[發(fā)明專利]一種激振力頻寬可調(diào)的小型可控震源激振裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810600773.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN108802807B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃志強(qiáng);常維純;張凱;李剛;湯海平;何磊;王于豪;陳波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V1/02
• 分類號(hào): G01V1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明一種激振力頻寬可調(diào)的小型可控震源激振裝置，屬于地質(zhì)勘探領(lǐng)域。由平板、下絲桿支架、配重、絲桿、上絲桿支架、曲柄、電機(jī)等組成。電機(jī)兩側(cè)輸出軸與曲柄固連，曲柄外側(cè)安裝絲桿，絲桿中部鉸有螺紋；配重外形呈H型，配重中部攻有螺紋孔并穿在絲桿上；電機(jī)前后曲柄及其上部件完全相同；兩個(gè)電機(jī)及其上部件完全相同，并呈左右對(duì)稱安裝在平板上。本發(fā)明采用絲桿的方式連續(xù)調(diào)節(jié)配重偏心距，可以在調(diào)整精密可控震源輸出信號(hào)頻率的同時(shí)避免激振力急劇增加，具有輸出信號(hào)頻率相位可控，信號(hào)頻寬較大，便于運(yùn)輸和移動(dòng)等特點(diǎn)，能夠改善由于激振原理受限導(dǎo)致的小型地震勘探設(shè)備激發(fā)信號(hào)頻寬較窄的現(xiàn)狀，適用于野外大型震源設(shè)備無法作業(yè)的復(fù)雜地形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激振力頻寬可調(diào)的小型可控震源激振裝置，主要用于表層地質(zhì)調(diào)查、煤層勘探及油氣勘探等地震勘探領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著國內(nèi)外對(duì)于地震物探需求的增加，物探區(qū)域已由原有的沙漠、戈壁等偏遠(yuǎn)地區(qū)逐漸擴(kuò)大到人口密集，植被旺盛等特殊區(qū)域，這也對(duì)物探裝備提出了更高的要求。以液壓式可控震源為代表的大型激振設(shè)備在進(jìn)行物探工作時(shí)伴隨著大量的噪音污染和尾氣排放，且還存在著運(yùn)移過程中對(duì)環(huán)境造成永久性損害等缺點(diǎn)。這個(gè)問題導(dǎo)致其無法在植被旺盛、人口較為密集等特殊地區(qū)進(jìn)行勘探作業(yè)。

對(duì)于這些特殊的區(qū)域，目前常見的施工方式是采用一些便于運(yùn)移、綠色環(huán)保的小型震源在這些區(qū)域進(jìn)行地震信號(hào)的激發(fā)作業(yè)，其中的主要類型為重錘式震源。但傳統(tǒng)的重錘式震源往往只能采用單次激發(fā)的方式?jīng)_擊地面，在這種方式下震源設(shè)備激發(fā)能量與重錘質(zhì)量成正比，而目前的小型機(jī)械式震源往往受到質(zhì)量的限制使激發(fā)能量不足，導(dǎo)致勘探深度不夠。此外，重錘式震源還存在激發(fā)效率過低，信號(hào)激發(fā)與輸出有延時(shí)等缺點(diǎn)，導(dǎo)致通過檢波器采集的反射信號(hào)質(zhì)量較差。精密可控震源是一種新型的震源設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單，信噪比較低等特點(diǎn)，它基于對(duì)震源激發(fā)的連續(xù)的周期信號(hào)解碼來模擬較大能量的脈沖信號(hào)，以達(dá)到增加勘探深度的目的。但由于震源通過偏心配重旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作為震源的激振力，其激振力幅值勢必與其旋轉(zhuǎn)角速度呈平方正相關(guān)，在提升激振信號(hào)頻率時(shí)，會(huì)導(dǎo)致激振力急劇增大，超出了設(shè)備的設(shè)計(jì)強(qiáng)度限值，因此這種震源的激發(fā)信號(hào)頻寬往往較窄，而拓展震源激發(fā)信號(hào)頻寬正是提高信號(hào)反演頻譜清晰度的關(guān)鍵因素。因此，研發(fā)一種適用于特殊地區(qū)且能激發(fā)較大頻寬信號(hào)的精密可控震源設(shè)備已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。

基于此，本發(fā)明提出一種激振力頻寬可調(diào)的小型可控震源激振裝置，通過絲桿調(diào)節(jié)偏心質(zhì)量塊偏心距的方式來調(diào)節(jié)震源激振力幅值，以擴(kuò)展震源激發(fā)信號(hào)頻寬。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種激振力頻寬可調(diào)的小型可控震源激振裝置，利用左右對(duì)稱的偏心配重旋轉(zhuǎn)的方式產(chǎn)生激振力，且通過絲桿螺紋調(diào)節(jié)配重的偏心距，可在激振力幅值不變的前提下使頻率可一定范圍內(nèi)變化，克服了現(xiàn)有設(shè)備難以在裝置小型化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)激振力頻寬變化的問題，使檢波器能夠接收到更大頻寬范圍的激發(fā)信號(hào)，以提升地震勘探的分辨率。

本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于激發(fā)信號(hào)的能量大小和激發(fā)頻率精確可控，能夠有效提高輸出信號(hào)的信噪比，為提高工業(yè)找礦、油氣藏勘探等作業(yè)的準(zhǔn)確度，準(zhǔn)確探究地層構(gòu)造提供更加有效的手段。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種激振力頻寬可調(diào)的小型可控震源激振裝置，主要由平板、下絲桿支架、配重、絲桿、上絲桿支架、曲柄、電機(jī)等組成。電機(jī)兩側(cè)輸出軸與曲柄固連；曲柄外側(cè)沿回轉(zhuǎn)半徑方向上分別焊有上絲桿支架和下絲桿支架，兩支架中部開有圓形通孔；絲桿中部鉸有螺紋，上下兩側(cè)分別與上絲桿支架、下絲桿支架相連，絲桿最外側(cè)一端加工有六邊形盲孔；配重外形呈H型，配重中部攻有螺紋孔并穿在絲桿上，H型橫梁長度與曲柄寬度相同；電機(jī)前后曲柄及其上部件完全相同；兩個(gè)電機(jī)及其上部件完全相同，并呈左右對(duì)稱安裝在平板上。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、利用左右對(duì)稱的電機(jī)帶動(dòng)配重旋轉(zhuǎn)的方法，能夠產(chǎn)生連續(xù)的激振力信號(hào)，且通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可精確控制配重的旋轉(zhuǎn)相位及周期，從而有效提高震源輸出信號(hào)的信噪比；