CN210775863U - 一种气爆横波震源激发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气爆横波震源激发装置，所述激发装置包括储气腔体，储气腔体内设有点火元件和反射块，反射块斜置于储气腔体的底部，反射块斜面正对着的腔体外壁上设置有气体释放口，气体释放口设置有其密封的爆破膜片，储气腔体外接有注气管，注气管上设置有截止阀。利用点火线输出的电流激发点火元件，进行点火爆破，高温高压气体经反射块反射，从气体释放口使爆破膜片瞬间破裂，释放气体，从而在周围介质中产生横波，进行传播。此方法获得的横波能量较强，且结合纵波勘探，可以直观地判断地质层材料泊松比，进而直接进行油气和矿种的勘探。此外，该装置体积小，不仅减少了成本，而且搬运方便，易于携带及野外勘探。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油天然气地震勘探设备技术领域，更为具体地，涉及一种气爆横波震源激发装置。
背景技术
横波勘探，借助人工激发的横波(质点在垂直于传播方向上振动的一类体波，记为S波)或转换横波在地壳中传播，探查地质构造及岩性的地震勘探方法，是地震勘探的一个新分支。横波法地震勘探一般指横波反射法，与纵波反射法相似。用炸药或可控震源激发地震波时，既产生纵波也产生横波，纵波在界面上还产生转换横波。地震勘探过去一直采用纵波法工作，把横波视为干扰波。其实，地震横波反射法具有高频特性好，干扰波少，反射能量强的优点；横波速度低，分辨率高，在工程勘探领域比纵波勘探有着优势，是物探在工程领域应用的一个发展方向。
目前使用的横波震源主要有三种：1、地面炸药激发，2、地面重锤横向锤击枕木激发，3、炸药三井法激发，4、专用炸药横波震源(专利号ZL200320107466.9)。地面炸药激发和重锤横向锤击枕木激发横波的方法，获得的横波能量较弱，而炸药三井法激发横波工艺复杂，很少采用。专用炸药横波震源可以激发较强的横波，但是价格相对较贵，更重要的是炸药具有较强的环境污染，且国家管控非常严格，使用受到极大限制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种气爆横波震源激发装置，结合纵波勘探，可以直观地判断材料泊松比，从而直接进行油气和矿种的勘探。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种气爆横波震源激发装置，包括储气腔体，所述储气腔体内设置有点火元件和反射块，所述点火元件外接点火线，所述反射块斜置于所述储气腔体的底部，所述反射块斜面正对着的所述储气腔体外壁上设置有气体释放口，所述气体释放口设置有其密封的爆破膜片，所述储气腔体外接有注气管，所述注气管上设置有截止阀。
进一步的，所述反射块斜置面上端高于所述气体释放口。
进一步的，所述点火元件位于所述储气腔体内的几何中心位置。
进一步的，所述储气腔体上方设置有控制腔体，所述控制腔体内设置有注气管、控制器、电源模块和点火模块，所述控制器分别与所述电源模块、点火模块连接，所述点火模块通过所述点火线与所述点火元件连接。
进一步的，所述电源模块包括电源转换模块和电池，所述电池通过所述电源转换模块为所述控制器供电。
进一步的，所述储气腔体与所述控制腔体通过螺钉和垫片固定。
进一步的，所述储气腔体采用防爆材料焊接制备而成。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型基于注气管、截止阀、点火线、爆破膜片、反射块和点火元件等，可以通过点火线输出电流，利用电流激发点火元件，点火元件引发储气腔体内混合气体反应，经过燃烧、爆燃、爆轰产生高温高压气体，高温高压气体经反射块反射，从气体释放口使爆破膜片瞬间破裂，释放气体，从而产生横波震源，进行传播，此方法获得的横波能量较强，且结合纵波勘探，可以直观地判断材料泊松比，进而直接进行油气和矿种的勘探。此外，该装置体积小，不仅减少了成本，而且搬运方便，易于携带及野外勘探。
(2)本实用新型具有如下功能：
1、结合纵波勘探，可以直观地判断材料泊松比，进而直接进行油气和矿种的勘探；
2、气爆横波震源激发装置采用混合气体爆炸，例如空气和甲烷，空气和乙炔等，有效防止爆炸造成环境污染。
(3)本实用新型具有如下优点：获得的横波能量较强，减少了成本，且搬运方便，易于携带及野外勘探。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为第一实施例气爆横波震源激发装置的结构示意图；
图2为第二实施例气爆横波震源激发装置的结构示意图；
图3为第一实施例气爆横波震源的激发方法的流程图；
图4为第二实施例气爆横波震源的激发方法的流程图。
图中，1-储气腔体，2-控制腔体，3-点火模块，4-垫片，5-螺钉，6-反射块，7-爆破膜片，8-注气管，9-截止阀，10-点火元件，11-控制器，12-电源模块，13-气体释放口，14-点火线。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在对实施例进行描述之前，需要对一些必要的术语进行解释。例如：
若本申请中出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，下文所讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本实用新型的教导。应当理解的是，若提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。
在本申请中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本实用新型的限定，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式意图也包括复数形式。
当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。
实施例1
如图1所示，一种气爆横波震源激发装置，包括储气腔体1，储气腔体1内设置有点火元件10和反射块6，点火元件10外接点火线14，反射块6斜置于储气腔体1的底部，反射块6斜面正对着的储气腔体1外壁上设置有气体释放口13，且反射块6斜置面上端高于气体释放口13。气体释放口13设置有其密封的爆破膜片7。储气腔体1外接有注气管8，注气管8上设置有截止阀9。
作为较佳的实施例，储气腔体1采用防爆材料焊接制备而成。点火元件10位于储气腔体1内的几何中心位置。
如图3所示，一种气爆横波震源的激发方法，通过应用在上述任一项所述的气爆横波震源激发装置上实现，所述激发方法包括以下步骤：
S1，打开截止阀，通过注气管注入混合气体置于储气腔体内混合；
S2，混合气体加注完毕，关闭截止阀，断开气源；
S3，将气爆横波震源装置置于爆炸点；
S4，点火线输出电流激发点火元件；
S5，点火元件引爆混合气体，经过燃烧、爆燃、爆轰产生高温高压气体；
S6，高温高压气体经反射块反射，从气体释放口使爆破膜片瞬间破裂，释放气体，从而产生横波震源，进行传播。
进一步的，在步骤S1中，所述混合气体包括空气和甲烷，或者空气和其他易爆气体组合，所述易爆气体包括乙炔和乙烯。
进一步的，在步骤S4中，电池通过电源转换模块为控制器供电，控制器经连接线给点火模块通电，点火模块输出电流，电流通过点火线激发点火元件。
本实施例利用点火线14输出的电流激发点火元件10，进行点火爆破，高温高压气体经反射块6反射，从气体释放口13使爆破膜片7瞬间破裂，释放气体，从而在周围介质中产生横波，进行传播。此方法获得的横波能量较强，且结合纵波勘探，可以直观地判断地质层材料泊松比，进而直接进行油气和矿种的勘探。此外，该装置体积小，不仅减少了成本，而且搬运方便，易于携带及野外勘探。
实施例2
如图2所示，一种气爆横波震源激发装置，储气腔体1上方设置有控制腔体2，储气腔体1与控制腔体通过螺钉5和垫片4固定。控制腔体2内设置有注气管8、控制器11、电源模块12和点火模块3，控制器11分别与电源模块12、点火模块3连接，点火模块3通过点火线14与点火元件10连接。其中，电源模块12包括电源转换模块和电池，电池通过电源转换模块为控制器11供电。
如图4所示，一种气爆横波震源的激发方法，通过应用在上述任一项所述的气爆横波震源激发装置上实现，所述激发方法包括以下步骤：
S11，拧下螺钉，取下垫片，打开上盖；
S12，打开截止阀，通过注气管注入混合气体置于储气腔体内混合；
S13，混合气体加注完毕，关闭截止阀，断开气源，安装垫片和控制腔体，紧固螺钉；
S14，将气爆横波震源装置置于爆炸点，电池通过电源转换模块为控制器供电；
S15，控制器经连接线给点火模块通电，点火模块输出电流，电流通过点火线激发点火元件；
S16，点火元件引发腔体内气体反应，经过燃烧、爆燃、爆轰产生高温高压气体；
S17，高温高压气体经发射块反射，从气体释放口使爆破膜片瞬间破裂，释放气体，从而产生横波震源，进行传播。
基于控制器11、点火模块3、注气管8、电源模块12和点火元件10等，电池通过电源转换模块为控制器11供电，再通过控制器11给点火模块3通电，点火模块3输出电流，电流通过点火线14激发点火元件10，点火元件10引发储气腔体1内气体反应，经过燃烧、爆燃、爆轰产生高温高压气体，高温高压气体经反射块6反射至气体释放口13，高温高压气体经气体释放口13使爆破膜片7瞬间破裂，释放气体，从而产生横波震源，进行传播。此方法获得的横波能量较强，且结合纵波勘探，可以直观地判断材料泊松比，进而直接进行油气和矿种的勘探。此外，该气爆横波震源装置体积小，不仅减少了成本，而且搬运方便，易于携带及野外勘探。气爆横波震源采用混合气体爆炸，例如空气和甲烷，空气和乙炔等，有效防止爆炸造成环境污染。
作为较佳的实施例，混合气体包括空气和甲烷，或者空气和其他易爆气体组合，其他易爆气体包括乙炔和乙烯。易爆气体可以是氢气、甲烷、丙烷或乙炔中的一种。易爆气体为氢气时，氢气、氧气反应方程式为：
2H 2(g)+O 2(g)→H 2O(g)ΔH＝-242kJ/mol
即1摩尔氢气与当量氧气反应可释放242千焦的能量，在爆轰条件下可产生18倍于初始压力的产物气体。
混合气体为甲烷和空气时，甲烷、氧气反应方程式为：
CH 4(g)+2O 2(g)→CO 2(g)+2H 2O(g)ΔH＝-802kJ/mol
即1摩尔甲烷与当量氧气反应可释放802千焦的能量，爆轰条件下产生27倍于初始压力的产物气体。
易爆气体为乙炔时，1摩尔乙炔与氧气当量反应可释放54倍于初始压力的产物气体。因为利用了气体反应释放的化学能，在相同初始压力下能量密度远高于压缩气体，因此可以在较低的注气压力下获得较高的气体释放压力。
在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”均是广义含义，本领域技术人员应作广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是活动连接，或整体地连接，或局部地连接，可以是机械连接，也可以是电性连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，还可以是两个元件内部的连通等，对于本领域的技术人员来说，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义，即，文字语言的表达与实际技术的实施可以灵活对应，本实用新型的说明书的文字语言(包括附图)的表达不构成对权利要求的任何单一的限制性解释。
本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。在以上描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的技术，例如具体的施工细节，作业条件和其他的技术条件等。
Claims (7)
1.一种气爆横波震源激发装置，其特征在于：包括储气腔体(1)，所述储气腔体(1)内设置有点火元件(10)和反射块(6)，所述点火元件(10)外接点火线(14)，所述反射块(6)斜置于所述储气腔体(1)的底部，所述反射块(6)斜面正对着的所述储气腔体(1)外壁上设置有气体释放口(13)，所述气体释放口(13)设置有其密封的爆破膜片(7)，所述储气腔体(1)外接有注气管(8)，所述注气管(8)上设置有截止阀(9)。
2.根据权利要求1所述的气爆横波震源激发装置，其特征在于：所述反射块(6)斜置面上端高于所述气体释放口(13)。
3.根据权利要求1所述的气爆横波震源激发装置，其特征在于：所述点火元件(10)位于所述储气腔体(1)内的几何中心位置。
4.根据权利要求1所述的气爆横波震源激发装置，其特征在于：所述储气腔体(1)上方设置有控制腔体(2)，所述控制腔体(2)内设置有注气管(8)、控制器(11)、电源模块(12)和点火模块(3)，所述控制器(11)分别与所述电源模块(12)、点火模块(3)连接，所述点火模块(3)通过所述点火线(14)与所述点火元件(10)连接。
5.根据权利要求4所述的气爆横波震源激发装置，其特征在于：所述电源模块(12)包括电源转换模块和电池，所述电池通过所述电源转换模块为所述控制器(11)供电。
6.根据权利要求4所述的气爆横波震源激发装置，其特征在于：所述储气腔体(1)与所述控制腔体通过螺钉(5)和垫片(4)固定。
7.根据权利要求1所述的气爆横波震源激发装置，其特征在于：所述储气腔体(1)采用防爆材料焊接制备而成。
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Effective date of registration: 20210610 Address after: 621000 room 111, building 2, innovation center, science and innovation District, Mianyang City, Sichuan Province Patentee after: Sichuan Weibo Focus Technology Co.,Ltd. Address before: No.64 Mianshan Road, Mianyang, Sichuan 621054 Patentee before: INSTITUTE OF FLUID PHYSICS, CHINA ACADEMY OF ENGINEERING PHYSICS Patentee before: Sichuan Falcon integration technology (Group) Co., Ltd |
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