阅读说明：本技术 一种物探持续可控的震源装置 (Geophysical prospecting continuously controllable seismic source device ) 是由 戴学军 张玉静 吴娇 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种物探持续可控的震源装置,每间隔一段时间,通过第一进气管输入氧气、第二进气管输入燃气,在燃烧区中以一定比例混合,电火花塞进行定时自动间隔点火,在燃烧室内每间隔一段时间发生爆炸,混合气体被激发爆炸时,形成高温高压气体,高温高压气体在激波管本体中传动,隔离门体在复位弹簧合页的牵拉下,瞬间旋动至与矩形空腔侧壁贴合,形成激波,使激波管主体发出振动,当激波管主体内混合气体燃尽时,隔离门体在复位弹簧合页的牵引下复位,而后等待下一次气体进入混合点火激波,从而形成稳定发出振波的震源,本发明通过激波管主体提高转换声波能量的效率,震源激发具有可持续性,且可控制激发的间隔时间、能量强度以及激发频率。(The invention discloses a seismic source device with continuously controllable geophysical prospecting, wherein oxygen is input through a first air inlet pipe and fuel gas is input through a second air inlet pipe at intervals, the oxygen and the fuel gas are mixed in a combustion area according to a certain proportion, an electric spark plug performs timed automatic interval ignition, the explosion is generated at intervals in a combustion chamber, when the mixed gas is excited and exploded, high-temperature and high-pressure gas is formed, the high-temperature and high-pressure gas is transmitted in a shock tube body, an isolation door body is instantaneously rotated to be attached to the side wall of a rectangular cavity under the traction of a return spring hinge to form shock waves, so that the shock tube body vibrates, when the mixed gas in the shock tube body is burnt out, the isolation door body is reset under the traction of the return spring hinge, then the next gas is waited to enter the mixed ignition shock waves, so that a seismic source which stably emits shock waves is formed, the efficiency of converting sound wave energy is improved, the seismic source excitation has sustainability, and the interval time, energy intensity and excitation frequency of the excitation can be controlled.)

一种物探持续可控的震源装置

技术领域

本发明属于地球物理探测技术领域，具体涉及一种物探持续可控的震源装置。

背景技术

目前地质勘探中使用声波勘探的震源，可分为***震源与非***震源两种类型，其中，***、聚能弹等***震源产生的能量大，但大部分能量溢散在空气环境中，发散不集中且具有一定的危险性和不可控性，每一次装填均花费大量时间，存在效率低且资源利用率低的缺点。非***震源又可分为脉冲震源和可控震源，常见的脉冲震源有电火花、空***、振锤等，电火花、振锤每次仅具有一次脉冲，发出的频率较低，对环境较为友好但发出震源能量较小，空***仅适用于与水域探测，具有一定的局限性，但这类脉冲震源及***震源均不具备连续性可控性，而现有的可控震源多数为电磁式震源，这类震源设备作为震源的效果好但结构复杂且较为大型，维护和应用的成本高昂。

中国发明专利申请CN104570051A公开一种大功率程控震源，该震源在使用时，通过震源主机控制开启燃气管道和氧气管道上的电磁阀，向发射管的***筒内按一定的体积比充入燃气和氧气，根据震源所需的能量控制充气时间，关闭电磁阀，随后启动点火装置，引爆***筒内的混合气体，产生震源。这种震源是将气体燃烧***的气流能量直接作为震源能量，对激发点进行激发，气流能量的激发强度比较弱，容易，激发效果不好，可能需要多次激发。另外，震源的发射能量是通过控制充气时间来进行调整的，但由于***筒的容积是固定的，其调整范围必定有限，并且在需要小能量发射时，为了获得小能量的混合气体密度，需要充入的气体量较多，造成气源消耗比较快，同时充气时间也长，工作效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物探持续可控的震源装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本次发明为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种物探持续可控的震源装置，包括：

激波管主体，整体呈矩形体形状，其内部具有矩形空腔，其尾端具有与矩形空腔相连通的矩形开口，所述激波管主体的前端壁体上开设有相对称设置且均垂直于前端壁体的第一通孔、第二通孔，其前端壁体上在第一通孔、第二通孔之间的中央处还设置有激发开关组件，所述激波管主体的前端壁面上在第一通孔、第二通孔的边周分别形成第一进气室、第二进气室，所述矩形空腔的中部相对向的两侧侧壁上分别形成有两个相对称的限位桩，所述矩形空腔中部的两限位桩的后侧设置有隔离门体，所述隔离门体的一边侧与限位桩之间通过复位弹簧合页铰合连接，所述激波管主体的内部尾端在矩形开口的内相侧设置有嵌合槽，所述嵌合槽中嵌入设置有封闭矩形开口的防护板；

第一输气机构，嵌入设置在第一进气室中，由第一气门杆、第一往复杆栓、第一复位弹簧、第一进气管、第一进气阀构成，所述第一气门杆嵌入设置在第一通孔并可在第一通孔中前后平移，其尾端形成有封闭第一通孔的挡板，所述第一气门杆与第一通孔外端衔接处设置有第一复位弹簧，所述第一复位弹簧的前端连接固定有第一往复杆栓，所述第一往复杆栓嵌套在第一气门杆上且与第一气门杆连接为一体，所述第一进气管固定连接在第一进气室的前端中部且与第一进气室相连通，所述第一进气管的外端连接有控制气体进入的第一进气阀；

第二输气机构，嵌入设置在第二进气室中，由第二气门杆、第二往复杆栓、第二复位弹簧、第二进气管、第二进气阀构成，所述第二气门杆嵌入设置在第二通孔并可在第二通孔中前后平移，其尾端形成有封闭第二通孔的挡板，所述第二气门杆与第二通孔外端衔接处设置有第二复位弹簧，所述第二复位弹簧的前端连接固定有第二往复杆栓，所述第二往复杆栓嵌套在第二气门杆上且与第二气门杆连接为一体，所述第二进气管固定连接在第二进气室的前端中部且与第二进气室相连通，所述第二进气管的外端连接有控制气体进入的第二进气阀。

进一步说明的是，所述激发开关组件由垂直嵌入设置在激波管主体壁体且延伸至矩形空腔内的电火花塞、与电火花塞连接的高压电缆、与高压电缆连接的高压点火开关器构成，所述电火花塞的电机部分延伸设置在矩形空腔内。

进一步说明的是，所述隔离门体的两侧与限位桩相抵，其顶部、底部与矩形腔体的壁面相抵，所述隔离门体垂直于矩形空腔侧壁时，其恰好封闭矩形空腔，且复位弹簧合页处在松弛状态。

进一步说明的是，所述第一进气管的内部在第一进气室与第一进气阀之间还设置有回火防止器，所述第二进气管上在第二进气室与第二进气阀之间还设置有回火防止器。

进一步说明的是，所述第一进气管与第一进气室的衔接处、第二进气管与第二进气室的衔接处还设置有进气管紧缩螺母。

进一步说明的是，所述第一往复杆栓的前端延伸嵌入至与第一进气管的管口相接，所述第一往复杆栓的杆径小于第一进气管的管径。

进一步说明的是，所述第二往复杆栓的前端延伸嵌入至与第二进气管的管口相接，所述第二往复杆栓的杆径小于第二进气管的管径。

进一步说明的是，所述第一复位弹簧处于自然复位状态时，所述第一气门杆上的挡板贴合于第一通孔且封闭第一通孔；所述第二复位弹簧处于自然复位状态时，所述第二气门杆上的挡板贴合于第二通孔且封闭第二通孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

激波管主体内通过隔离门体形成燃烧区与低压区，每相间隔一段时间，通过第一进气管输入氧气、第二进气管输入燃气，氧气与燃气在燃烧区中以一定比例混合，使用电火花塞进行定时自动间隔点火，在燃烧室内每间隔一段时间发生***，混合气体被点火激发***时，形成高温高压气体，高温高压气体在激波管本体中传动，隔离门体受高压冲击，在复位弹簧合页的牵拉下，瞬间旋动至与矩形空腔侧壁贴合，形成激波，使激波管主体发出振动，当激波管主体内混合气体燃尽时，隔离门体在复位弹簧合页的牵引下复位，而后等待下一次气体进入混合点火激波，从而形成稳定发出振波的震源，相较于常规的震源装置，本发明通过激波管主体提高转换声波能量的效率，震源激发具有可持续性，且可控制激发的间隔时间、能量强度以及激发频率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明激波管主体前端的结构示意图；

图3是本发明中A-A部分的结构示意图；

图4是本发明中B-B部分的结构示意图；

其中：1、激波管主体；2、第一输气机构；201、第一气门杆；202、第一往复杆栓；203、第一复位弹簧；204、第一进气管；205、第一进气阀；3、第二输气机构；301、第二气门杆；302、第二往复杆栓；303、第二复位弹簧；304、第二进气管；305、第二进气阀；4、矩形空腔；5、矩形开口；6、第一通孔；7、第二通孔；8、激发开关组件；801、电火花塞；802、高压电缆；803、高压点火开关器；9、第一进气室；10、第二进气室；11、限位桩；12、隔离门体；13、复位弹簧合页；14、嵌合槽；15、防护板；16、挡板；17、回火防止器；18、进气管紧缩螺母；A、***燃烧室；B、低压室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图4，本发明提供以下技术方案：

一种物探持续可控的震源装置，包括：

激波管主体1，整体呈矩形体形状，其内部具有矩形空腔4，其尾端具有与矩形空腔4相连通的矩形开口5，激波管主体1的前端壁体上开设有相对称设置且均垂直于前端壁体的第一通孔6、第二通孔7，其前端壁体上在第一通孔6、第二通孔7之间的中央处还设置有激发开关组件8，激波管主体1的前端壁面上在第一通孔6、第二通孔7的边周分别形成第一进气室9、第二进气室10，矩形空腔4的中部相对向的两侧侧壁上分别形成有两个相对称的限位桩11，矩形空腔4中部的两限位桩11的后侧设置有隔离门体12，隔离门体12将矩形空腔4隔离为两个区域，远离矩形开口5一侧的区域为***燃烧室A，临近矩形开口5一侧的区域为低压室B，隔离门体12的一边侧与限位桩11之间通过复位弹簧合页13铰合连接，激波管主体1的内部尾端在矩形开口5的内相侧设置有嵌合槽14，嵌合槽14中嵌入设置有封闭矩形开口5的防护板15，防护板15可更换，用于防止水体合灰尘进入。

第一输气机构2，嵌入设置在第一进气室9中，由第一气门杆201、第一往复杆栓202、第一复位弹簧203、第一进气管204、第一进气阀205构成，第一气门杆201嵌入设置在第一通孔6并可在第一通孔6中前后平移，其尾端形成有封闭第一通孔6的挡板16，第一气门杆201与第一通孔6外端衔接处设置有第一复位弹簧203，第一复位弹簧203的前端连接固定有第一往复杆栓202，第一往复杆栓202嵌套在第一气门杆201上且与第一气门杆201连接为一体，第一进气管204固定连接在第一进气室9的前端中部且与第一进气室9相连通，第一进气管204的外端连接有控制气体进入的第一进气阀205。

第二输气机构3，嵌入设置在第二进气室10中，由第二气门杆301、第二往复杆栓302、第二复位弹簧303、第二进气管304、第二进气阀305构成，第二气门杆301嵌入设置在第二通孔7并可在第二通孔7中前后平移，其尾端形成有封闭第二通孔7的挡板16，第二气门杆301与第二通孔7外端衔接处设置有第二复位弹簧303，第二复位弹簧303的前端连接固定有第二往复杆栓302，第二往复杆栓302嵌套在第二气门杆301上且与第二气门杆301连接为一体，第二进气管304固定连接在第二进气室10的前端中部且与第二进气室10相连通，第二进气管304的外端连接有控制气体进入的第二进气阀305。

激发开关组件8由垂直嵌入设置在激波管主体1壁体且延伸至矩形空腔4内的电火花塞801、与电火花塞801连接的高压电缆802、与高压电缆802连接的高压点火开关器803构成，电火花塞801的电机部分延伸设置在矩形空腔4内。

隔离门体12的两侧与限位桩11相抵，其顶部、底部与矩形腔体的壁面相抵，隔离门体12垂直于矩形空腔4侧壁时，其恰好封闭矩形空腔4，且复位弹簧合页13处在松弛状态。

第一进气管204的内部在第一进气室9与第一进气阀205之间还设置有回火防止器17，第二进气管304上在第二进气室10与第二进气阀305之间还设置有回火防止器17；第一进气管204与第一进气室9的衔接处、第二进气管304与第二进气室10的衔接处还设置有进气管紧缩螺母18。

第一往复杆栓202的前端延伸嵌入至与第一进气管204的管口相接，第一往复杆栓202的杆径小于第一进气管204的管径；第二往复杆栓302的前端延伸嵌入至与第二进气管304的管口相接，第二往复杆栓302的杆径小于第二进气管304的管径；第一复位弹簧203处于自然复位状态时，第一气门杆201上的挡板16贴合于第一通孔6且封闭第一通孔6；第二复位弹簧303处于自然复位状态时，第二气门杆301上的挡板16贴合于第二通孔7且封闭第二通孔7。

在物探持续可控的震源装置应用前，还需作以下计算及设计：

a.计算最大的***当量，设计激波管主体1的材料、厚度，避免激波管主体1在工作时发生变形。

b.设置第一进气管204、第二进气管304中气体传输时的气体压力以及第一复位弹簧203、第二复位弹簧303的弹力，使得第一能够工作。

c、第一进气管204与进气管紧缩螺母18之间还需设置密封橡胶圈，且第一气门杆201、第二气门杆301尾端挡板16的斜度、光度必须与***燃烧室A的第一进气孔、第二进气孔相密封吻合。

d.高压电缆802需绝缘性好、机械性能好以及能够耐高压击穿，需要跟电火花塞801的接触连接良好，高压电缆802、第一进气阀205、第二进气阀305接入外部控制电箱，由外部控制电箱控制。

e.计算复位弹簧合页13的弹力，能够让隔离门体12复位及具有一定且较强的压力，隔离门体12与限位桩11相接触的地方需要平整光滑，在一个最佳的实施例中，隔离门体12与限位桩11之间的边沿设置有密封带，而形成一个完整的独立的隔离。

f.第一进气阀205接入高压氧气瓶，第二进气阀305接入高压燃料瓶。

上述物探持续可控的震源装置，其通过以下流程进行工作：

S1.高压氧气瓶的输入氧气，设定第一进气阀205的输入量，在第一进气阀205的控制下通过回火防止器17经第一进气管204进入第一进气室9，氧气推动第一往复杆栓202并通过第一通孔6输送至激波管主体1的***燃烧室A中，同时，高压燃料瓶输入燃气，设定第二进气阀305的输入量在第二进气阀305的控制下通过回火防止器17经第二进气管304进入第二进气室10，燃气推动第二往复杆栓302并通过第二通孔7输送至激波管主体1的***燃烧室A中与氧气充分混合，形成***临界气体；另外，当第一进气阀205、第二进气阀305达到输入量时即闭合，第一气门杆201在第一复位弹簧203的复位回弹作用下自动复位，使其尾端挡板16封闭第一通孔6，第二气门杆301在第二复位弹簧303的复位回弹作用下自动复位，使其尾端挡板16封闭第二通孔7。

S2.当可燃性气体以及氧气在***燃烧室A充分混合后，按下高压点火开关器803，外部电源输入高压直流电通过高压电缆802，驱动电火花塞801产生电火花，点燃***临界气体，产生高温高压气体；***燃烧室A内的高温高压气体，在周边的耐激波管主体1封闭约束下，对隔离门体12产生强作用力，使得隔离门体12通过复位弹簧合页13转动，隔离门被推倒至与侧壁贴合，***燃烧室A与低压室B连通，高温高压气体进入低压室B。

S3.高温高压气体进入低压室B，推动低压室B中低压气体向前运动，形成用于震源的正激波。

S4.当***燃烧室A内气体燃尽后，***燃烧室A内无高压，隔离门体12在复位弹簧合页13的复位回弹下复位，当隔离门碰到限位桩11后停止，又形成了单独的***燃烧室A及低压室B。

S5.本装置定时重复依次实行S1、S2、S3、S4，依次往复，从而形成连续的声波震源，每次电火花塞801的工作时间间隔，必须大于或等于隔离门体12的复位时间、充气时间、***燃烧时间三个时间相加的总和，以保证隔离门体12的复位及激波管主体1内高温高压气体的活动完整。

另外，本发明装置还可以通过调整限位桩11的位置，从而设置不同位置的隔离门体12，形成占有不同体积比例的***燃烧室A以及低压室B，从而改变震源的激波频率；通过调整燃料的输入量以及***燃烧室A体积来调整***当量，增强震源的声波能量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。