CN105527646A - 一种用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，包括震源单元，所述震源单元包括柱状壳体、炸药室和聚能空穴，所述柱状壳体的两端分别设有螺纹，柱状壳体一端通过螺纹连接填充有水的填充室，柱状壳体另一端连接有聚能空穴，在聚能空穴与填充室之间设有炸药室，所述填充室中心设有通孔，通孔内设有与雷管连接的导爆索，雷管与炸药室的炸药连接。本发明的用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，可以单独使用一个人震源单元，也可以同时使用多个震源单元，构成多级聚能结构，可在现场进行分级组装、设置起爆结构，有效提高炸药下传能量和分辨率，降低产生的过高频地震波能量和爆炸危害，保证震源的准爆率，能适应复杂地域的地震勘探需要。

Description

一种用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置
技术领域
本发明涉及一种用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，属于地球物理勘探爆破器材领域。
背景技术
在地质物理勘探中，化爆震源地震勘探是目前国内外油气勘探方法中应用最广泛、效果最显著的重要技术之一。随着多年的地质勘探，要进行勘探的领域越来越复杂，勘探的分辨率要求越来越高，同时对周围环境产生的影响要加以控制。用原有的震源装置在复杂地区进行地震勘探时，不能保证合适的激发效果，虽药量大，但有用功少，干扰严重，信噪比低，影响地质勘探效果，因此复杂勘探地区需要研究应用新型震源装置。
常见的震源类型中，竖直装药震源能增大地震波向下作用能量，是进行地震勘探的通用装药方式。单一增加震源弹的药量虽能增加地震勘探能量，但产生的地震波主频减小，爆炸的危害作用增大，使得地震勘探分辨率降低。轴向间隔装药震源较同药量竖直装药震源产生生的地震波能量大，主频高，勘探效果更好好，但产生的高频地震波衰减快，损耗了震源的能量，此外，过长的装药还存在拒爆危险，造成安全隐患。
专利“一种地震勘探炸药爆破震源装置”(专利号2012204892076)公开了一种爆破震源装置，该装置通过给震源弹填充水介质来集中适用于地震勘探的爆炸地震波频率，有效提高地震勘探分辨率，但该装置为封闭完备震源，震源能量受装置大小限制，对于需要较大药量的地震勘探而言，该装置需要较大的长度尺寸来满足勘探的能量需求，给装置的加工、储存、运送都增加了难度，且未能很好解决过长竖直装药的拒爆难题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，构成多级聚能结构，可在现场进行分级组装、设置起爆结构，有效提高炸药下传能量，降低产生的过高频地震波能量和爆炸危害，保证震源的准爆率，能适应复杂地域的地震勘探需要。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，包括震源单元，所述震源单元包括柱状壳体、炸药室和聚能空穴，所述柱状壳体的两端分别设有螺纹，柱状壳体一端通过螺纹连接填充有水的填充室，柱状壳体另一端连接有聚能空穴，在聚能空穴与填充室之间设有炸药室，所述填充室中心设有通孔，通孔内设有与雷管连接的导爆索，雷管与炸药室的炸药连接。
作为优选，所述震源单元有多个，多个震源单元串接，下一个震源单元的填充室通过螺纹与上一个震源单元的柱状壳体连接，下一个震源单元的导爆索穿过上一个震源单元的聚能空穴与炸药室连接。
作为优选，所述聚能空穴形状为半球形、抛物线形或双曲线形，聚能空穴为PVC材质，中心开有用于通过导爆索的通孔，聚能空穴采用粘合的方式密封连接在柱状壳体内壁，紧贴在柱状壳体端口螺纹的上方。
作为优选，所述填充室为对称分布的两端密封的注塑塑料管，两端口处外壁为螺纹结构，中间为一通孔，用于通过导爆索，填充室上表面有两个带有堵塞的注水孔。
在本发明中，本震源装置为一组合型充水聚能震源装置，可根据地质地形条件来选取构成整体震源的震源单元数量，设计的震源单元能简单的靠螺纹连接即可组成整体震源，使其应用方便广泛，在起爆结构上，本震源装置设计为在勘探现场分级组装起爆结构，提高了存储安全性能和准爆率。
在本发明中，震源单元主要由柱状壳体、炸药室、聚能空穴和填充室组成。震源单元可单独构成震源装置，也可多个连接构成多级震源装置，各震源单元通过导爆索连接雷管进行串联起爆。
在本发明中，柱状壳体为一挤塑塑料管，对称结构，两端开口，开口处内壁为螺纹结构。壳体底端内部用于放置聚能空穴，上部作为炸药室放置炸药。
在本发明中，炸药室设在柱状壳体内，用于装填勘探需要的注装或压装炸药，壳体上端螺纹和聚能空穴为炸药室上下端分界线。
在本发明中，为保证让炸药爆炸产生的能量更多的向下传递，在炸药底部设置一聚能空穴，使炸药爆炸的能量产生聚集，同时又不能让炸药过多的能量消耗在聚能空穴上，以避免只提高了炸药的穿透能力，而没有提高炸药爆炸产生的爆炸地震波能量，因此本震源装置的空穴采用PVC材质，为双曲线形，中心开有通孔，用于通过导爆索，将炸药室内的爆轰波传递出去，有效提高炸药下传能量，降低产生的过高频地震波能量和爆炸危害，保证震源的准爆率，能适应复杂地域的地震勘探需要。
在本发明中，水耦合作用下，炸药爆炸产生的地震波能量更强，主频在100Hz内的频率成分更多，更适合于地震勘探的需要，提高地震勘探分辨率。因此本震源装置设有一填充室，用来填充水，同时水还在一定程度上能起到吸收爆轰产物中有毒有害气体的作用，降低震源的危害。
填充室为一注塑两端密封、中心串通的塑料管，端口处外壁为螺纹结构，用于连接壳体。填充室中间通孔用于通过导爆索来传递爆轰波，导爆索传爆速度要不低于炸药的爆速。在填充室顶端有两个带堵头的注水口，起到对称的效果。填充室本身密封，起到了防水的效果。
在本发明中，震源装置的各级震源单元通过导爆索连接雷管进行传爆和起爆，需选用能可靠传爆的导爆索。可选用规格导爆索，直径5.2～5.8mm，将其连接雷管后从壳体上端插入炸药室内的炸药，导爆索另一端连接上一级的震源单元用于传爆，将其从聚能空穴中心通孔处穿过插入上一级震源单元的炸药室内。第一级震源单元的导爆索用来起爆整个震源装置。
有益效果：本发明的用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，可以单独使用一个震源单元，也可以同时使用多个震源单元，构成多级聚能结构，可在现场进行分级组装、设置起爆结构，有效提高炸药下传能量，降低产生的过高频地震波能量和爆炸危害，保证震源的准爆率，能适应复杂地域的地震勘探需要，而且可减少产生过高频地震波能量，对表层干扰小，存储安全，应用方便广泛、起爆可靠。
附图说明
图1是本发明的多级结构组合震源剖视图；
图2是为震源单元的结构剖视图；
图3是柱状壳体剖视图；
图4是填充室俯视图；
图5是图4的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1至如5所示，本发明的一种用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，包括震源单元，所述震源单元包括柱状壳体1、炸药室2和聚能空穴3，柱状壳体1长为400～1600mm，直径为140mm，螺纹长度为20～60mm，所述柱状壳体1的两端分别设有螺纹，柱状壳体1一端通过螺纹连接填充室4，柱状壳体1另一端连接有聚能空穴3，在聚能空穴3与填充室4之间设有炸药室2，所述填充室4中心设有通孔，通孔内设有与雷管6连接的导爆索5，雷管6与炸药室2的炸药连接。
如图1所示，所述震源单元有多个，多个震源单元串接，下一个震源单元的填充室4通过螺纹与上一个震源单元的柱状壳体连接，下一个震源单元的导爆索5穿过上一个震源单元的聚能空穴3与炸药室2连接。
如图2所示，所述聚能空穴3形状为半球形、抛物线形或双曲线形，聚能空穴3为PVC材质，中心开有用于通过导爆索5的通孔，聚能空穴3采用粘合的方式密封连接在柱状壳体1内壁，紧贴在柱状壳体1端口螺纹的上方。
如图3所示，所述填充室4为对称分布的两端密封的注塑塑料管，两端口处外壁为螺纹结构，中间为一通孔，用于通过导爆索5，填充室4上表面有两个带有堵塞的注水孔，填充室4长为100～400mm，直径为140mm，螺纹长度为20～60mm，填充室4中间通孔直径为10mm。
在炸药室2内装填炸药，炸药装填高度不要超过柱状壳体1端口内壁的螺纹处，在填充室4内注满水。首先组装第一级震源单元，将一根导爆索5通过填充室4的中心通孔，插入雷管6并连接于炸药室2内的炸药，用于起爆，将填充室4螺纹连接于柱状壳体1内。
用相同步骤连接好第二级震源单元，并在第二级震源单元底端再连接一填充室4。将第二级的震源单元顶部引出的导爆索5通过第一级的聚能空穴3中心的通孔连接于第一级震源单元的炸药室2内的炸药，用于传递第一级震源单元产生的爆轰波，插入炸药的导爆索5长度不低于5cm。将第二级震源单元通过顶端的填充室4螺纹连接于第一级震源单元的壳体，完成整体震源的组装。
实施效果：将组装后的震源装置放置激发井内起爆，与同药量的竖直装药结构进行对比，测试结果显示，采用本发明的震源装置，能量和频带较常规装药好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，其特征在于：包括震源单元，所述震源单元包括柱状壳体、炸药室和聚能空穴，所述柱状壳体的两端分别设有螺纹，柱状壳体一端通过螺纹连接填充有水的填充室，柱状壳体另一端连接有聚能空穴，在聚能空穴与填充室之间设有炸药室，所述填充室中心设有通孔，通孔内设有与雷管连接的导爆索，雷管与炸药室的炸药连接。
2.根据权利要求1所述的用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，其特征在于：所述震源单元有多个，多个震源单元串接，下一个震源单元的填充室通过螺纹与柱状壳体连接，下一个震源单元的导爆索穿过聚能空穴与炸药室连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，其特征在于：所述聚能空穴形状为半球形、抛物线形或双曲线形，聚能空穴为PVC材质，中心开有用于通过导爆索的通孔，聚能空穴采用粘合的方式密封连接在柱状壳体内壁，紧贴在柱状壳体端口螺纹的上方。
4.根据权利要求3所述的用于地震勘探的组合型充水聚能震源装置，其特征在于：所述填充室为对称分布的两端密封的注塑塑料管，两端口处外壁为螺纹结构，中间为一通孔，用于通过导爆索，填充室上表面有两个带有堵塞的注水孔。
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