CN106199685A - 用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，包括外壳、压缩空气源、冲击气缸、法兰、不锈钢底板、气缸底垫板和振动板，所述外壳为竖向设置的中空筒体，冲击气缸位于外壳内，所述法兰水平固定安装在所述外壳的底部，所述的不锈钢底板和振动板均水平设置，不锈钢底板为具有中心孔的环形板，不锈钢底板位于法兰的下方，振动板位于不锈钢底板的下方，法兰、不锈钢底板和振动板三者通过竖向穿插的外紧固螺栓相连接，所述的气缸底垫板为设置在冲击气缸与不锈钢底板之间的具有中心孔的环形板，内紧固螺栓竖向穿插不锈钢底板、气缸底垫板后与冲击气缸的底部相连接，将冲击气缸悬浮式固定在不锈钢底板上。该装置能够用于水域地震勘探。

Description

用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置

技术领域

本发明涉及地球物理勘探设备，具体是指用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置。

背景技术

随着国民经济的发展，国内外有大量桥梁、隧道、码头在水域兴建。由于地质条件复杂，均需要开展地球物理勘探。

海域石油勘探、开采的钻井平台及其周围也需要进行海洋工程地质勘探，也需要开展地球物理勘探。水域地球物理勘探通常以地震勘探为主。

目前，水域地震勘探使用的震源包括空气枪震源、电火花震源、Boomer、震源船。空气枪震源激发能量大、穿透能力强，但是设备笨重、造价昂贵、操作维护麻烦、对水域生态存在危害。电火花震源激发能量大小可调、穿透能力一般，但是设备昂贵、激发主频较高并难以调节，一般不能在淡水中工作。震源船可在可在江、河、湖、海等水域激发，但设备笨重、操作维护麻烦、激发主频难以调节、沉放深度基本固定。Boomer可在江、河、湖、海等水域激发，穿透能力一般，但是依赖进口、设备昂贵、激发主频难以调节，沉放深度基本固定。

申请号为200810071271.0的中国专利公开了一种气动机械声波水域浅层地震勘探连续冲击震源装置，可用作水域浅层地震勘探震源，但是该装置存在如下不足之处：

1、该冲击震源装置产生振动的主要部件是空气锤，空气锤出力较小、激发能量较小，不能对装置的底板形成有效的高速撞击，因而所获得的子波特性差，对勘探结果有影响。

2、该装置中驱动以及控制锤头上下移动以撞击底板所采用的结构为空压机、磁力基板、磁铁和复位弹簧，不仅结构复杂，而且通过磁铁与磁力基板的磁性吸附以及弹簧的复位来控制锤头的上下移动，很难做到精确控制，难以保证锤头撞击底板的可靠性。

3、该装置为船形空心封闭式容器，装置的比重小于水的比重，因而只能漂浮在水面，而无法进入水中一定深度后进行作业，沉放深度不可调节，不具有可变性，不能根据实际使用需要来调整沉放深度，不能获得不同主频的震动，因而不能匹配振动子波的主频，使得该装置的使用受到很大的限制，具有使用场所的局限性，不能完全满足水域地震勘探的要求。

4、该装置采用的振动板仅采用金属材质，材质不能更换，因而不能产生不同主频的振动子波，不能提供不同的穿透能力和分辨能力。

5、该装置整体封装成一条小船，俗称震源船，承载体采用金属材质，较为笨重且造价高。

冲击气缸是一种体积小、结构简单、易于制造、耗气量小但能产生相当大冲击力的特殊气缸。现有的冲击气缸的结构示意图如图1A至图1E所示，具有气缸活塞杆101、工作腔102、活塞103、密封垫104、环形腔105、喷嘴106、储能腔107、A进气口108、B进气口109和C排气孔110，冲击气缸工作配套的气源为民用级低压空压机，压力小于1.0MPa，即小于10个大气压。与普通气缸相比，冲击气缸的结构特点是增加了一个具有一定容积的蓄能腔107和一个喷嘴106，喷嘴106直径一般为活塞103直径的1/3。

该冲击气缸的两个进气口，即A进气口108和B进气口109通过二位五通电磁阀与气源连接，气缸的整个工作过程可简单地分为三个阶段：

第一阶段，如图1B所示，压缩空气由A进气口108输入冲击气缸的工作腔102，储能腔107经B进气口109排气，活塞103上升并用密封垫104封住喷嘴106，中盖和活塞间的环形腔105经C排气孔110与大气相通。

第二阶段，如图1C所示，二位五通电磁阀换向，压缩空气改由B进气口109进入储能腔107中。同时，工作腔102经A进气口108排气。由于活塞103上端受力面积为喷嘴106面积，相对较小，活塞103下端受力面积较大，缸下腔的压力虽因排气而下降，但此时活塞下端向上的压力仍然大于活塞上端向下的压力。

第三阶段，如图1D所示，储能腔107的气压继续增大，工作腔102的气压继续降低，当储能腔107内压力高于工作腔102压力的9倍时，活塞103开始向下移动。活塞103一旦离开喷嘴106，储能腔107内的高压气体迅速充入到活塞与中盖间的环形腔105中，活塞上端受力面积瞬间增加到原来的9倍，产生很大的压力，于是活塞将以极大的加速度向下运动。活塞到达底部时，活塞103与气缸活塞杆101的速度约为同样条件下普通气缸速度的5至10倍，具有很大的动能，冲击其它工件时产生很大的冲击力。

经过上述三个阶段后，二位五通电磁阀换向，冲击气缸又开始另一个循环。

目前，冲击气缸一般用在往复运动反应灵敏且受力不大的机构中，而在水域地震勘探领域中尚未出现。

发明内容

本发明的目的是提供用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，该装置能够用于水域地震勘探，可在江、河、湖、海等各种水域激发，激发能量较大、子波特性好、穿透能力强、设备轻便、结构简单、造价低廉、操作安全、维护方便、对水域生态无害。

本发明的上述目的通过如下的技术方案来实现的：用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述装置包括外壳、压缩空气源、冲击气缸、法兰、不锈钢底板、气缸底垫板和振动板，所述外壳为竖向设置的中空筒体，冲击气缸位于所述外壳内，所述冲击气缸具有两个进气口和一个排气孔，两个进气口通过两根进气管与所述的压缩空气源相连接，排气孔与排气管相连接，所述冲击气缸底部具有竖直向下设置的活塞杆，所述法兰水平固定安装在所述外壳的底部，所述的不锈钢底板和振动板均水平设置，不锈钢底板为具有中心孔的环形板，不锈钢底板位于法兰的下方，不锈钢底板与法兰之间设置有密封垫圈，振动板位于不锈钢底板的下方，振动板与不锈钢底板之间也设置有密封垫圈，法兰、不锈钢底板和振动板三者通过竖向穿插的外紧固螺栓相连接，所述的气缸底垫板为设置在冲击气缸与不锈钢底板之间的具有中心孔的环形板，内紧固螺栓竖向穿插不锈钢底板、气缸底垫板后与冲击气缸的底部相连接，将冲击气缸悬浮式固定在不锈钢底板上，冲击气缸的活塞杆正对气缸底垫板的中心孔、不锈钢底板的中心孔以及振动板，所述振动板、不锈钢底板、气缸底垫板以及冲击气缸的底部围成一个封闭空腔，冲击气缸的活塞杆伸入该封闭空腔内，该装置通过压缩空气源压缩空气来驱动冲击气缸的活塞杆向下运动高速撞击振动板，形成震源，通过振动板与水域水体的直接接触，将震源振动以机械波脉冲的形式传入水中，以此来进行水域的地震勘探。

本发明的压缩空气能震源装置用压缩空气驱动冲击气缸，冲击气缸底部的活塞杆锤头高速撞击振动板，振动板与水体直接接触，将振动以机械波脉冲的形式穿入水中，形成水域地震勘探震源。

本发明中，所述外壳的材质为不锈钢或PVC。

本发明中，所述的压缩空气源为空气压缩机，所有的密封垫圈均为硅胶密封垫圈。

本发明中，所述的两根进气管与所述的压缩空气源之间还设置有一根主进气管、两根进气管以及一根主进气管均与一个二位五通电磁阀相连通，所述的进气管以及排气管上均设置有阀门。

本发明中，所述法兰的材质为PVC。

本发明中，所述振动板为圆板，振动板的材质为不锈钢或铝合金或PVC或HDPE，更换不同材质的振动板，即可产生不同主频的振动子波，提供不同的穿透能力和分辨能力。

本发明的振动板可以采用不同材质，更换不同材质的振动板，由于振动板的软硬程度不同，即可产生不同主频的振动子波，提供不同的穿透能力、分辨能力。

本发明可以采用桶式封装，也可以采用T形封装，具体结构如下：

当采用桶式封装时，所述外壳为底端开口、顶端封闭的单端开口式中空筒体，由此形成所述装置为整体呈桶形的桶式装置。

本发明可以做如下改进：所述装置还包括吊挂绳索，所述的吊挂绳索系在所述外壳上，用于将整个装置吊挂在勘探船边，同时通过吊挂绳索来调节该装置的沉放深度，使得该装置的沉放深度可调、可控、可变，从而获得不同主频的震动，以匹配振动子波的主频，达到更好的勘探效果，当该装置沉放到水底时构成水底震源。

压缩空气能震源装置采用桶式封装时，装置的比重大于水的比重，整个装置可以采用绳索吊挂在勘探船边工作，也可吊挂在漂浮架上工作，或者沉放到水中工作，沉放深度可调、可控，从而可以配合获得不同的震动主频。当该装置沉放到水底时构成水底震源。

当采用T形封装时，所述外壳为底端和顶端均开口的双端开口式中空筒体，外壳的顶端还与水平设置的中空的平衡囊壳相连通，由此形成所述装置为整体呈T形的筏体，能够在水中自浮。

压缩空气能震源装置采用T形封装时，装置的比重小于水的比重，整个装置可以在水中自浮，可用绳索拖挂在勘探船边或船后工作。

无论采用桶式封装或者T形封装，压缩空气能震源装置均可以在江、河、湖、海等各种水域激发，其激发能量较大、子波特性好、穿透能力强、设备轻便、结构简单、造价低廉、操作维护方便、对水域生态无害。

本发明还可以做如下改进，把多个震源组合在一起，一同工作，可以构成能量更大的组合震源，此时所述装置为多个，多个装置构成一个系统，多个装置呈点阵状均匀排布，多个装置组合在一起共同作业，所产生的振动波在垂直向下方向同相叠加，从而构成能量更大且具有一定指向性的震源组合。

本发明压缩空气能震源装置的理论基础如下：

众所周知，震源就是振动源，将振动源置于水中即构成水域震源。置于水中的振动的大部分能量以波动的形式四散传播，水中波动的频率与振动源相同。

用重物或高速移动的固体撞击板状物体，板状物体的表面即产生震动。震动的频率特性与相互撞击的物体的刚性密切相关。刚性越强，震动的频率越高、延续时间越短，如金属球撞击金属板。刚性越弱，震动的频率越低、延续时间越长，如金属球撞击PVC板。

地震勘探理论说明，主频高的震动穿透能力低、分辨能力高，主频低的震动穿透能力高、分辨能力低。

根据不同的勘探目的，在兼顾穿透能力、分辨能力的前提下，需采用不同主频的震源。

对于水域地震勘探，穿过水底的初始震动是震源直接发出的震动(直达波)与其在水面反射波的叠加。由于水面是反射系数约为-1的反射界面，直达波与水面反射波叠加震动的优势频率为

$f_0=\frac{V}{4h}$

其中，V为水的波速，h为震源沉放深度。

因此，要获得不同主频的震动，还需要震源处于不同的沉放深度。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

1、本发明的压缩空气能震源装置产生振动的主要部件为冲击气缸，冲击气缸输出能量大，激发能量大，且撞击可以做到精确控制，保证撞击可靠性。

2、本发明的压缩空气能震源装置所采用的振动板可更换不同材质，采用不同材质的振动板，即可产生不同主频的振动子波，提供不同的穿透能力、分辨能力，并且振动板的更换十分方便。

3、本发明的压缩空气能震源装置整体封装采用桶式或“T”形封装，结构紧凑且整体性好，桶式和“T”形封装外壳均可采用PVC材质，较为轻便。

4、本发明的压缩空气能震源装置采用桶式封装结构时，其沉放深度具有可调性、可控性和可变性。通过吊挂绳索吊挂在勘探船边，可以通过调节吊挂绳索的长度方便地改变该压缩空气能震源装置的沉放深度，并且该沉放深度可调可控，该桶式封装结构的压缩空气能震源装置也可以沉放到水底工作，构成水底震源。

由于要获得不同主频的震动，还需要震源处于不同的沉放深度，因此采用桶式封装结构的压缩空气能震源装置通过调整不同的沉放深度，可以配合获得不同的震动主频。而现有装置均不具有沉放深度调节功能，因而不能获得不同主频的震动。

5、本发明的压缩空气能震源装置可在江、河、湖、海等各种水域激发，能量转换效率高，激发能量较大，子波特性好，穿透能力强，设备轻便，结构简单，造价低廉，操作维护方便，对水域生态无害。

6、本发明的压缩空气能震源装置在有需要时，可以把多个震源组合在一起，一同工作，可以构成能量较大的、并有一定指向性的震源组合。

7、本发明的压缩空气能震源装置中的绝大部分组件均为工业标准件，价格低廉，市场上购买即可。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1A为现有冲击气缸的结构示意图，此时冲击气缸位于循环的初始状态；

图1B为现有冲击气缸的结构示意图，此时冲击气缸位于循环的第一阶段；

图1C为现有冲击气缸的结构示意图，此时冲击气缸位于循环的第二阶段；

图1D为现有冲击气缸的结构示意图，此时冲击气缸位于循环的第三阶段；

图1E为现有冲击气缸的结构示意图，此时冲击气缸回复到循环的初始状态；

图2为本发明压缩空气能震源装置实施例一的结构示意图；

图3为本发明压缩空气能震源装置实施例二的结构示意图；

图4为采用本发明实施例一的压缩空气能震源装置进行某海域地震勘探项目的一段原始记录侧视线图；

图5为图4中的一条测线的叠加时间剖面。

附图标记说明

101、气缸活塞杆； 102、工作腔； 103、活塞； 104、密封垫；

105、环形腔； 106、喷嘴； 107、储能腔； 108、A进气口；

109、B进气口； 110、C排气孔；

1、外紧固螺栓； 2、压紧圈； 3、振动板； 4、密封垫圈； 5、不锈钢底板；

6、法兰； 7、外紧固螺帽； 8、第一快速排气阀； 9、A口进气管；

10、气缸底垫板； 11、活塞杆； 12、内紧固螺帽； 13、内紧固螺栓；

14、冲击气缸； 15、外壳； 16、第二快速排气阀； 17、B口进气管；

18、二位五通电磁阀； 19、主进气管； 20、排气管； 21、封闭空腔；

22、平衡囊壳。

具体实施方式

实施例一

本发明用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置的实施例一如图2所示，采用桶式封装结构，装置的比重大于水的比重，该装置包括外壳15、压缩空气源、冲击气缸14、法兰6、不锈钢底板5、气缸底垫板10和振动板3。

外壳15的材质为不锈钢，该外壳为底端开口、顶端封闭的单端开口式的竖向设置的中空筒体，由此形成装置为整体呈桶形的桶式装置，冲击气缸14位于外壳15内，冲击气缸14具有两个进气口和一个排气孔，压缩空气源为空气压缩机，两个进气口通过两根进气管与空气压缩机相连接，两根进气管分别为A口进气管9和B口进气管17，排气孔与排气管20相连接，其中，两根进气管与空气压缩机之间还设置有一根主进气管19，两根进气管以及一根主进气管19均与一个二位五通电磁阀18相连通，所有的进气管以及排气管20上均设置有阀门，其中，A口进气管9上设置的阀门为第一快速排气阀8，B口进气管17上设置的阀门为第二快速排气阀16。

冲击气缸14底部具有竖直向下设置的活塞杆11，法兰6水平固定安装在外壳15的底部，不锈钢底板5和振动板3均水平设置，不锈钢底板5为具有中心孔的环形板，振动板3为圆板，振动板3的材质为不锈钢，不锈钢底板5位于法兰6的下方，法兰6的材质为PVC，不锈钢底板5与法兰6之间设置有密封垫圈4，振动板3位于不锈钢底板5的下方，振动板3与不锈钢底板5之间也设置有密封垫圈4，所有的密封垫圈4均为硅胶密封垫圈，增加密封垫圈4起到防水功效。

法兰6、不锈钢底板5和振动板3三者通过竖向穿插的外紧固螺栓1相连接，振动板3与外紧固螺栓1之间还设置有压紧圈2，外紧固螺栓1与外紧固螺帽7相连接，气缸底垫板10为设置在冲击气缸14与不锈钢底板5之间的具有中心孔的环形板，内紧固螺栓13竖向穿插不锈钢底板5、气缸底垫板10后与冲击气缸14的底部相连接，将冲击气缸14悬浮式固定在不锈钢底板5上，内紧固螺栓13与内紧固螺帽12相连接，冲击气缸14的活塞杆11正对气缸底垫板10的中心孔、不锈钢底板5的中心孔以及振动板3，振动板3、不锈钢底板5、气缸底垫板10以及冲击气缸14的底部围成一个封闭空腔21，冲击气缸14的活塞杆11伸入该封闭空腔21内。

该装置通过压缩空气源压缩空气来驱动冲击气缸14的活塞杆11向下运动高速撞击振动板3，形成震源，通过振动板3与水域水体的直接接触，将震源振动以机械波脉冲的形式传入水中，以此来进行水域的地震勘探。

该装置还包括吊挂绳索，吊挂绳索系在外壳上，用于将整个装置吊挂在勘探船边，同时通过吊挂绳索来调节该装置是局部置于水中或者整体浸没在水中，可以调节装置的沉放深度，使得该装置的沉放深度可调、可控、可变，从而获得不同主频的震动，以匹配振动子波的主频，达到更好的勘探效果。由于该装置采用整体桶式封装结构，装置的比重大于水的比重，因此在绳索吊挂作用下，该装置不但可以在水面作业，也可以根据需要沉放在水中，且沉放深度可以根据实际需要来调整，能够在任意水深深度进行勘探，大大扩展了装置的适用范围，满足不同的勘探要求。当该装置沉放到水底时构成水底震源。

作为本实施例的变换，外壳15的材质也可以采用PVC，振动板3的材质也可以采用铝合金或PVC或HDPE，更换不同材质的振动板3，即可产生不同主频的振动子波，提供不同的穿透能力和分辨能力。

本实施例中的上述二位五通电磁阀18、冲击气缸14、空气压缩机等部件均为工业标准件，可以在市场上直接购买。振动板3可以根据实际需要来选用不同材质，选择不锈钢板时震动频率最高，选用铝合金板次之，选用PVC板、HDPE板再次之，选用柔性牛筋板最低。更换振动板时，将外紧固螺栓1和外紧固螺帽7取下即可，十分方便。

本实施例的压缩空气能震源装置在工作时，可以通过绳索调节其在水中的沉放深度，处于不同的沉放深度可以获得不同主频的震动。

本实施例的压缩空气能震源装置，震动产生的原理和过程如下：

1、来自作为气源的空气压缩机的压缩空气，通过二位五通电磁阀18输入冲击气缸14的工作腔。此时冲击气缸14处于第一阶段，即和图1B所处的阶段相同。

2、二位五通电磁阀18换向，压缩空气改由B口进气管17进入冲击气缸14的储能腔中。同时，第一快速排气阀8快速排气。此时冲击气缸14处于第二阶段，即和图1C所处的阶段相同。

3、冲击气缸14的储能腔的气压继续增大，工作腔的气压继续降低，当储能腔内压力高于工作腔压力的9倍时，活塞开始向下移动。活塞一旦离开喷嘴，储能腔内的高压气体迅速充入到活塞与中盖间的环形腔中，活塞上端受力面积瞬间增加到原来的9倍，产生很大的压力，于是活塞将以极大的加速度向下运动。此时冲击气缸14处于第三阶段，即和图1D所处的阶段相同。当活塞下部的活塞杆11接触振动板3时，活塞与活塞杆11已经具有很大的动能，活塞杆11底部高速撞击振动板3，震动能量以波动的形式传到水体中，完成空气压缩能到波动能量的转换。

4、二位五通电磁阀18再次换向，冲击气缸14回到第一阶段。此时，空气压缩机的压缩空气，通过二位五通电磁阀18输入冲击气缸14的工作腔。冲击气缸14中储能腔内的压缩空气通过第二快速排气阀16快速排出，冲击气缸14中的活塞向上复位。准备下一次冲击。

有些勘探区域，地质条件或地球物理条件较为复杂，或要求的勘探深度很大，单个震源的能量不足时，可以将多个震源组合在一起，调节二位五通电磁阀18的动作时间，让所有震源一同工作，产生的地震波在垂直向下方向同相叠加，就构成了能量更大的、并有一定指向性的组合震源。此时，多个装置压缩空气能震源构成一个系统，多个装置呈点阵状均匀排布，多个装置组合在一起共同作业，所产生的振动波在垂直向下方向同相叠加，从而构成能量较大且具有一定指向性的震源组合。

实施例二

本发明用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置的实施例二如图3所示，与实施例一不同的是，该实施例采用T形封装结构，外壳为底端和顶端均开口的双端开口式中空筒体，外壳的顶端还与水平设置的中空的平衡囊壳22相连通，由此形成装置为整体呈T形的筏体，装置的比重小于水的比重，能够在水中自浮。且由于该装置采用整体封装结构，在水中自浮时无需担心装置倾斜而产生进水的情况发生，使用者可以放心使用。整个T形的筏体均采用PVC管制作，其余结构以及工作过程和工作原理均与实施例一相同。

工程勘探实例

图4为采用本发明实施例一的压缩空气能震源装置进行广东雷州半岛某海域地震勘探项目的一段原始记录，原始记录为多道地震的连续10炮记录，每炮有24地震道。采用的振动板材质为HDPE板。测点间距1.0m，平均覆盖次数5.4次，具有较高的空间采样率和覆盖次数。从原始记录可见，直达波、水底反射和水下地层的反射波组能量强、连续性好、信噪比高。最深的地层反射波组双程时间已经达到120ms，探测深度超过90m。

图5为上述地震勘探项目中的一条测线的叠加时间剖面，测线长度3060m。从时间剖面可见，水底反射和水下地层的反射波组能量强、连续性好、信噪比高，并揭示在1940号点及2930号点附近存在2条断层。最深的地层反射波组双程时间已经达到120ms，探测深度超过90m。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述装置包括外壳(15)、压缩空气源、冲击气缸(14)、法兰(6)、不锈钢底板(5)、气缸底垫板(10)和振动板(3)，所述外壳(15)为竖向设置的中空筒体，冲击气缸(14)位于所述外壳(15)内，所述冲击气缸(14)具有两个进气口和一个排气孔，两个进气口通过两根进气管与所述的压缩空气源相连接，排气孔与排气管(20)相连接，所述冲击气缸(14)底部具有竖直向下设置的活塞杆(11)，所述法兰(6)水平固定安装在所述外壳(15)的底部，所述的不锈钢底板(5)和振动板(3)均水平设置，不锈钢底板(5)为具有中心孔的环形板，不锈钢底板(5)位于法兰(6)的下方，不锈钢底板(5)与法兰(6)之间设置有密封垫圈(4)，振动板(3)位于不锈钢底板(5)的下方，振动板(3)与不锈钢底板(5)之间也设置有密封垫圈(4)，法兰(6)、不锈钢底板(5)和振动板(3)三者通过竖向穿插的外紧固螺栓(1)相连接，所述的气缸底垫板(10)为设置在冲击气缸(14)与不锈钢底板(5)之间的具有中心孔的环形板，内紧固螺栓(13)竖向穿插不锈钢底板(5)、气缸底垫板(10)后与冲击气缸(14)的底部相连接，将冲击气缸(14)悬浮式固定在不锈钢底板(5)上，冲击气缸(14)的活塞杆(11)正对气缸底垫板(10)的中心孔、不锈钢底板(5)的中心孔以及振动板(3)，所述振动板(3)、不锈钢底板(5)、气缸底垫板(10)以及冲击气缸(14)的底部围成一个封闭空腔(21)，冲击气缸(14)的活塞杆(11)伸入该封闭空腔(21)内，该装置通过压缩空气源压缩空气来驱动冲击气缸(14)的活塞杆(11)向下运动高速撞击振动板(3)，形成震源，通过振动板(3)与水域水体的直接接触，将震源振动以机械波脉冲的形式传入水中，以此来进行水域的地震勘探。

2.根据权利要求1所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述外壳(15)的材质为不锈钢或PVC。

3.根据权利要求1所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述的压缩空气源为空气压缩机，所有的密封垫圈(4)均为硅胶密封垫圈。

4.根据权利要求1所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述的两根进气管与所述的压缩空气源之间还设置有一根主进气管(19)，两根进气管以及一根主进气管(19)均与一个二位五通电磁阀(18)相连通，所述的进气管以及排气管(20)上均设置有阀门。

5.根据权利要求1所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述法兰(6)的材质为PVC。

6.根据权利要求1所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述振动板(3)为圆板，振动板(3)的材质为不锈钢或铝合金或PVC或HDPE，更换不同材质的振动板(3)，即可产生不同主频的振动子波，提供不同的穿透能力和分辨能力。

7.根据权利要求6所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述外壳为底端开口、顶端封闭的单端开口式中空筒体，由此形成所述装置为整体呈桶形的桶式装置。

8.根据权利要求7所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述装置还包括吊挂绳索，所述的吊挂绳索系在所述外壳(15)上，用于将整个装置吊挂在勘探船边，同时通过吊挂绳索来调节该装置的沉放深度，使得该装置的沉放深度可调、可控、可变，从而获得不同主频的震动，以匹配振动子波的主频，达到更好的勘探效果，当该装置沉放到水底时构成水底震源。

9.根据权利要求6所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述外壳为底端和顶端均开口的双端开口式中空筒体，外壳的顶端还与水平设置的中空的平衡囊壳(22)相连通，由此形成所述装置为整体呈T形的筏体，能够在水中自浮。

10.根据权利要求1至9任一项所述的用于水域地震勘探的压缩空气能震源装置，其特征在于：所述装置为多个，多个装置构成一个系统，多个装置呈点阵状均匀排布，多个装置组合在一起共同作业，所产生的振动波在垂直向下方向同相叠加，从而构成能量较大且具有一定指向性的震源组合。