CN114518593A - 一种可拆卸式小型气枪震源系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可拆卸式小型气枪震源系统，包括高压空气供给系统、电力供给装置、吊装悬架系统、震源系统、气枪控制部分和船体承载部分，该电力供给装置连接于该空气供给系统和该吊装悬架系统，为它们提供电力支持，该高压空气供给系统为该震源系统提供高压气体，该吊装悬架系统将该震源系统下沉到设计深度，该震源系统在该气枪控制部分的控制下，将高压气体急速喷到水中形成高压气泡，完成胀缩震动，该空气供给系统、该电力供给装置、该吊装悬架系统、该震源系统和该气枪控制部分均位于该船体承载部分上。该一种可拆卸式小型气枪震源系统在无法使用炸药震源的水库、湖泊等特殊区域，可以在设计的炮点位置上进行有效的激发，并且施工效率高。

Description

一种可拆卸式小型气枪震源系统

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，特别是涉及到一种一种可拆卸式小型气枪震源系统。

背景技术

陆上特殊水域地球物理勘探施工无法按照要求进行炸药震源激发作业。同类现有设备主要是“电火花”震源，存在的问题是激发能量弱，压噪能力不足，资料品质差，施工效率低，通过单炮记录明显看出资料能量不足。

在申请号：CN201520105395.1的中国专利申请中，涉及到一种移动式气枪震源系统，其特征在于：由气枪控制系统、高压系统和气枪组成；所述的气枪控制系统通过控制线与气枪连接，控制气枪活塞动作，高压系统通过高压气管和枪板与气枪连接；所述的气枪控制系统包括气枪控制器、多个传感器、不间断电源和电源，多个传感器通过数据线与气枪控制器的输入端连接，电源通过不间断电源与气枪控制器连接，向气枪控制器提供电力；所述的高压系统包括空气压缩机、储气瓶、高压滤清器、渔人阀、枪板、管汇，所述的空气压缩机通过高压气管与储气瓶连接，向储气瓶提供气体，储气瓶通过高压气管连接至管汇上，在储气瓶与管汇之间的高压气管上设有高压滤清器、渔人阀，所述的渔人阀控制高压系统的最高压力，所述管汇通过高压气管与枪板连接。该设计提到了渔人阀，说明在高压系统中，该设计较复杂，空压机应该选用的是原动机(柴油发动机)带动的，质量会较大，对枪阵收放浮台要求会增大。运输不能一台车进行长途搬运说明使用成本较高。

在申请号：CN201320690390.0的中国专利申请中，涉及到一种气枪震源工程船，包括船体(3)、位于船体(3)内的机舱(1)、主甲板(2)，其特征在于，所述船体(3)中部还设有空压机舱(4)，与机舱(1)相邻；空压机舱(4)设有专业空压机(5)和高压气瓶(6)，专业空压机(5)与高压气瓶(6)管路连通；空压机舱(4)上侧的主甲板(2)中部设有配气面板(7)，配气面板(7)一端与高压气瓶(6)管路连通，另一端与气枪组(8)连接；气枪组(8)通过钢缆(12)与船艉部甲板上的气枪收放系统连接。该申请用于浅海进行物理勘探作业，内陆湖泊河流无法使用该设备，因为该设备设计质量较大，无法实现车辆陆运搬迁工作。

为此我们发明了一种新的一种可拆卸式小型气枪震源系统，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种产生的能量明显高于电火花产生的能量的一种可拆卸式小型气枪震源系统。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：一种可拆卸式小型气枪震源系统，该一种可拆卸式小型气枪震源系统包括高压空气供给系统、电力供给装置、吊装悬架系统、震源系统、气枪控制部分和船体承载部分，该电力供给装置连接于该空气供给系统和该吊装悬架系统，为它们提供电力支持，该高压空气供给系统连接于该震源系统，为该震源系统提供高压气体，该吊装悬架系统连接于该震源系统，将该震源系统下沉到设计深度，该震源系统连接于该气枪控制部分，在该气枪控制部分的控制下，将高压气体急速喷到水中形成高压气泡，完成胀缩震动，该空气供给系统、该电力供给装置、该吊装悬架系统、该震源系统和该气枪控制部分均位于该船体承载部分上。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该高压空气供给系统包括空气压缩机、储气筒、分离器和管汇箱，该空气压缩机连接于该电力系统，在该电力系统的驱动下提供高压空气，该储气筒连接于该空气压缩机，以储存高压空气，该分离器连接于该储气筒，该储气筒内的高压空气经过该分离器分离为水和高压气体，该管汇箱连接于该分离器，该分离器输出的高压气体经过该管汇箱传输到该震源系统。

该高压空气供给系统还包括限压阀、安全阀、压力表和自动启动装置，该安全阀和该压力表连接于该管汇箱，以保证系统运行安全可靠，该自动启动装置连接于该限压阀和该空气压缩机，该限压阀并联于该储气筒，该自动启动装置根据压力高低控制该空气压缩机是否工作，并控制该限压阀根据需要调整压力数值。

该电力供给装置包括发电机组和电源控制器，该发电机组连接于该电源控制器，该电源控制器连接于该空气供给系统和该吊装悬架系统，将该发电机组提供的电源进行电压转换后提供给该空气供给系统和该吊装悬架系统。

该吊装悬挂装置包括立柱、吊臂、横梁、气枪支架和电动升降机构，该立柱固定在船甲板上，承受该吊装悬挂装置所有的重量和振动产生的冲击力量；该吊臂一端同该立柱进行连接，另一端悬挂该电动升降机构，该横梁悬挂在该电动升降机构下端，以根据需要进行升降；该气枪支架悬挂在该横梁下端，其下方悬挂该震源系统中的多杆气枪，上端连接该横梁，以使所述多杆气枪跟随该横梁上下升降。

该震源系统包括多杆气枪，所述多杆气枪分别连接于该气枪控制部分和该高压空气供给系统，在该气枪控制部分的控制下，将该高压空气供给系统传输过来的高压气体急速喷到水中形成高压气泡，完成胀缩震动。

该气枪控制部分包括仪器记录仪、气枪副控制器、气枪主控制器、控制器箱体和深度传感器，该仪器记录仪连接于该气枪副控制器，将其存储的启炮信号传输给该气枪副控制器，该气枪副控制器将该启炮信号通过无线数据传输方式传输给该气枪主控制器，该深度传感器连接于该气枪主控制器，采集不同炮点的水深数据，并将水深数据传输该给气枪主控制器，该气枪主控制器连接于该控制器箱体，根据导航位置信号，按照指定位置桩号范围输送该启炮信号给该控制器箱体，该控制器箱体连接于该震源系统中的多杆气枪，根据该启炮信号，控制所述多杆气枪的启动。

该一种可拆卸式小型气枪震源系统还包括动力驱动部分，包括船外机2台，为该一种可拆卸式小型气枪震源系统提供动力支持。

该一种可拆卸式小型气枪震源系统还包括辅助部分，包括船载消防设备、救生设备、缆绳、锚、照明设备、测深仪、减震装置这些附属设备。

该船体承载部分采用双体船外形，分段制造，两套片体，一套中间连接平台。

本发明中的一种可拆卸式小型气枪震源系统，涉及高压空气通过空气枪在特定的摆放位置释放高压空气产生振动的方法，一种可拆卸式小型气枪震源系统船体承载部分设计为双体船外形，分段制造、现场组装，保证随时拆卸满足国内各地的长途运输；拿出单炮记录，通过和以往震源的资料进行实例对比，释放能量所产生的效果出现明显的差异，气枪产生的能量明显高于电火花产生的能量。资料效果同时体现的也非常明显。本发明中的一种可拆卸式小型气枪震源系统，在地球物理勘探陆地施工无法使用炸药震源的水库、湖泊等特殊区域，按照设计要求可以在设计的炮点位置上进行有效的激发，并且施工效率高。

附图说明

图1为本发明的一种可拆卸式小型气枪震源系统的一具体实施例的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的一种可拆卸式小型气枪震源系统的结构图。该一种可拆卸式小型气枪震源系统由高压空气供给系统、电力供给装置、吊装悬架系统、震源系统、船体承载部分、动力驱动部分、气枪控制部分和辅助部分组成。

所述的高压空气供给系统，包括空气压缩机03、限压阀05、安全阀09、储气筒04、分离器07(水和空气)、高压管线11、管汇箱08、压力表10、自动启动装置06等；其主要作用是电力驱动空气压缩机03提供高压空气，限压阀05控制输出流量，储气筒04储存高压空气，经过高压管线进入管汇箱08进行分配到各气枪管线。

在一实施例中，空气压缩机03连接于电力供给装置，在电力供给装置的带动下提供高压气体，输送给储气筒04，储气筒04内的气体经过分离器07(水和空气)进入管汇箱08根据气枪数量进行分配。同时限压阀05和储气筒04并联在一起，根据需要调整压力数值，自动启动装置06根据压力高低控制空气压缩机是否工作。管汇箱08配有安全阀09和高压仪表10，高压气体通过高压气管11，进入各气枪气室，完成高压气体的输送工作。

所述的电力供给装置，主要由发电机组01、电源控制器02、电源输出线路等组成，可以提供380伏高压电力，保证空气压缩机和船用水泵、仪表、电动升降装置正常工作。

所述的吊装悬挂装置3，包括立柱、吊臂13、横梁14、气枪支架15、电动升降机构12、滑轨、吊耳、吊链、安全链、吊环等，其主要作用是横梁14通过吊臂上的滑轨到达指定位置，电动升降机构12进行升降作业完成气枪横梁14带动气枪支架15达到沉枪设计深度。

在一实施例中，首先使用220伏电压操控电动升降机构12；吊臂13与横梁14通过钢丝绳、电动升降电机等组合配件进行连接，按照实验数据进行操作控制沉枪深度2—3米不等，气枪16按照不同的数值使用气枪支架15进行固定链接，完成气枪16的沉枪和回收操作；

所述震源系统，包括多杆气枪16、从高压管汇输出的各高压管线、电磁阀、安全阀、管路接头、从枪控箱体输出的各信号线等部件；其主要作用高压空气通过高压管线进入气室，启炮信号23过信号线输出，电磁阀打开，往复阀高速滑动，高压气体便急速喷到水中形成高压气泡，完成胀缩震动。

所述船体承载部分，包括相同浮体2个，中间链接器，分离舱、吊点、链接点、连接盘等部分；其主要作用承载各设备重量，吃水不大于0.5米，能够完成国内远距离车辆运输到达指定地点并能够完成现场吊装作业任务。

所述动力驱动部分，包括船外机2台，液压操控系统、燃油供给系统、船外机悬挂装置、档位操作部分、传动拉筋的部件组成；其主要作用实现正常航行5节航速，工作航行2—4节航速，调头距离小，操控性好，满足内陆水域气枪作业模式。

工程施工的船舶主要是船载设备的配置，推进动力的发动机往往是次要的，一般使用内置式发动机带动输出轴链接螺旋桨运转，但在本发明的可拆卸式小型气枪震源船在水面工作中要求转弯半径尽可能小，对航速要求不是很高的特种设备，传统的推进方式已经无法满足工程施工的需要，所以选择船外机作为推进动力，满足工程施工的使用要求。

所述气枪控制部分，包括主控制器、箱体、电源保护器、导航设备、电台等电子设备；其主要作用是实现仪器同震源对接，震源系统按照设计点位激发，信号传输同仪器同步。

导航位置信号24指的是GPS位置信号也可以理解成震源释放能量的位置信号；无线信号21指的是副控19，接到仪器记录20发来的激发信号，通过电台无线传输21，传输给主控18完成信号的往复传输功能；

仪器记录20同气枪控制器(副控)19进行连接，完成激发信号的传输过程，副控同气枪控制器(主控)18进行无线对接实现远距离启炮信号的传输及初始信号的对接功能，深度传感器25进行不同炮点的水深数据收集工作，按照施工设计炮点位置进行设置，导航根据导航位置信号24(炮点桩号)，按照指定位置桩号范围进行输送启炮信号23给控制箱体22。

深度传感器25进行不同炮点的水深数据收集工作，为将来地震资料处理做准备，因为地震波在水中、岩石等各种介质内的传播的速度是不一样的需要进行原始资料的收集，保证后期资料的质量。

所述辅助部分8，包括船载消防设备、救生设备、缆绳、锚、照明设备、测深仪、减震装置等附属设备；其主要作用是满足船舶航行要求，施工中做到24小时具备生产能力，保证船载设备能够承受施工中震动的冲击力量。

使用时通过陆上运输到达施工地点，现场对船体承载部分进行连接组装，电力供给装置驱动高压空气供给系统，产生特定压力的高压气体，操作人员通过控制部分，按照特定的时间、顺序控制震源系统进行瞬间释放高压气体，动力驱动部分根据坐标准确驶入每一个指定激发位置，依次完成所测定的所有炮点的激发任务。

船体设计为双体船外形，分段制造，两套10m×2m×0.9m(长×宽×高)片体，一套10m×0.5m的中间连接平台。船总长10米，船宽4.5米，重量9吨，船体设计制造片体宽2米，型深0.9米，设计吃水0.4米，设计航速5节，船体的设计尺寸是根据所承载设备的质量、外形尺寸、工作中震源所产生的能量合理设计的。根据使用区域的不同，原则上其外形尺寸尽可能小，便于运输、便于现场组装，同时使用中节约成本，但是还必须满足所有使用条件和安全应用要求；

对气枪支架、横梁、吊挂系统实施设计、制作；船体承载部分制作成分体的，满足长途运输；空压机、发电机、高压气瓶、高压管线等部件根据甲板尺寸进行选型、布置、安装，以满足生产要求。完成了东、西部探区两个项目的水上作业任务，获得了良好的采集资料及经济效益。

在一实施例中，本发明的一种可拆卸式小型气枪震源系统在运行时，发电机组01运转，机座进行安装减震装置防止震动造成设备损坏，输送稳定的电流经过电源控制器02进行分配.首先使用220伏电压操控电动升降机构12；立柱承受吊装悬挂装置的所有质量，吊臂13与横梁14通过钢丝绳、电动升降电机、吊耳、吊链、吊环等等组合配件进行连接，同时设置安全链防止吊装设备损坏，工作中按照实验数据进行操作控制沉枪深度2—3米不等，气枪按照不同的数值使用气枪支架15进行固定链接，完成气枪的沉枪和回收操作；空气压缩机03在发电机的带动下提供高压气体，输送给高压气瓶04，高压气瓶内的气体经过分离器(水和空气)07进入管汇箱08根据气枪数量进行分配。同时限压阀05和储气筒并联在一起，根据需要调整压力数值，自动启动装置06根据压力高低控制空气压缩机是否工作。管汇箱配有安全阀09和高压仪表10，高压气体通过高压管线11，进入各气枪气室，完成高压气体的输送工作；仪器记录20同气枪控制器(副控)19进行连接，完成激发信号的传输过程，副控同气枪控制器(主控)18进行无线对接实现远距离启炮信号的传输及初始信号的对接功能，深度传感器25进行不同炮点的水深数据收集工作，按照施工设计炮点位置进行设置，导航根据(炮点桩号)24，按照指定位置桩号范围进行输送启炮信号23给控制箱体22，信号通过控制器箱体22把信号分配到各气枪电磁阀，电能转化为机械能，枪体内的阀梭高速移动并失去平衡，高速向上移动，当阀梭滑过排气孔，下气室的高压气体便急速喷到水中形成高压气泡，气泡在静水压作用下将产生胀缩震(气泡效应)，形成向外传播的压力波。

Claims (10)

1.一种可拆卸式小型气枪震源系统，其特征在于，该一种可拆卸式小型气枪震源系统包括高压空气供给系统、电力供给装置、吊装悬架系统、震源系统、气枪控制部分和船体承载部分，该电力供给装置连接于该空气供给系统和该吊装悬架系统，为它们提供电力支持，该高压空气供给系统连接于该震源系统，为该震源系统提供高压气体，该吊装悬架系统连接于该震源系统，将该震源系统下沉到设计深度，该震源系统连接于该气枪控制部分，在该气枪控制部分的控制下，将高压气体急速喷到水中形成高压气泡，完成胀缩震动，该空气供给系统、该电力供给装置、该吊装悬架系统、该震源系统和该气枪控制部分均位于该船体承载部分上。

2.根据权利要求1所述的一种可拆卸式小型气枪震源系统，其特征在于，该高压空气供给系统包括空气压缩机、储气筒、分离器和管汇箱，该空气压缩机连接于该电力系统，在该电力系统的驱动下提供高压空气，该储气筒连接于该空气压缩机，以储存高压空气，该分离器连接于该储气筒，该储气筒内的高压空气经过该分离器分离为水和高压气体，该管汇箱连接于该分离器，该分离器输出的高压气体经过该管汇箱传输到该震源系统。

3.根据权利要求2所述的一种可拆卸式小型气枪震源系统，其特征在于，该高压空气供给系统还包括限压阀、安全阀、压力表和自动启动装置，该安全阀和该压力表连接于该管汇箱，以保证系统运行安全可靠，该自动启动装置连接于该限压阀和该空气压缩机，该限压阀并联于该储气筒，该自动启动装置根据压力高低控制该空气压缩机是否工作，并控制该限压阀根据需要调整压力数值。

4.根据权利要求1所述的一种可拆卸式小型气枪震源系统，其特征在于，该电力供给装置包括发电机组和电源控制器，该发电机组连接于该电源控制器，该电源控制器连接于该空气供给系统和该吊装悬架系统，将该发电机组提供的电源进行电压转换后提供给该空气供给系统和该吊装悬架系统。

5.根据权利要求1所述的一种可拆卸式小型气枪震源系统，其特征在于，该吊装悬挂装置包括立柱、吊臂、横梁、气枪支架和电动升降机构，该立柱固定在船甲板上，承受该吊装悬挂装置所有的重量和振动产生的冲击力量；该吊臂一端同该立柱进行连接，另一端悬挂该电动升降机构，该横梁悬挂在该电动升降机构下端，以根据需要进行升降；该气枪支架悬挂在该横梁下端，其下方悬挂该震源系统中的多杆气枪，上端连接该横梁，以使所述多杆气枪跟随该横梁上下升降。

6.根据权利要求1所述的一种可拆卸式小型气枪震源系统，其特征在于，该震源系统包括多杆气枪，所述多杆气枪分别连接于该气枪控制部分和该高压空气供给系统，在该气枪控制部分的控制下，将该高压空气供给系统传输过来的高压气体急速喷到水中形成高压气泡，完成胀缩震动。

7.根据权利要求1所述的一种可拆卸式小型气枪震源系统，其特征在于，该气枪控制部分包括仪器记录仪、气枪副控制器、气枪主控制器、控制器箱体和深度传感器，该仪器记录仪连接于该气枪副控制器，将其存储的启炮信号传输给该气枪副控制器，该气枪副控制器将该启炮信号通过无线数据传输方式传输给该气枪主控制器，该深度传感器连接于该气枪主控制器，采集不同炮点的水深数据，并将水深数据传输该给气枪主控制器，该气枪主控制器连接于该控制器箱体，根据导航位置信号，按照指定位置桩号范围输送该启炮信号给该控制器箱体，该控制器箱体连接于该震源系统中的多杆气枪，根据该启炮信号，控制所述多杆气枪的启动。

8.根据权利要求1所述的一种可拆卸式小型气枪震源系统，其特征在于，该一种可拆卸式小型气枪震源系统还包括动力驱动部分，包括船外机2台，为该一种可拆卸式小型气枪震源系统提供动力支持。

9.根据权利要求1所述的一种可拆卸式小型气枪震源系统，其特征在于，该一种可拆卸式小型气枪震源系统还包括辅助部分，包括船载消防设备、救生设备、缆绳、锚、照明设备、测深仪、减震装置这些附属设备。

10.根据权利要求1所述的一种可拆卸式小型气枪震源系统，其特征在于，该船体承载部分采用双体船外形，分段制造，两套片体，一套中间连接平台。

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