質勘探領域，具體涉及一種超臨界CO₂相變聚能爆破中低頻震源及震源采集方法。

背景技術

????地球內部巖層破裂引起振動的地方稱為震源。它是有一定大小的區域，又稱震源區或震源體，是地震能量積聚和釋放的地方。人為因素引起的地震的震源稱人工震源，如人工爆破，炸藥爆破，核彈試驗等。天然地震震源和人工爆破震源的性質有很大區別。一般而言，天然地震主要發生在斷層上，以剪切錯動為止；而人工爆破震源卻是以一點為中心向周圍膨脹的過程。采用地震波形資料進行地震矩張量反演，人們可以大致地區分這兩種震源的特性。在地質勘探領域，人們制造人工震源來測繪地質面內部的分層結構圖，對地下地質特征進行繪制，掌握地下地質特征，為地質勘探提供有力的技術參考。

目前，全球地質物理勘探震源采集均采用兩種方法：其一，傳統炸藥爆轟產生高頻振蕩波源。其二，利用氣槍作動力產生低頻波源。傳統的震源采集方法均具有局限性。高頻波源在獲取過程中存在諸多安全隱患，同時對周邊環境及生態造成的危害較大，并且波源方向無法控制。而低頻震源信號較弱，傳播速度遲緩，衰減嚴重，實際有效半徑有限，效果欠佳。

因此，提供一種安全系數高，無有害物質產生，對環境及生態構不成危害，波源方向可控，信號傳播距離遠，波幅完整并且距離較遠，特別在海洋勘探領域效果突出，解決中低頻震源匱乏和技術瓶頸問題的超臨界CO₂相變聚能爆破中低頻震源及震源采集方法，具有廣泛的市場前景。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種安全系數高、無有害物質產生、節能環保、對環境及生態構不成危害、波源方向可控、信號傳播速距離遠、波幅完整并且距離較遠、特別在海洋勘探領域效果突出、解決中低頻震源匱乏和技術瓶頸問題的超臨界CO2相變聚能爆破中低頻震源及震源采集方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種超臨界CO₂相變聚能爆破中低頻震源，包括設置在殼體外側的杜瓦瓶，所述的殼體內設置有與杜瓦瓶相連接的增壓站，增壓站與空壓機相連接，在空壓機的一側設置有變頻器，變頻器上安裝有真空泵，真空泵與高壓閥相連接，高壓閥與輸液口相連接，在輸液口上方活動安裝有充氣栓，充氣栓與爆破筒螺紋連接，爆破筒與泄壓栓螺紋連接，在爆破筒內設置有內腔體，內腔體內安裝有安全加熱器，安全加熱器末端的內腔體內活動安裝有爆破片，在充氣栓上開設有充液口，充液口的一側設置有加熱器連線口，在泄壓栓上開設有泄壓口；所述的增壓站的一側固定安裝有外接電源線插口，外接電源線插口通過導線與控制器相連接，控制器上設置有空壓機微調旋鈕，空壓機微調旋鈕的一側設置有變頻器啟動鍵、增壓站啟動鍵、電源開關、停止開關和真空泵開關。

所述的輸液口上方固定安裝有充氣栓支架，充氣栓支架上設置有充氣栓固定旋鈕螺栓，在殼體的上方固定安裝有與充氣栓支架相對應的泄壓栓支架。

所述的空壓機微調旋鈕的一側設置有空壓機壓力表、液態二氧化碳流量表和抽真空負壓表，空壓機壓力表與空壓機相連接，液態二氧化碳流量表與增壓站相連接，抽真空負壓表與真空泵相連接。

所述的爆破筒為圓柱形結構，在爆破筒內設置有內腔體，內腔體的形狀為兩端開口細、中間粗的圓柱形腔體結構，所述的爆破片外側的內腔體內安裝有爆破片墊片。

?一種利用上述超臨界CO₂相變聚能爆破中低頻震源采集震源的方法，其震源采集方法如下：首先將杜瓦瓶中的液態二氧化碳充裝至增壓站，開啟空壓機驅動增壓站工作，并通過真空泵將液態二氧化碳通過高壓閥輸送至輸液口，通過輸液口向充液口輸送，將液態二氧化碳通過充液口輸送至爆破筒內，然后將爆破筒運送至施工現場，并將爆破筒安裝在工作面上，然后啟動安全加熱器，將液態二氧化碳瞬間還原為氣態，形成膨脹壓力，集聚的壓力在內腔體內迅速向爆破片方向移動，當達到爆破片的設定值后，集聚的壓力瞬間擊穿爆破片，強大的膨脹氣流通過泄壓栓上開設的泄壓口噴涌而出，產生震蕩波，釋放270?MPa/c㎡-350?MPa/c㎡的工作壓力，震蕩波隨介質運動迅速傳播至設置在不同位置的高靈敏震源接收裝置，通過接收裝置儲存數據，實現震源的采集。