CN108802807B - 一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置，属于地质勘探领域。由平板、下丝杆支架、配重、丝杆、上丝杆支架、曲柄、电机等组成。电机两侧输出轴与曲柄固连，曲柄外侧安装丝杆，丝杆中部铰有螺纹；配重外形呈H型，配重中部攻有螺纹孔并穿在丝杆上；电机前后曲柄及其上部件完全相同；两个电机及其上部件完全相同，并呈左右对称安装在平板上。本发明采用丝杆的方式连续调节配重偏心距，可以在调整精密可控震源输出信号频率的同时避免激振力急剧增加，具有输出信号频率相位可控，信号频宽较大，便于运输和移动等特点，能够改善由于激振原理受限导致的小型地震勘探设备激发信号频宽较窄的现状，适用于野外大型震源设备无法作业的复杂地形。

Description

一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置
技术领域
本发明涉及一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置，主要用于表层地质调查、煤层勘探及油气勘探等地震勘探领域。
背景技术
随着国内外对于地震物探需求的增加，物探区域已由原有的沙漠、戈壁等偏远地区逐渐扩大到人口密集，植被旺盛等特殊区域，这也对物探装备提出了更高的要求。以液压式可控震源为代表的大型激振设备在进行物探工作时伴随着大量的噪音污染和尾气排放，且还存在着运移过程中对环境造成永久性损害等缺点。这个问题导致其无法在植被旺盛、人口较为密集等特殊地区进行勘探作业。
对于这些特殊的区域，目前常见的施工方式是采用一些便于运移、绿色环保的小型震源在这些区域进行地震信号的激发作业，其中的主要类型为重锤式震源。但传统的重锤式震源往往只能采用单次激发的方式冲击地面，在这种方式下震源设备激发能量与重锤质量成正比，而目前的小型机械式震源往往受到质量的限制使激发能量不足，导致勘探深度不够。此外，重锤式震源还存在激发效率过低，信号激发与输出有延时等缺点，导致通过检波器采集的反射信号质量较差。精密可控震源是一种新型的震源设备，具有结构简单，信噪比较低等特点，它基于对震源激发的连续的周期信号解码来模拟较大能量的脉冲信号，以达到增加勘探深度的目的。但由于震源通过偏心配重旋转产生的离心力作为震源的激振力，其激振力幅值势必与其旋转角速度呈平方正相关，在提升激振信号频率时，会导致激振力急剧增大，超出了设备的设计强度限值，因此这种震源的激发信号频宽往往较窄，而拓展震源激发信号频宽正是提高信号反演频谱清晰度的关键因素。因此，研发一种适用于特殊地区且能激发较大频宽信号的精密可控震源设备已成为当前研究的热点之一。
基于此，本发明提出一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置，通过丝杆调节偏心质量块偏心距的方式来调节震源激振力幅值，以扩展震源激发信号频宽。
发明内容
本发明涉及一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置，利用左右对称的偏心配重旋转的方式产生激振力，且通过丝杆螺纹调节配重的偏心距，可在激振力幅值不变的前提下使频率可一定范围内变化，克服了现有设备难以在装置小型化的基础上实现激振力频宽变化的问题，使检波器能够接收到更大频宽范围的激发信号，以提升地震勘探的分辨率。
本发明的另一优点在于激发信号的能量大小和激发频率精确可控，能够有效提高输出信号的信噪比，为提高工业找矿、油气藏勘探等作业的准确度，准确探究地层构造提供更加有效的手段。
本发明所采用的技术方案是：
本发明提供一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置，主要由平板、下丝杆支架、配重、丝杆、上丝杆支架、曲柄、电机等组成。电机两侧输出轴与曲柄固连；曲柄外侧沿回转半径方向上分别焊有上丝杆支架和下丝杆支架，两支架中部开有圆形通孔；丝杆中部铰有螺纹，上下两侧分别与上丝杆支架、下丝杆支架相连，丝杆最外侧一端加工有六边形盲孔；配重外形呈H型，配重中部攻有螺纹孔并穿在丝杆上，H型横梁长度与曲柄宽度相同；电机前后曲柄及其上部件完全相同；两个电机及其上部件完全相同，并呈左右对称安装在平板上。
本发明具有以下有益效果：
1、利用左右对称的电机带动配重旋转的方法，能够产生连续的激振力信号，且通过改变电机的转速，可精确控制配重的旋转相位及周期，从而有效提高震源输出信号的信噪比；
2、通过丝杆旋转的方式可在一定范围内调节配重绕电机旋转的偏心距，使激振力不会随着旋转速度的增加而增加，从而拓展震源勘探信号的频宽范围，解决目前小型精密可控震源激发信号频宽过低的问题；
3、配重在通过丝杆调节偏心距的同时整体套在曲柄上，使整体结构更加稳固；
4、装置采用电动机驱动，保证整个装置具有绿色环保、体积小、结构简单、便于运输和转移等特点，能解决传统大型震源设备无法在复杂、人口密集地区进行大规模地质勘探作业的问题。
附图说明
图1为本发明一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置的结构示意图
图2为一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置的俯视图
图3为一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置的正视图
图中：1.平板、2.下丝杆支架、3.配重、4.丝杆、5.上丝杆支架、6.曲柄、7.电机。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置，主要由平板1、下丝杆支架2、配重3、丝杆4、上丝杆支架5、曲柄6、电机7等组成。其特征在于，电机7两侧输出轴与曲柄6固连；曲柄6外侧沿回转半径方向上分别焊有上丝杆支架5和下丝杆支架2，两支架中部开有圆形通孔；丝杆4中部绞有螺纹，上下两侧分别与上丝杆支架5、下丝杆支架相连2，丝杆4最外侧一端加工有六边形盲孔；配重3外形呈H型，配重3中部攻有螺纹孔并穿在丝杆4上，H型横梁长度与曲柄6宽度相同；
如图2所示，电机7前后曲柄6及其上部件完全相同；
如图3所示，两个电机7及其上部件完全相同，并呈左右对称安装在平板1上。
本实例的工作原理为：电机7产生旋转动力，直接带动电机7前后曲柄6旋转，左右两个电机7同速反向旋转时，水平方向离心力相互抵消，而竖直方向的离心力相互叠加，并通过平板1下传给大地，从而产生地震勘探所需的勘探信号；当需要调整配重3的偏心距时，采用内六角扳手插入丝杆4外侧盲孔使其旋转，由于丝杆4安装在上丝杆支架5与下丝杆支架2之间，限制了其沿旋转半径方向的自由度，因此丝杆4的旋转会带动配重3沿曲柄6方向进行移动；在震源激振时，当需要提升输出信号频率，可以提升电机7的转速，同时通过丝杆4调整配重3在偏心距，从而保证输出力幅值不发生较大变化。

Claims (1)

1.一种激振力频宽可调的小型可控震源激振装置，主要由平板(1)、下丝杆支架(2)、配重(3)、丝杆(4)、上丝杆支架(5)、曲柄(6)、电机(7)组成，其特征在于，电机(7)两侧输出轴与曲柄(6)固连；曲柄(6)外侧沿回转半径方向上分别焊有上丝杆支架(5)和下丝杆支架(2)，两支架中部开有圆形通孔；丝杆(4)中部绞有螺纹，上下两侧分别与上丝杆支架(5)、下丝杆支架(2) 相连；配重(3)中部攻有螺纹孔并穿在丝杆(4)上；配重(3)外形呈H型，H型横梁长度与曲柄(6)宽度相同，使配重(3)内部与曲柄(6)抱紧；丝杆(4)最外侧一端加工有六边形盲孔，通过旋转丝杆(4)达到调整配重(3)偏心距的目的；所述电机上设置有两个曲柄，分别位于电机的前后位置，前后曲柄及其上部件完全相同；所述电机设置有两个，两个电机及其上部件完全相同，并呈左右对称安装在平板上。
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