CN1042421A - 海上震源构架 - Google Patents

Abstract

在一个系统中的多个海上震源定位用的一种装置。该海上震源被安装在一个保持装置中，保持装置再安装到构架上，于是每个震源均被隔开，且与此系统中最靠近的另外的震源相距一个预定的距离。减震装置被安装在此构架内，位于每一个保持装置与装在此构架内的其它保持装置之间。

Description

本发明涉及地震勘探，尤其是涉及用于安装在一个系统中的海上震源的构架。

在海上地震勘探中，要在一个水体中运用一个或多个震源，这些震源被点燃以便产生声波脉冲或者冲击波，该脉冲通过水体传播到水体层下方的地下地质构造之中。然后该脉冲从底层地质构造以声波形式被反射回来。一个地震检波器、水中地震检波器或者类似设备的系统探测出反射声波并将其转换成电信号。将这些电信号记录下来供以后分析、整理之用。分析记录下来的信号就能指明底层地质构造的情况以及在这些构造中伴随的石油储存。

海上地震勘探最通常是在海水体中进行的，然而，在本介绍以及所附权利要求中所用的术语“水”，被意味着包括海水、湖水、沼泽水、湿地水、泥浆以及其它任何液体，只要所含的水足以操作所用的与本发明有关的海上震源即可。

有许多所用的传统的海上震源能在水体中产生声脉冲，例如，象硝化甘油炸药之类的爆炸物，能用来产生进入底层构造的强烈脉冲。然而，由于安全和经济原因，使用那些爆炸物越来越少了。另一个传统的海上震源利用一组电容器通过一个地下电极放电，产生一个快速崩溃的爆炸气体气泡。还有一种传统的海上地震源使用爆炸气体（例如丙烷与空气或者丙烷与氟气的混合物）来产生点燃声脉冲。

另一些最为常见的传统声能源采用高压压缩气体来代替爆炸气体混合物。用于开口压缩气体枪的典型设计可以下列专利中看到：切尔明斯基（Chelminski）的1972年4月4日发布的美国专利3，653，460以及贝尔特（Baird）的1979年2月27日发布的美国专利4，141，431。一种用于海上地震勘探的典型的压缩气体枪包括一个圆筒形的外壳，该外壳又含有一个适于封闭高压压缩气体燃料的室。在该室上装有一个阀。当该室增压时，阀关闭。而当枪被“点燃”时，所述阀迅速开启，于是压缩气体膨胀，从该室流出，经过所述外壳的排气口进入周围介质，产生出一个声脉冲。

一种特殊类型的压缩气体枪-空气枪已经广泛地用作海上地震源。典型的空气枪具有上述压缩气体枪的外形，而所用高压压缩气体是空气。一般说来，这种空气枪内的压缩空气压力在排入水中产生所需声脉冲之前保持为2，000～6，000磅/吋²。

传统的空气枪一般包括一个具有排气口的圆筒形外壳，当空气枪内的一个阀开启时压缩空气通过所述排气口释放出来。这些水下压缩空气枪的排气口外形可以变化。一种常见的外形是多个排气口围绕着压缩空气枪圆筒形外壳的圆周分布。康涅狄格洲诺沃克（Norwalk）市波尔特（Bolt）技术公司提供的PAR

空气枪是具有四个对称分布排气口的空气枪的例子。另一种外形是压缩空气通过一个单独的排气口释放，此排气口围绕空气枪圆周延伸360°。德克萨斯洲达拉斯（Dallas）市地球物理服务公司提供的Sleeve Guns

就是具有单独的360°排气口的空气枪的例子。在这种外部套管空气枪中，一个与空气枪外壳同心的往复阀沿着所述外壳的外表面滑动，以便开启或者关闭该排气口。

尽管那样的空气枪在工业中获得广泛应用，并且具有超过先前所用装置的显著优点，但是它们在地震勘探中的效率却常常由于一个难题而受到影响，这个难题就是伴随着它们声冲击而产生的次级振动（鸣震）。熟悉此项技术的人们深知，用于地震勘探的声能的最佳形式是单独的声冲击，而不是次级振动可能导致的一串或者说一系列冲击。自从将爆炸燃料更广泛地应用于地震勘探，那样的单独冲击就获得了，其方法是，在接近水体表面处点燃爆炸燃料，使爆炸排入大气中，因而阻止次级振动的发生。然而，由空气枪产生的脉冲强度不够大，不允许离水面近处点燃空气枪。因此，必须在一个信号强度损失小得多的适当深度处点燃空气枪。然而，当空气枪在所述深度处点燃时，排出的空气形成一个气泡，气泡弹性地与周围水的惯性质量结合形成一个振动系统。因此空气气泡以其固有周期胀大和缩小，直至能量被耗散在水中，气泡才变为体积平衡状态。那样产生的振动是不符合需要的，因为这会产生一连串次级的压力脉冲，所述次级脉冲降低了从最初的次级信号组分获得的波谱质量。所发生信号的初级信号组分与伴随的逐次振动组分中的最强者的振幅比通常被称作“气泡初级比”。正如熟悉此项技术的人所知，所述气泡初级比应尽可能增加到最大限度，以便空气枪的波谱频率含量最为理想。

已经知道，通过空气枪的特殊定位，能改善所述气泡初级比。采用增加气泡初级比的方法，这种工艺能产生对于地震勘探适用得多的声信号。所述改进气泡初级比的工艺包括一个具有至少三个空气枪的系统。这些空气枪适于产生排出空气气泡，并且每个气泡的最大半径R基本相等。每个空气枪相互隔开，且离开最近的另一个空气枪一个固定的精确间距D，所述距离D经过选择，使得气泡一初级比达到最大值。D应不大于1.2R，不大于2R。当这个系统的空气枪分开所述精确间距时，具有“相互关联”的特征。在一个最佳实施例中，所述系统包括一组四个空气枪，这些空气枪布置在边长约为 R的正方形的角上。在另一个最佳实施例中，所述系统包括一组三个空气枪，这些空气枪布置在一个三角形的顶角上。每个系统中的所有空气枪作为一组同时点燃。两个或更多那样的系统也可同时被使用，成为复合系统。

实施这种工艺要求：在系统被使用、点燃期间，该系统中空气枪之间符合要求的间距能保持不变。已经被采用的一种方法是用连接链条将空气枪安置在一个刚性的盒状定位结构中，所述连接链条对于空气枪体和所述结构来说均是拉紧的。然而，这种装置组装困难，即便组装完毕，在个别空气枪需要维修或者更换时，拆装也相当困难。这种方法还使组装工作笨重而且难以控制，因为在甲板上搬运以及在一条海上地震船上施展困难。

为了实施上述工艺，在所述系统中的空气枪一起同时点燃是相当重要的。在点燃时，每个空气枪产生剧烈的爆炸冲击能量，所述能量有可能对这一空气枪本身及其连结点的定位结构具有很大的破坏性，并且，如果所述能量通过上述定位结构传出，也有可能对系统中其余空气枪也具有很大的破坏性。例如，当使用上述盒形定位结构时，拉紧的安装链链环遭到剧烈伸长的危险。此外，链条伸长和空气枪定位失效还将由于链环材料腐蚀受损而进一步加剧。

再有，可以理解，由于空气枪之间的精确距离是由排出的空气气泡的半径来确定的，而海上地震勘探所用的不同尺寸的空气枪产生不同的气泡半径，因此空气枪之间的间距必须随所用空气枪尺寸而改变。上述定位结构不能方便地进行调整，以便为不同的空气枪提供不同的间距。这种分离结构，对于进行地震勘探可能使用的每一种尺寸的空气枪来说，都必须是方便易行的。

因此，本发明的目的是提供一种装置，它用来有效地定位一个相互关联的空气枪系统，具有较长的使用寿命，并且减少了对系统中空气枪的冲击损害。本发明的另一个目的是提供一种定位装置，它比较容易组装，并且其中的单独的空气枪能够比较迅速地取走和重新装入。本发明的再一个目的是提供那样一种装置，即空气枪之间的间距能根据空气枪的尺寸范围方便地进行调整。本发明也还有这样一个目的：提供一种定位装置，它适于搬运、使用以及从海上地震船上竖立起来。

图1是根据本发明的海上震源系统的透视图，该系统包括四个空气枪组件，它们用一个根据本发明的构架支承，相互保持预定的间距;

图2是安装在本发明构架中的一个海上震源空气枪组件的透视图;

图3是一个卡箍组件的透视图，此组件用来将图2所示的空气枪组件安装在本发明的构架之中;

图4是图1所示的本发明构架中所用的一个减震组件的局部视图;

图5A是根据本发明的另一个海上震源系统最佳实施例的端视平面图，该系统也包括四个空气枪组件，它们用一个根据本发明的构架支承，相互保持预定的间距;

图5B是图5A所示系统的侧视平面图;

图6是图5A、5B所示的本发明构架中所用另一个减震组件最佳实施例的局部视图;

图7是根据本发明的另一个海上震源系统最佳实施例的端视平面图。该系统也包括四个空气枪组件，它们用一个根据本发明的构架支承，相互保持预定的间距;

图8是图7所示的本发明构架中所用的一个弹性-冲击组件的局部视图。

简而言之，本发明包括一台装置，该装置用来使一个系统中的多个海上震源定位。所述海上震源可以是空气枪组件。提供多个卡箍以便固定空气枪组件，这些卡箍被安装在一个构架上，使得每一个空气枪组件与本系统中最靠近的另一个空气枪组件相距一个预先确定的距离。减震装置被安装在此构架中，位于安装在此处的每个卡箍之间，此构架可包括多个连接管。并且每个减震装置可以包括一个弹性的叠式减震器。

本发明装置是一个用来使海上震源定位的构架。在本发明的最佳实施例中，所述装置是用来使一个系统中的至少三个空气枪定位的构架，经定位后的每一个空气枪与最靠近它的另一个空气枪相距一个预先确定的距离，一组商业可提供的基本上等体积的空气枪能适用于本发明的这一最佳实施例。

参见图1，四个最好基本呈圆柱形的空气枪组件10被安装在根据本发明的两个平行构架之中。此空气枪组件10将在下文中结合图2进行更为详细的介绍。在这个被描述的最佳实施例中，用一对卡箍组件将每一个空气枪组件10安装在构架组件之中，每个卡箍组件卡住空气枪组件的一端。然而应该理解，在一些应用情况中，要求每个空气枪组件由一个单独的卡箍组件固定，而所述卡箍组件又安装在一个单独的构架组件上;或者由多于两个卡箍组件固定，而所述卡箍组件又安装在多个平行的构架组件上。所述卡箍组件12将在下文中结合图3进行更为详细的介绍。

每个卡箍组件12用螺栓联结到一个短管组件14上，这将在下文中结合图4进行更为详细的介绍。短管组件14是起间隔作用的构件，此构件用来使卡箍组件12（空气枪容纳在其中）相互相隔一个预定的距离。每个短管组件14包括一个连接管子16，连接管的每一端上焊有法兰盘18。短管组件14使卡箍组件12以一个预定的距离相互连结在一起。在这个被描述的最佳实施例中，两个短管组件14呈直角地连结到四个卡箍组件12的每一个上，以便形成具有一个敞口的正方形图形构架组件。最好能根据在系统中空气枪组件的数量，将短管组件安排成一个适当的多边形形状，在这个多边形的每一个角上安置一个卡箍组件，并且有两个短管组件安装在这个卡箍组件上。最好能将多个基本上相互平行的多边形构架，沿着所需要的空气枪组件的长度进行排列，与图1中所示的排列相似。并且，多个那样基本平行的构架可根据需要相互连结，以便提供附加的支承，以及借助于在它们之间通过的纵向连接管减轻空气枪组件上的压力，另外，减震装置也能安装在构架和纵向连接管之间。熟悉此项技术的人们知道，上述安排可以作多种替代变化。例如，四个卡箍组件中的每一个能被安装在呈十字形排列的短管组件上，或者，作为另一个例子，多个平行的短管组件能够由这个最佳实施例中所介绍的每个单独的短管构件来代替。此外，熟悉此项技术的人们非常清楚，可以用一些其它结构的连接件，如刚性杆或者柔性链节来代替这个最佳实施例中的连接管。例如，在一些使用场合可以发现，需要用橡胶之类的弹性材料来制造全部或者部分所述结构连接件，以便为构架提供附加的减震能力。还有，可以理解，连接管可以在构架中排列成三角形以便安装三个空气枪组件，或者在构架中排列成其它适合的几何形状以便安装四个以上空气枪组件。

本发明的显著优点是：空气枪组件之间的间距可以根据需要，采用装入适当长度短管（即带有法兰盘18的连接管16）的方法，方便而又快速地进行调整。同样，只要改变短管的长度，就可使构架从标准尺寸变为其它尺寸，以便适应空气枪的尺寸变化。

在实施上述技术过程中，每个空气枪组件10最好能够在水体中产生一个最大半径为R的水泡，而卡箍组件12最好被安装在具有适当长度的短管组件14上，使得在此系统中的每一个空气枪组件与离其最近的空气枪组件的距离不小于1.2R，与离其最远的空气枪组件的距离不大于2R。

在每个卡箍组件12与每个装在其上的短管组件14之间布置着一个减震器组件20，它最好是一个有弹性的减震器，在下文中将结合附图4进行详细介绍。在本介绍以及所附权利要求中，所用的术语“有弹性的”，是指一种所介绍的组件、物体或者材料在受到变形之后恢复其尺寸和形状的能力，此处所述变形可以是由压缩力引起的。减震器组件20的一种功能是，用来吸收由于空气枪组件10点燃而产生的爆炸冲击能，因而减少由于这一冲击能导致的、对构架和装在其中的空气枪组件的损害。

现在参看附图2，图中画出了适于安装在本发明构架中的一个空气枪组件。如同上述，市场提供的空气枪能够适用在该构架之中，与本介绍相似的一种空气枪实例是螺栓型（Bolt    Model）1900C。图中画出的这种专门的空气枪具有一个作动室40，一个主体42以及一个压力室43。在主体42上装备有多个口44，储存在压力室43中的压缩空气通过口44释放出来，形成上述的空气泡。作动室40，主体42以及压力室42，借助于螺栓48紧固的带状组件46，以一种传统的方式同轴地安装在一起，延长部分50安装在作动室40的相对于主体42的端部。在延长部分50上装备着一根将压缩空气送往作动室40的输送管52，而且输送管52适于接纳从配置容器（未画出）伸出的一根压缩空气供应管53的端部，在延长部分50上还具有一个通道54，它适于将安装在起动室40端部的电磁阀55容纳在此延长部分之中，并允许起动该电磁阀的电控线56从此处通过。

延长部分50以及压力室43的外部最好均装有圆筒形橡胶状物的套管58，而且在延长部分50以及压力室43的外端均做出肩部60、61，以防止橡胶状物套管58从这个组件上滑落。正如下文中将要更详细地介绍的那样，当该空气枪组件安装在构架中之后，橡胶状物套管58能帮助吸收冲击。在本介绍及所附权利要求中，术语“橡胶状物”包括所有具有合适的减震性能的、弹性的或者说能恢复原状的材料。橡胶状物套管58上最好做出圆周沟槽62，它与卡箍组件12上相应的内部凸条配合，将空气枪组件穿牢地固紧在构架之中。因此，延长部分50以及压力室43都具有卡箍组件固紧所需的合适的安装部位或者说安装表面，使空气枪组件10能安装在本发明的构架之中。

应该注意，某些型号的空气枪本身装备有圆周端部法兰盘，此法兰盘为卡箍组件固紧提供了适合的安装部位，例如得克萨斯洲达拉斯（Dallas）城的地球物理服务公司提供的PnuCon

枪就是如此。当使用这类空气枪时，最好采用与那种端部法兰盘形状相适应的卡箍组件以及成型的橡胶状物的沟槽。

现在参见图3，介绍一种卡箍组件最佳实施例，它用来将一个空气枪组件安装在本发明构架之中。卡箍组件12通常包括一个半圆筒形的可转动部分70，该可转动部分以一个铰链72为枢轴相对于一个半圆筒形的固定部分74转动。可转动部分70及固定部分74的内直径均与橡胶状物套管（见图2）的外直径相适应。

每个固定部分74都被焊接在两个管子延长部分或者说管段76上，所述两个管段76从这个部分径向地伸出并且相互成直角。应该理解，如果安装在构架中的空气枪组件增加或减少，管段之间的夹角也将发生变化。角板78最好焊在固定部分74和管段76之间的地方，以便增加强度和刚度。所述焊接在两个管段76之间形成的夹角内部的角板构成一块连接板，此连接板被一个孔80穿透。孔80为此系统的装卸使用以及系浮标都提供了方便的连结点，为拖拉该系统还可附设另一些孔。在每一个从固定部分74伸出的管段76上焊有一个法兰盘82。每个法兰盘82再安装到一个减震器组件20和一个短管组件14的法兰盘18上，而短管组件14的另一端再安装到另一个减震器组件20和另一个卡箍组件12上（见图1）。因此，法兰盘18和82提供了一种安装手段，使卡箍组件和短管组件连结在一起，并且在两者之间还可安装减震装置。

固定部分74上装有一个凸耳84，它与铰链72相对，且具有一个贯通的横向孔86。转动可转动部分70，盖上卡箍组件12，使其围绕空气枪组件的延长部分50或者压力室43，此时安装在转动部分70上的相应凸耳88就与凸耳84重叠在一起。然后，可以用一条螺栓（未画出）穿过凸耳84的孔86以及相应凸耳88的相应孔90，以便将卡箍组件牢固地锁定在关闭位置。如果需要增加强度，还可采用附加的成组凸耳。

这种可转动的卡箍装置能快速、容易地取走和安装空气枪组件10：当需要搬开和重新安装空气枪以便修理或者更换时，只要方便地打开卡箍组件12，取走或更换空气枪组件，再锁闭卡箍组件、围住空气枪组件即可。

在固定部分74和可转动部分70上均做出围绕其内表面的圆周凸条92。当卡箍组件12锁闭、围住空气枪组件时，这些凸条92与橡胶状物套筒58（见图2）上的沟槽62配对、接合，因而限制空气枪组件相对于构架的纵向运动。

如同上文中结合图1所述，卡箍组件12的每个法兰盘82被安装在一个减震器组件20和一个短管组件14上，然后组件14再被安装到另一个减震器组件20和卡箍组件12上。所以，减震器组件被“串联”安装在构架所支持的每个空气枪组件之间。“串联”的减震器组件使来自所述枪爆炸能量的重复冲击衰减，有助于保证构架和空气枪组件的寿命，要不然所述重复冲击对构架和空气枪组件是具有破坏性的。减震器组件被设计成能吸收沿着推、拉以及弯曲方向的不合要求的振动。虽然在图1所示的本发明最佳实施例中，使用了两个“串联”减震器组件，它们在每个空气枪组件之间安装成串，以便提供对于空气枪爆炸能量的特别有效的衰减，熟悉此项技术的人们显而易见，根据需要可增加或者减少减震器组件的数量。此外，橡胶状物套管58（见图2）也在空气枪组件和构架之间提供了附加的减震保护。

下面参看图4，介绍一种用于图1所示构架的减震器组件最佳实施例。图4所示的迭式减震器特别适用于相对较小的空气枪组件。从图4可以看到，一个弹性圆盘100被安置于法兰盘82和18之间。所述弹性圆盘可由橡胶或者任何具有合适减震性能的其它弹性材料制成。法兰盘82、18以及位于它们之间的弹性圆盘100用螺栓102固定在一起。钢制环形压板104围绕连接管16共轴地放置着，螺栓102一端的头部103紧靠着所述压板104。螺栓102依次穿过：（1）环状压板104;（2）圆环状（环形）弹性衬套106，它位于环状压板104和法兰盘18之间;（3）法兰盘18;（4）弹性圆盘100以及（5）法兰盘82。螺母108拧紧在与环状压板104相对的法兰盘82一侧的螺栓102上。因此，弹性圆盘100被用来吸收在法兰盘之间推向的不合需要的冲击振动，而弹性衬套106被用来吸收拉向冲击振动。由于迭式减震器20还需要能够吸收短管组件和卡箍组件之间的弯曲运动，在螺栓102周围，在连接管子16和环状压板104、弹性衬套106之间最好如同图4所示那样留出适当的间隙，以便适应所述的弯曲运动。

现在参见图5A，介绍本发明构架的另一个最佳实施例。图5A中所描述的最佳实施例特别有利于为装在其中的空气枪组件在装卸和使用期间提供附加的保护。从图5A中可以看到，如同上文所述的那种空气枪组件110被固定地支承在卡箍组件111中。每个卡箍组件111通过一对管段112安装到弧形角管连杆114上。每个弧形角管连杆做成一个预定的角度，在图5A所描述的特殊最佳实施例中，角管连杆114适于安装四个空气枪组件110，因此做成大约90°的弧形，并且卡箍组件111安装在此弧形的内部。每个弧形角管连杆114被安装到短管组件116上，而短管组件116再被安装到另一个角管连杆上，后一个角管连杆上装有另一个卡箍组件111，在每个角管连杆114和短管组件116之间还装有一个减震器组件118，这将在下文中结合图6进行更为详细的介绍。把角管连杆114和短管组件116连结在一起，形成一个正方形（从端部看过去），空气枪组件被支承在正方形的内部，而且每一个空气枪组件与最近的另一个空气枪组件分开符合要求的精确距离。正如已讨论过的那样，所述分开距离能通过选择适当长度的短管组件116的方法进行调整，以适应不同尺寸的空气枪。

仍参见图5A，可以注意到，此处所描述的卡箍组件111与图3中所描述的卡箍组件比较，是一个卡箍组件的另一个最佳实施例。卡箍组件111由一个半圆筒形可拆部分120和一个半圆筒形固定部分122组成，所述固定部分122借助于管段112通过如上所述的方法安装到弧形角管连杆114上。可拆部分120和固定部分122不是相互可转动地连结，而是借助于穿过配对凸耳126的螺栓124相互固紧，箍住空气枪组件110的端部。每个可拆部分120和固定部分122最好设有内部凸条，这些凸条与空气枪组件110上的橡胶状物沟槽相接合，如上文结合图3所述。

下面参见图5B。在图5B中可以看到图5A所示系统的侧视图。与结合图1所作的描述类似，在图5B中的每一个空气枪组件110支承在两个卡箍组件111之中，卡箍组件111再安装在两个平行的构架组件上。这种安排为空气枪组件的两端提供支承，提高了空气枪组件的寿命，减少了空气枪组件相对于每个构架组件的运动，因而也减少了构架组件上的压力。熟悉此项技术的人们很容易看出，能够根据需要，将空气枪组件110只安装在一个框架组件中，或者安装在三个或更多沿其长度排列的平行构架之中。

现在结合图6，介绍用于图5A、5B所示构架中的迭式减震器的另一个最佳实施例。图6所示的迭式减震器特别适用于使用大型或小型空气枪的空气枪组件。从图6中可以看到，一个弹性圆盘130被放置在法兰盘132和134之间。法兰盘132被安装（最好是焊接）在角管连杆114上，如同上文所述，而法兰盘134被安装（最好也是焊接）在管子连杆136上并构成短管组件116的一部分。弹性圆盘130的直径大约与法兰盘132、134的直径相一致。圆环形弹性衬套138的外直径也大约与法兰盘132、134的外直径相一致，它们布置在相对于弹性圆盘130的法兰盘132、134的侧面。此弹性衬套138围绕着角管连杆114以及连接管136安装，并且可以做成两半结构或者切开的单片结构以利于安装。

法兰盘132和134、弹性圆盘130以及弹性衬套138，借助于一对半圆筒形的冲击罩壳140，全部固定在一起。为了明确起见，在图6中只画出了一个冲击罩壳140。每个半圆筒形冲击罩140上焊有半圆环形的压紧端板142。冲击罩壳140的内直径通常与法兰盘132和134、弹性圆盘130以及弹性衬套138的外直径相一致，而半圆环形端板142的内直径通常与连接管136以及角管连杆114的外直径相一致。正如上文结合图4所述，要求迭式减震器能够吸收该系统操作中所碰到的弯曲力。因此，为了适应那样的弯曲运动，最好如图6所示在以下各处留出适当间隙：（1）冲击罩壳140的内直径与法兰盘132、134的外直径之间;（2）端板142的内直径与连接管136、角管连杆114的外直径之间。每个冲击罩壳140上也装有凸耳144，所述凸耳贴近此罩壳的纵向棱边，径向地向外伸出。当一对半圆筒形冲击罩壳140围住法兰盘132和134、弹性圆盘130以及弹性衬套138时，罩壳的纵向棱边接触，使它们的凸耳144基本上相互对准。然后，就可用螺栓（未画出）穿过凸耳144的各配对孔146，将整个迭式减震器组件紧固在一起。当迭式减震器那样组装起来之后，橡胶料物圆盘130置于法兰盘132和134之间，而而橡胶状物衬套138被安置在法兰盘相对于橡胶状物圆盘130的侧面并处于法兰盘和端板142之间。因此，橡胶状物130适于吸收在法兰盘132和134之间不符合要求的推向冲击震动，而橡胶状物衬套138适于吸收在这些法兰盘之间不符合要求的拉向冲击震动。

熟悉此项技术的人们很容易看出，在本发明装置中的上述迭式减震器可以用其它形式的减震器来代替。假如需要，例如液压或者金属弹簧减震器均可使用。

现在结合图7，介绍本发明构架的另一个最佳实施例。从图7可以看出，与上文所述相似的空气枪组件150被固定地支承在卡箍组件152中。每个卡箍组件152包括两个半圆筒形的用纵向螺栓固定在一起的半环。从得克萨斯州达拉斯（Dallas）城地球物理服务公司购得的卡箍只要进行适当改进，就能类似于图7所示的卡箍组件。孔环156、158被焊接在半圆筒形半环的外部。每个卡箍组件152上两个孔环156中的每一个，通过一个链条支承160连结到另一个卡箍组件152的另一个孔环156上。在这个所介绍的最佳实施例中，链条支承160具有相等的长度。在每个卡箍组件152上的孔环158再通过一个可拆链环162连结到冲击弹簧组件164上。所述冲击弹簧组件将在下文中结合图8进行更为详细的介绍。每个冲击弹簧组件最好安装在一个形成预定角度的角部构件上。在这个本发明最佳实施例中，要把四个空气枪组件安装成正方形，所以冲击弹簧组件164具有两个相互成直角的连接管166焊在其上，以便形成一个角部构件。卡箍组件152被连结到冲击弹簧组件164上，处于角部构件形成的夹角的内侧，连接管166通过减震器组件170连结到短管组件168上，如同上文结合图5、6所述。按图7组装以后，冲击弹簧组件提供拉力，此拉力与链条支承160共同作用，使处于正方形角部的卡箍组件152以及空气枪组件150定位，相互离开所要求的距离。

下面结合图8，更详细地介绍图7所示的冲击弹簧组件。冲击弹簧组件164包括一个外壳180，此外壳最好呈圆筒形或者说杯形，它具有一个被一个孔182穿透的基本封闭的端部，以及一个基本敞开的内部具有圆周沟槽184的端部或者说口部。杆186穿过外壳180和孔182纵向地伸出，并且超出外壳180的封闭端。杆186的伸出端被孔188贯穿，所述孔188为可拆链环或其它连接物提供一个连接点，如图7中所示。杆186的另一端最好终止于外壳180的敞开端附近，且有圆形承压环或者说端板190焊于此处。端板190围绕杆186径向延伸，其外直径的大小使它能在外壳180中纵向移动。弹性块192被安置在承压端板190以及外壳180的封闭端之间。所述弹性块192最好呈圆环形，可以由任何适合的弹性材料例如说合成橡胶制成。当此冲击弹簧组件164被组装在如图7所示的本发明构架中时，弹性块192最好稍被压缩，因而对链条支承提供张力，以便使空气枪组件定位，这一张力还有助于消除链条支承由于磨损而造成的松垂。而且，弹性块192还提供了减震能力，以便吸收空气枪点燃时产生的爆炸冲击能。

为了加入图7所示的构架组件，冲击弹簧组件164最好能装上一个端盖193，此端盖具有一个贯通的中心孔194，并有一个螺母195焊在该处，使螺母195与中心孔194基本上共轴。用一个挡圈196将端盖193固定在外壳180的口部，此时挡圈196被容纳在圆周沟槽184中。最好再提供一个内肩部198，以便限制端盖193进入外壳180内部的移动，因而也防止它在那里发生歪斜，在对链条支承的张力作用下冲击弹簧组件被压缩时，所述歪斜可能发生。螺母195使一条螺栓（未画出）能在此拧过，并且穿过端盖193内的孔194紧靠杆186的末端。于是，拧紧这条螺栓就能压缩弹性块192并在外壳180内纵向移动杆186。象这样移动杆186，组装人员不再需要用人力来克服冲击弹簧组件所施加的张力，借助于一个可拆链环或者其它连接件就能很容易地把空气枪组件与杆186连结在一起。

本发明提供了一种先进的装置，此装置能使一个相互关联的空气枪系统中枪到枪的间距保持精确。还能采用选择和安装适当长度的短管组件的方法，方便地调整枪到枪的间距，以适应不同尺寸的空气枪。本发明还提供了既方便又有效的卡箍组件，此组件能用于连结和支承空气枪并将它们保持在正确的位置。另外，本发明还提供了减震装置以便延长空气枪和构架的使用寿命。

熟悉此项技术的人们很容易对本发明装置作出各种变形和替代，这些变形和替代均不越出本发明的范围。虽然本发明是结合一些专门的最佳实施例进行介绍的，应该理解，本发明的权利要求不受这些实施例限制。

Claims (58)

1、在一个系统中的多个海上震源定位用的一种装置，它包括：

一个构架：

多个保持装置，每个所述保持装置适于保持至少一个所述海上震源，每个所述保持装置还被安装在所述构架中，使得被保持在其中的每一个所述震源与该系统中最靠近的其它所述地震能源分开一个预先确定的精确距离；以及

多个减震装置，它们被安装在所述构架内，位于每个所述保持装置与装在该构架内的其它所述保持装置之间。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征为，所述海上震源是压缩气体枪组件。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征为，每一个所述保持装置包括一个卡箍组件，该卡箍组件适于箍紧一个所述压缩气体枪组件。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征为，每个所述卡箍组件可拆卸地安装在一个起间隔作用的构件的一端，另一个所述卡箍组件可拆卸地安装在该构件的另一端，因此，采用改变所述有卡箍组件可拆卸地安装其上的起间隔作用的构件长度的办法，就可改变所述卡箍组件分开的距离。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征为：所述减震装置包括至少一个有弹性的减震器，该减震器安装在每个所述间隔构件和每个装在该构件端部的所述卡箍组件之间。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征为，每个所述有弹性的减震器包括一个弹性迭式减震器。

7、根据权利要求3所述的装置，其特征为，所述间隔构件排列呈多边形，每个所述卡箍组件位于所述多边形的一角，并有至少两个所述间隔构件连结在此处。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征为，所述多边形为正方形。

9、根据权利要求7所述的装置，其特征为，在所述系统中的每个压缩气体枪组件能在水体中产生一个半径为R的气体泡，则所述预先确定的精确距离为不小于1.2R。

10、根据权利要求9所述的装置，其特征为，在所述系统中的每个压缩气体枪离开该系统中最远的另一个压缩气体枪的距离不大于2R。

11、在一个系统中的多个海上震源定位用的一种装置，它包括：

多个保持装置，每个所述保持装置适于保持一个所述海上震源;

多个间隔构件，至少一个所述间隔构件被安装在每个所述保持装置上，使得保持在其中的每个所述震源离开该系统中的其它所述震源的距离不小于第一个预先确定的距离，且不大于第二个预先确定的距离;

多个减震装置，它们安装在每个所述保持装置和每个安装在该处的所述间隔构件之间。

12、根据权利要求11所述的装置，其特征为，所述海上震源是空气枪组件。

13、根据权利要求12所述的装置，其特征为，所述每个保持装置是一个适于箍紧一个所述空气枪组件的卡箍组件。

14、根据权利要求13所述的装置，其特征为，每个所述间隔构件是一个连接管。

15、根据权利要求14所述的装置，其特征为，每个所述减震装置是一个有弹性的减震器。

16、根据权利要求15所述的装置，其特征为，每个所述减震器是一个弹性迭式减震器。

17、根据权利要求15所述的装置，其特征为，所述连接管排列呈多边形，使得每个所述卡箍组件位于所述多边形的一角，并有至少两个所述连接管安装在此处。

18、根据权利要求17所述的装置，其特征为，在该系统中的每个所述空气枪组件能在水体中产生一个半径为R的空气泡，则所述第一个预先确定的距离为1.2R，所述第二个预先确定的距离为2R。

19、根据权利要求18所述的装置，其特征为，所述多边形是一个正方形。

20、在一个系统中的多个海上震动压缩气体枪组件定位用的一种装置，它包括：

多个卡箍组件，每个所述卡箍组件适于箍紧一个所述压缩气体枪组件，每个所述卡箍组件还具有两个安装在该处的固定装置;

多个连接管，每个所述连接管具有装在其端部的固定装置，有两个卡箍装置通过所述连接管上的固定装置使所述卡箍装置上的固定装置安装到每个所述连接管上，使得与每个连接管连接的每个卡箍组件与另一个所述卡箍组件隔开一个预先确定的距离;

多个弹性迭式减震器，每个所述迭式减震器在所述连接管的固定装置以及连接在连接管上的卡箍组件固定装置附近，以便吸收由于箍紧在卡箍组件中的压缩气体枪组件点燃而产生的爆炸冲击能量。

21、根据权利要求20所述的装置，其特征为，所述海上地震压缩气体枪组件是空气枪组件。

22、根据权利要求21所述的装置，其特征为，所述空气枪组件基本上呈圆筒形。

23、根据权利要求22所述的装置，其特征为，每个所述卡箍还包括一对适于握紧一个所述空气枪组件外部的半圆筒形部分。

24、根据权利要求23所述的装置，其特征为，所述半圆筒形部分相互可转动地安装在一起。

25、根据权利要求24所述的装置，其特征为，每一个所述空气枪组件装备有沿其长度分布的第一和第二固定部分，每个所述固定部分适于用一个所述卡箍组件握紧。

26、根据权利要求25所述的装置，其特征为，每个所述空气枪组件还进一步包括环绕所述空气枪组件固定部分的弹性套管。

27、根据权利要求25所述的装置，其特征为，在每个所述空气枪组件上的每个所述第一固定部分被握紧在一个第一卡箍组件中，而每个所述第二固定部分被握紧在一个第二卡箍组件中。

28、根据权利要求27所述的装置，其特征为，每个所述第一卡箍组件由一个所述连接管连接到另一个所述第一卡箍组件上，而每个所述第二卡箍组件由一个所述连接管连结到另一个所述第二卡箍组件上。

29、根据权利要求28所述的装置，其特征为，与所述第一卡箍组件相互连结的所述连接管排列成一个第一多边形，使每个所述第一卡箍组件位于所述第一多边形的一角，而与所述第二卡箍组件相互连结的所述连接管排列成一个第二多边形，使每个所述第二卡箍组件位于所述第二多边形的一角。

30、根据权利要求29所述的装置，其特征为，每个所述多边形与每个其它所述多边形基本平行。

31、根据权利要求30所述的装置，其特征为，每个所述多边形是一个正方形。

32、根据本发明权利要求29所述的装置，其特征为，所述卡箍组件上的所述固定装置是法兰盘，所述连接管上的所述固定装置也是法兰盘。

33、根据权利要求32所述的装置，其特征为，每个所述弹性迭式减震器包括：

至少一个弹性元件，安置该弹性元件是为了吸收在所述卡箍组件法兰盘与所述连接管法兰盘之间的推向冲击能量：

至少一个弹性元件，安置该弹性元件是为了吸收在所述卡箍组件法兰盘与所述连接管法兰盘之间的拉向冲击能量。

34、根据本发明权利要求32所述的装置，其特征为，每个所述弹性迭式减震器包括：

一个弹性圆盘，它位于所述卡箍组件法兰盘和所述连接管法兰盘之间：

一个弹性圆环，它围绕所述连接管，且与相对于所述弹性圆盘的连接的管上法兰盘的侧面邻接;

一个压环，它围绕所述连接管，且与所述的相对于连接管法兰盘弹性圆环的侧面邻接;

多条螺栓，每条所述螺栓穿过所述压环、弹性圆环、连接管法兰盘、弹性圆盘以及卡箍组件法兰盘，使上述法兰盘与所述弹性迭式减震器固定在一起。

35、根据权利要求32所述的装置，其特征为，每个连结在所述卡箍组件上的所述法兰盘被安装到所述卡箍组件的一个管子延长部分上，并且每个所述弹性迭式减震器包括：

一个弹性圆盘，它位于所述卡箍组件法兰盘与所述连接管法兰盘之间;

一个第一弹性圆环，它围绕所述管子延长部分，且与所述弹性圆盘相对的卡箍组件法兰盘的侧面邻接;

一个第二弹性圆环，它围绕所述连接管，且与相对于所述弹性圆盘的连接管法兰盘的侧面邻接;

一对半圆筒形冲击罩壳，每个所述冲击罩壳具有一对绕内部安装的沿纵向分开的半圆环形受压端板;

用来将所述半圆筒形冲击罩壳紧固在一起的装置，它使所述弹性圆盘固定在所述法兰盘之间，所述第一和第二弹性圆环位于与弹性圆盘相对的法兰盘侧面的附近，并且所述端板与相对于所述法兰盘的弹性圆环的侧面邻接。

36、在一个系统中的多个海上震源定位用的一种装置，所述装置包括：

多个角管连杆，每个所述角管连杆弯成一个预先确定的夹角;

多个卡箍组件，每个所述卡箍组件中适于保持一个所述海上震源，每个所述卡箍组件还被安装到所述角管连杆夹角的内部;

多个基本呈直线状的连接管子，每个所述直线管的端部连结着一个第一角管连杆和一个第二角管连杆，使得在该系统中的每个所述震源离开该系统中的每个另外的所述震源一个距离，该距离不小于一个第一预先确定的距离，不大于一个第二预先确定的距离;

减震装置，它们安装在每个直线管和每个连结在此处的所述角管连杆之间。

37、根据权利要求36所述的装置，其特征为，每个所述角管连杆是一个弧形管子连杆，它具有一个第一端部和一个第二端部。

38、根据权利要求37所述的装置，其特征为，一个第一直线管连结到每个所述弧形角管连杆的第一端部，而一个第二直线管连结到所述弧形角管连杆的第二端部。

39、根据权利要求38所述的装置，其特征为，所述由每个弧形角管连杆形成的夹角为90°，并且所述弧形角管连杆被连结到所述直线管上，以便形成一个大致的正方形，而所述卡箍组件位于该正方形各角的内部。

40、根据本发明权利要求38所述的装置，其特征为，每个所述减震装置是一个弹性迭式减震器。

41、在一个系统中的多个海上震源定位用的一种装置，所述装置包括：

多个卡箍组件，每个所述卡箍组件中适于保持一个所述海上震源;

至少一个链条支承，它将每个所述卡箍组件连结到至少一个另外的卡箍组件上;

与每个所述卡箍组件连结的装置，它们用来对着所述链条支承向外弹性地张紧卡箍组件;

多个角部构件，每个所述角部构件被做成一个预先确定的夹角，并且有一个所述弹性张紧装置连结在所述夹角的内部;

多个间隔构件，一个第一角部构件和一个第二角部构件连结在每个所述间隔构件的端部;

多个减震装置，它们安装在每个所述间隔构件和每个连结在此处的所述角部构件之间。

42、根据权利要求41所述的装置，其特征为，每个所述弹性张紧装置是一个弹性的弹簧减震器。

43、根据权利要求42所述的装置，其特征为，所述弹性的弹簧减震器包括：

一个基本呈圆筒形的外壳，它具有一个基本封闭的端部和一个基本敞开的端部，在所述基本封闭的端部上有一个贯穿孔;

一根长形杆，它共轴地安装在所述外壳中，所述杆的第一端通过所述孔向外伸出并适于与所述卡箍组件相连结，所述杆的第二端延伸到所述外壳的基本敞开的端部附近;

一个承压环，它被固定在所述长形杆上并且围绕所述杆共轴地延伸到所述外壳的基本敞开的端部附近;

一个圆环形弹性块，它围绕着所述杆，并且位于所述外壳内部的、所述基本封闭的端部和所述承压环之间。

44、根据权利要求43所述的装置，其特征为，每个所述角部构件包括一对连接管，所述的管焊接在所述圆筒形外壳上，相互呈一个预先确定的夹角。

45、根据权利要求43所述的装置，其特征为，所述长形杆的第二端在所述圆筒形外壳的敞开端部附近终止，并且所述弹性的弹簧减震器进一步包括：

安装在所述圆筒形外壳的敞开端部的一个端盖，所述端盖具有一个与长形杆基本共轴的贯穿螺纹孔，因此允许一条螺栓拧过所述端盖并紧靠长形杆的终止端，以便将所述杆纵向地移进所述外壳中，压缩所述圆环形弹性块。

46、根据权利要求45所述的装置，其特征为，所述长形杆通过一个可拆卸链环连结到所述卡箍组件上。

47、根据权利要求44所述的装置，其特征为，每个所述减震装置是一个弹性迭式减震器。

48、根据权利要求44所述的装置，其特征为，每个所述间隔构件是一个基本呈直线状的连接管。

49、根据权利要求48所述的装置，其特征为，由每个角部构件做出的所述预先确定的夹角是90°。

50、一种海上震源系统，所述系统包括：

多个海上震源;

多个保持装置，每个所述保持装置中保持一个所述海上震源;

一个构架，每个所述保持装置均通过间隔构件安装在所述构架上，使其中的每个所述海上震源与该系统中每个另外的海上震源分开，分开距离不小于一个第一预先确定的距离，不大于一个第二预先确定的距离;

多个减震装置，它们安装在所述构架中且位于装在该处的每个保持装置和装在该处的每个另外的保持装置之间。

51、根据权利要求50所述的系统，其特征为，所述海上震源是空气枪组件。

52、根据权利要求51所述的系统，其特征为，每个保持装置是一个卡箍组件，所述卡箍组件箍住保持在其中的所述空气枪组件的一个部分。

53、根据权利要求52所述的系统，其特征为，每个空气枪组件装备有弹性套管，所述弹性套管位于被卡箍组件箍住的空气枪组件的所述部分周围。

54、根据权利要求50所述的系统，其特征为，每个所述减震装置是一个弹性迭式减震器。

55、根据权利要求54所述的系统，其特征为，所述间隔构件是基本上呈直线状的连接管。

56、根据权利要求55所述的系统，其特征为，所述连接管排列呈一个多边形，使每一个安装在该处的卡箍装置位于多边形的一角，并有至少两个所述连接管安装其上。

57、根据权利要求56所述的系统，其特征为，每个所述空气枪组件能够在水体中产生一个半径R的空气泡，且第一预先确定的距离为1.2R，第二预先确定的距离为2R。

58、根据本发明权利要求57所述的系统，其特征为，所述多边形是一个正方形。

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