CN112526593A - 一种空气枪装置、空气枪阵列装置及勘探系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可变激发容积的BOLT型的空气枪装置、空气枪阵列装置及勘探系统，所述空气枪装置包含气枪电磁阀、气枪主体和气室；所述气枪主体分别与所述气枪电磁阀和所述气室相连；所述气枪主体用于将接收到的高压空气存入所述气室；所述气枪电磁阀用于当接收到预定电信号后，控制所述气枪主体通过排气孔将所述气室中存储的高压空气释放，于水中形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲；所述气室还包含有可变减容块，所述可变减容块用于调节所述气室内空气容腔的容积。
Description
技术领域
本发明涉及海洋勘探震源装备领域，尤指一种可变激发容积的BOLT型的空气枪装置、空气枪阵列装置及勘探系统。
背景技术
石油、天然气及可燃冰等自然资源会储藏在陆地、沙漠、江河湖海、山脉等地域下的地层中。在陆地、沙漠、山脉等非水域的石油勘探通常采取可控震源或者炸药激发方式产生激发能量向地层深部传播。经过不同地层反射后的地震波被预先铺设埋置在地面的检波器或者独立自主采集的地震采集设备接收，使用专用的地震数据处理软件对获取的数据进行处理来获得不同地层的地质信息，最后通过特殊的数据解释手段确定是否在某个深度的地层有潜在的油藏及开采价值，并确定钻探井位。在水域的油气勘探或者地质研究、地震研究等活动，目前通常采用环保、安全、易于操作、激发特性稳定且重复性好的空气枪、空气枪阵列作为声学激发震源。根据施工设计要求，地震勘探船在船尾按照预定的拖带方式拖带多条地震数据采集电缆和多个空气枪激发阵列，并较稳定地悬浮在水面以下3～15米深度，每个空气枪的钢质气室内预先充有137个大气压力的高压空气。随着地震勘探船的向前航行，当水下空气枪阵列到达预定激发点位时，船载气枪控制器输出电信号触发空气枪，使存储在空气枪气室内的高压空气瞬时从排气口释放。形成的气泡震荡脉冲以球面形式在水中传播，其中传播到水底的声学脉冲能量继续向地层深处传播并反射到水底和水面，被预先铺设在水底的自主采集海洋地震勘探节点或者拖带在船尾的采集拖缆所接收，通过后期的地震数据处理和解释对所采集区域的油气储量进行研究、评估。
目前海洋油气勘探工业及海洋科研领域通常使用的BOLT型长寿命气枪在产品设计时没有考虑通过易于现场改变的方式，实现在原有气室基础上快速调节成需要的不同气室容积的方法，从而造成了在优化空气枪阵列设计时，需要单独购置加工多只不同工作容积的气枪气室，造成了购置成本的增加和供货周期的延长、使阵列优化受到限制。
发明内容
本发明目的在于提供一种可变激发容积的BOLT型的空气枪装置、空气枪阵列装置及勘探系统，通过预先配置成本较低的多种不同体积的减容块方式实现对气枪容积的快速调整，达到大幅度减低采购成本和供货周期的目的。
为达上述目的，本发明所提供的一种可变激发容积的BOLT型的空气枪装置，所述空气枪装置包含气枪电磁阀、气枪主体和气室；所述气枪主体分别与所述气枪电磁阀和所述气室相连；所述气枪主体用于将接收到的高压空气存入所述气室；所述气枪电磁阀用于当接收到预定电信号后，控制所述气枪主体通过排气孔将所述气室中存储的高压空气释放，于水中形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲；所述气室还包含有可变减容块，所述可变减容块用于调节所述气室内空气容腔的容积。
在上述可变激发容积的BOLT型的空气枪装置中，优选的，所述气室包含气室本体、密封圈和固定模块；所述气室本体与所述气枪主体通过卡瓦的方式连接组成空气枪；所述气室本体内中空构成所述空气容腔，所述固定模块固定于所述气室本体一侧，以将所述可变减容块限制于所述空气容腔内；所述密封圈设置于所述固定模块所述气室本体之间，用于密封所述空气容腔。
在上述可变激发容积的BOLT型的空气枪装置中，优选的，所述固定模块包含气室尾部端盖和端盖螺丝；所述气室尾部端盖通过所述端盖螺丝固定于所述气室本体一侧，所述气室尾部端盖用于阻隔所述可变减容块脱离所述空气容腔。
在上述可变激发容积的BOLT型的空气枪装置中，优选的，所述空气容腔包含第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔为直径不同的圆柱体空间，所述第二空腔用于放置所述可变减容块。
在上述可变激发容积的BOLT型的空气枪装置中，优选的，所述第二空腔内壁设有台阶结构，用于限制所述可变减容块于所述第二空腔内滑动。
在上述可变激发容积的BOLT型的空气枪装置中，优选的，所述可变减容块通过尼龙材质或铝合金材质构成。
本发明还提供一种包含上述可变激发容积的BOLT型的空气枪装置的空气枪阵列装置，所述空气枪阵列装置包含气枪阵列浮体、多个空气枪装置和多根定深绳；所述气枪阵列浮体漂浮于水面，用于通过所述定深绳向所述空气枪装置提供悬浮于水面下的拉力；所述定深绳用于根据预设工作深度将所述空气枪装置放置于水面下预定区域；所述空气枪装置用于根据接收到的预定电信号，于水中释放高压空气形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲。
本发明还提供一种包含上述空气枪阵列装置的勘探系统，所述勘探系统包含勘探船、多根拖缆、多根炮缆和空气枪阵列装置；所述勘探船的船尾固定所述拖缆和所述炮缆，用于通过牵动所述拖缆和所述炮缆到预定区域进行勘探作业；以及，通过设置于所述勘探船上的船载空压机通过所述炮缆为所述空气枪阵列装置提供高压空气；所述空气枪阵列装置与所述炮缆相连，用于利用所述炮缆传输的高压空气，通过空气枪装置于水中释放高压空气形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲。
在上述勘探系统中，优选的，所述勘探系统还包含扩展器和拖缆扩展绳；所述扩展器设置于所述勘探船船体两侧；所述拖缆通过所述拖缆扩展绳与所述扩展器的相连，用于根据所述扩展器提供的横向牵引力使所述拖缆横向扩展开于所述炮缆两侧。
在上述勘探系统中，优选的，所述勘探系统还包含阵列扩展绳，所述阵列扩展绳设置于多根所述炮缆之间，用于通过隔离所述炮缆使所述空气枪阵列装置横向扩展开。
本发明的有益技术效果在于：可以在一个预先确定的气室本体基础上，按照海洋地震勘探气枪阵列设计要求，制作好需要的各个不同体积的减容块。按照阵列设计中各容积气枪的位置进行气枪位置的布置，可以快速低成本地实现设计要求，现场操作简单易行。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例所提供的地震勘探船拖带的结构示意图；
图2为本发明一实施例所提供的空气枪阵列装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例所提供的空气枪装置的结构示意图；
图4为本发明一实施例所提供的空气枪装置的气室的结构示意图；
图5为本发明一实施例所提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本发明一实施例中，提供一种勘探系统，所述勘探系统包含勘探船、多根拖缆、多根炮缆和空气枪阵列装置；所述勘探船的船尾固定所述拖缆和所述炮缆，用于通过牵动所述拖缆和所述炮缆到预定区域进行勘探作业；以及，通过设置于所述勘探船上的船载空压机通过所述炮缆为所述空气枪阵列装置提供高压空气；所述空气枪阵列装置与所述炮缆相连，用于利用所述炮缆传输的高压空气，通过空气枪装置于水中释放高压空气形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲。其中，所述勘探系统还包含扩展器和拖缆扩展绳；所述扩展器设置于所述勘探船船体两侧；所述拖缆通过所述拖缆扩展绳与所述扩展器的相连，用于根据所述扩展器提供的横向牵引力使所述拖缆横向扩展开于所述炮缆两侧。在另一实施例中，所述勘探系统还包含阵列扩展绳，所述阵列扩展绳设置于多根所述炮缆之间，用于通过隔离所述炮缆使所述空气枪阵列装置横向扩展开。具体的，在实际工作中上述勘探系统的结构可参考图1所示，地震勘探船100从船尾拖带多根拖缆300，同时在船尾通过多根炮缆401拖带多个空气枪阵列装置400，根据船舶拖带能力和施工技术要求来确定拖缆300和空气枪阵列装置400的数量。使用扩展器200，通过拖缆扩展绳201将多根拖缆横向扩展开，并通过阵列扩展绳202将多个空气枪阵列横向扩展开，其中图一中尺寸为非比例化显示。
在本发明一实施例中，本发明还提供一种空气枪阵列装置，所述空气枪阵列装置包含气枪阵列浮体、多个空气枪装置和多根定深绳；所述气枪阵列浮体漂浮于水面，用于通过所述定深绳向所述空气枪装置提供悬浮于水面下的拉力；所述定深绳与所述空气枪装置数量一致，用于根据预设工作深度将所述空气枪装置放置于水面下预定区域；所述空气枪装置用于根据接收到的预定电信号，于水中释放高压空气形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲。具体的，请参考图2所示，在实际工作中，一个空气枪阵列装置400包含一条气枪阵列浮体402、多根悬挂空气枪的定深绳403和多条空气枪装置404。定深绳403的长度取决于施工设计，以保证空气枪装置404在水面下的工作深度数值满足要求。空气枪装置404的数量及配置取决于施工设计对空气枪阵列激发特性的具体要求。
在本发明一实施例中，本发明还提供的一种可变激发容积的BOLT型的空气枪装置，所述空气枪装置包含气枪电磁阀、气枪主体和气室；所述气枪主体分别与所述气枪电磁阀和所述气室相连；所述气枪主体用于将接收到的高压空气存入所述气室；所述气枪电磁阀用于当接收到预定电信号后，控制所述气枪主体通过排气孔将所述气室中存储的高压空气释放，于水中形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲；所述气室还包含有可变减容块，所述可变减容块用于调节所述气室内空气容腔的容积。
具体的请参考图3所示，在实际工作中，一条BOLT型空气枪装置404有三部分组成，在空气枪头部的气枪电磁阀407、在中部的气枪主体405和在气枪尾部的气室406；一条空气枪装置总的激发工作容积由气室内的体积B和气枪主体内的体积A两部分组成；高压空气从船载空压机出口，经过炮缆401内的气管，再通过气枪主体405进入到气室406内，充满在A和B空间内；当空气枪阵列被地震勘探船拖带到达预定点位时，气枪电磁阀407得到电信号后进行动作，使气枪主体405内的部件移动，从而使A和B空间内的高压空气瞬时从气枪主体405的排气孔中释放出去，并形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲。体积A是该BOLT类型气枪固有恒定的数值，不能改变；体积B是可以改变的，在一个空气枪阵列中，需要有使用多个不同体积B的空气枪组合而成。例如，一个标称为150立方英寸的空气枪，由数值A+数值B得到；一个标称为200立方英寸的气枪，使用的气室体积将比150立方英尺的空气枪使用的气室大50立方英寸。
在上述实施例中，所述气室可包含气室本体、密封圈和固定模块；所述气室本体与所述气枪主体通过卡瓦的方式连接组成空气枪；所述气室本体内中空构成所述空气容腔，所述固定模块固定于所述气室本体一侧，以将所述可变减容块限制于所述空气容腔内；所述密封圈设置于所述固定模块所述气室本体之间，用于密封所述空气容腔。其中，所述固定模块包含气室尾部端盖和端盖螺丝；所述气室尾部端盖通过所述端盖螺丝固定于所述气室本体一侧，所述气室尾部端盖用于阻隔所述可变减容块脱离所述空气容腔。进一步的，所述空气容腔包含第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔为直径不同的圆柱体空间，所述第二空腔用于放置所述可变减容块；再者，所述第二空腔内壁还可设有台阶结构，用于限制所述可变减容块于所述第二空腔内滑动。
具体的请参考图4所示，在实际工作中，上述空气枪装置404，有气室本体501、可变减容块502、密封O型圈503、气室尾部端盖504和端盖螺丝505组成。气室本体501与气枪主体405通过卡瓦的方式连接在一起，组成一个完整的空气枪装置404。其中，可变减容块的安装方法，用内六方扳手将8个端盖螺丝逐个拆下来，并取下气室尾部端盖504。将选定好的可变减容块502放到气枪本体中。受气枪本体内壁上台阶的限制和气室尾部端盖504的断面挤压作用，可变气枪减容块不会沿轴向发生移动，最后逐个上紧端盖螺丝505。
在本发明一实施例中，所述可变减容块通过尼龙材质或铝合金材质构成。具体的，请参考图5所示，可变减容块的材质可以是耐高压的尼龙材质或者密度小的铝合金材质。图5中标记40、60、80为三种不同容积的减容块示例，可根据需要制作其他体积的减容块。
由此，基于上述空气枪装置，在实际工作中可通过如下方法确定空气容腔所对应的气枪激发容积，未安装可变气室减容块之前的气室本体501的内部空间体积数值为C；总的气枪激发容积为A+C，这两个体积数值是可以计算得到的；如果根据施工项目的设计要求，将气枪的激发容积设定为小于A+C的某个数值D，那就需要将体积为A+C-D数值的可变减容块放到气枪本体内进行填充；通过这种方法，可以灵活快捷地获得各种需要的气枪激发容积，满足空气枪阵列设计要求。
本发明的有益技术效果在于：可以在一个预先确定的气室本体基础上，按照海洋地震勘探气枪阵列设计要求，制作好需要的各个不同体积的减容块。按照阵列设计中各容积气枪的位置进行气枪位置的布置，可以快速低成本地实现设计要求，现场操作简单易行。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可变激发容积的BOLT型的空气枪装置，其特征在于，所述空气枪装置包含气枪电磁阀、气枪主体和气室；
所述气枪主体分别与所述气枪电磁阀和所述气室相连；
所述气枪主体用于将接收到的高压空气存入所述气室；
所述气枪电磁阀用于当接收到预定电信号后，控制所述气枪主体通过排气孔将所述气室中存储的高压空气释放，于水中形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲；
所述气室还包含有可变减容块，所述可变减容块用于调节所述气室内空气容腔的容积。
2.根据权利要求1所述的可变激发容积的BOLT型的空气枪装置，其特征在于，所述气室包含气室本体、密封圈和固定模块；
所述气室本体与所述气枪主体通过卡瓦的方式连接组成空气枪；
所述气室本体内中空构成所述空气容腔，所述固定模块固定于所述气室本体一侧，以将所述可变减容块限制于所述空气容腔内；
所述密封圈设置于所述固定模块所述气室本体之间，用于密封所述空气容腔。
3.根据权利要求2所述的可变激发容积的BOLT型的空气枪装置，其特征在于，所述固定模块包含气室尾部端盖和端盖螺丝；所述气室尾部端盖通过所述端盖螺丝固定于所述气室本体一侧，所述气室尾部端盖用于阻隔所述可变减容块脱离所述空气容腔。
4.根据权利要求2所述的可变激发容积的BOLT型的空气枪装置，其特征在于，所述空气容腔包含第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔为直径不同的圆柱体空间，所述第二空腔用于放置所述可变减容块。
5.根据权利要求4所述的可变激发容积的BOLT型的空气枪装置，其特征在于，所述第二空腔内壁设有台阶结构，用于限制所述可变减容块于所述第二空腔内滑动。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的可变激发容积的BOLT型的空气枪装置，其特征在于，所述可变减容块通过尼龙材质或铝合金材质构成。
7.一种包含权利要求1所述的可变激发容积的BOLT型的空气枪装置的空气枪阵列装置，其特征在于，所述空气枪阵列装置包含气枪阵列浮体、多个空气枪装置和多根定深绳；
所述气枪阵列浮体漂浮于水面，用于通过所述定深绳向所述空气枪装置提供悬浮于水面下的拉力；
所述定深绳用于根据预设工作深度将所述空气枪装置放置于水面下预定区域；
所述空气枪装置用于根据接收到的预定电信号，于水中释放高压空气形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲。
8.一种包含权利要求7所述的空气枪阵列装置的勘探系统，其特征在于，所述勘探系统包含勘探船、多根拖缆、多根炮缆和空气枪阵列装置；
所述勘探船的船尾固定所述拖缆和所述炮缆，用于通过牵动所述拖缆和所述炮缆到预定区域进行勘探作业；以及，通过设置于所述勘探船上的船载空压机通过所述炮缆为所述空气枪阵列装置提供高压空气；
所述空气枪阵列装置与所述炮缆相连，用于利用所述炮缆传输的高压空气，通过空气枪装置于水中释放高压空气形成气泡震荡，向各方向传播声学脉冲。
9.根据权利要求8所述的勘探系统，其特征在于，所述勘探系统还包含扩展器和拖缆扩展绳；
所述扩展器设置于所述勘探船船体两侧；
所述拖缆通过所述拖缆扩展绳与所述扩展器的相连，用于根据所述扩展器提供的横向牵引力使所述拖缆横向扩展开于所述炮缆两侧。
10.根据权利要求8所述的勘探系统，其特征在于，所述勘探系统还包含阵列扩展绳，所述阵列扩展绳设置于多根所述炮缆之间，用于通过隔离所述炮缆使所述空气枪阵列装置横向扩展开。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2020-10-28 CN CN202011175302.4A patent/CN112526593A/zh active Pending
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