一种自适应凹凸地表的横波可控震源振动器平板

1.本发明涉及一种自适应凹凸地表的横波可控震源振动器平板，属于油气勘探装备领域。


背景技术：

2.在油气勘探中，横波勘探技术发挥了良好作用，是发现油气田的有效方法。横波可控震源振动器平板是震源激发信号传递及输出的关键构件，在工作过程中与大地紧密接触，将振动波传入大地。但因为现有横波可控震源振动器平板均在一个平面，所以导致现有设备对地表的要求较高，极大的限制了横波勘探技术的运用。因此，研制出解决能在不同地表条件下的横波可控震源振动器势在必行。目前，在凹凸地表激发时，横波可控震源振动器平板在工作过程中存在两大严重技术问题，一是振动器平板与大地未垂直接触，导致激振能量耗散大、下传率低，降低了震源的勘探适用性和效率；二是振动器平板齿与大地未充分接触，导致其与大地耦合过程中，产生较大脱耦，引起过大的信号畸变，降低勘探信号分辨率。
3.因此，需要一种新型横波可控震源振动器平板结构，使振动器平板与大地保持垂直姿态和提高振动器平板齿与大地的耦合面积，以提升横波可控震源勘探效果。


技术实现要素：

4.本发明目的是为了解决现有横波振动器平板与大地未保持垂直接触和横波振动器平板齿与大地耦合效果差的问题，特提出了一种自适应凹凸地表的横波可控震源振动器平板。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.本发明一种自适应凹凸地表的横波可控震源振动器平板，包括振动器主体和由振动器主体携带的平板连接机构。振动器主体由液压驱动系统、固定挡板和箱体组成，其中液压驱动系统由驱动系统和液压钢管组成；平板连接机构由基底平板、平板组件和液压钢管组成，其中基底平板与平板组件通过液压钢管连接。
7.所述振动器主体中间为对称的箱体部分，箱体的四个边角分别连接四个固定挡板，固定挡板是具有一定厚度的长度与宽度大小不一样的长方体，固定挡板的长侧边与箱体连接，固定挡板的短侧边与平板连接机构的基底平板连接，四个固定挡板的侧面均与箱体的边底角通过焊接连接。
8.所述基底平板的板子，基底平板底面为均匀排布的三个平板齿，平板齿的形状为圆锥齿型，基底平板与其底面平板齿通过焊接连接；基底平板表面右端两侧与振动器主体通过固定挡板实现连接，其位置与振动器主体相对固定。
9.所述平板组件内部六个可调节平板均通过液压钢管连接，与基底平板相连接的三个可调节平板的顶面两侧均有两个液压钢管，以实现与基底平板和外侧可调节平板的连接；六个可调节平板位置可根据凹凸地表进行液压驱动调节；可调节平板底面均为均匀排
布的单个圆锥平板齿，可调节平板与其底面平板齿通过焊接连接。
10.本发明与现有的技术相比，本发明的创新点是：
11.1、与传统横波振动器平板结构分布相比，此发明的平板非单个结构，平板连接机构内部由液压钢管实现基底平板与平板组件的连接与驱动，根据地表条件自适应于凹凸地表，各平板可处于不同平面；
12.2、与传统横波振动器平板和大地接触方式相比，此发明使各平板下放完成后均与大地保持垂直姿态的接触方式，使地震波能量以垂直地表的方向向下传递，降低了激振能量的消散、增加能量下传深度；
13.3、与传统横波振动器平板耦合性能相比，此发明使得各平板齿均能与凹凸地表耦合接触，增大平板齿与大地的耦合面积，避免平板齿插入过程中因地表凹凸而发生平板齿与大地未耦合完全的情况，减小了信号畸变，提高了信号品质。
附图说明
14.图1为本发明一种自适应凹凸地表的横波可控震源振动器平板的实例整体正视图；
15.图2为本发明一种自适应凹凸地表的横波可控震源振动器平板的部分平板连接机构左视图；
16.图3为本发明一种自适应凹凸地表的横波可控震源振动器平板的部分平板组件右视图；
17.图4为本发明一种自适应凹凸地表的横波可控震源振动器平板的平板组件的概念性示意图。
18.图中：1.振动器主体；2.平板连接机构；3.液压驱动系统；4.固定挡板；5.箱体；6.基底平板；7.平板组件；8.液压钢管；9.平板齿；10.可调节平板；11.凹凸地表。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明作进一步说明：
20.如图1、图2、图3、图4所示，本发明一种自适应凹凸地表的横波可控震源振动器平板，该装置包括振动器主体1和由振动器主体1携带的平板连接机构2。振动器主体1由液压驱动系统3、固定挡板4和箱体5组成，其中液压驱动系统3由驱动系统和液压钢管8组成；平板连接机构2由基底平板6、平板组件7和液压钢管8组成，其中基底平板6与平板组件7通过液压钢管8连接。
21.如图1、图2所示，所述振动器主体1中间为对称的箱体5部分，箱体5的四个边角分别连接四个固定挡板4，固定挡板4是具有一定厚度的长度与宽度大小不一样的长方体，固定挡板4的长侧边与箱体5连接，固定挡板4的短侧边与平板连接机构2的基底平板6连接，四个固定挡板4的侧面均与箱体5的边底角通过焊接连接。
22.如图1、图4所示，所述基底平板6的板子，基底平板6底面为均匀排布的三个平板齿9，平板齿9的形状为圆锥齿型，基底平板6与其底面平板齿9通过焊接连接；基底平板6表面右端两侧与振动器主体1通过固定挡板4实现连接，其位置与振动器主体1相对固定。
23.如图2、图3、图4所示，所述平板组件7内部六个可调节平板10均通过液压钢管8连
接，与基底平板6相连接的三个可调节平板10的顶面两侧均有两个液压钢管8，以实现与基底平板6和外侧可调节平板10的连接；六个可调节平板10位置可根据凹凸地表11进行液压驱动调节；可调节平板10底面均为均匀排布的单个圆锥平板齿9，可调节平板10与其底面平板齿9通过焊接连接。
24.其工作原理为：
25.如图1、图3所示，该横波可控震源振动器平板作业之前，平板连接机构2内基底平板6与平板组件7的平板齿9均处于同一平面。该平板装置开始作业时，由液压驱动系统3驱动平板连接机构2向下缓慢运动，基底平板6与各可调节平板10分别与凹凸地表11接触时，液压驱动系统3分别感知各平板齿9与地面触碰后，停止对相应平板齿9的向下驱动。完成基底平板6与所有可调节平板10的感知后，振动器主体1对平板连接机构2进行静载荷施压，使平板齿9充分嵌入凹凸地表。实现平板齿9与凹凸地表更多的耦合，增大平板齿9与大地的耦合面积，避免平板齿9插入过程中因地表凹凸而发生平板齿9与大地未耦合完全的情况，减小了信号畸变，提高了信号品质；同时保证基底平板6和各可调节平板10与大地处于垂直姿态，使地震波能量以垂直地表的方向向下传递，降低了激振能量的消散、增加能量下传深度。


技术特征：
1.一种自适应凹凸地表的横波可控震源振动器平板，属于油气勘探装备领域；该装置是一种用于野外环境激振的横波可控震源振动器的平板装置；该装置包括：一个振动器主体(1)，用于提供激振的出力和液压驱动系统；两个平板连接机构(2)，用于与凹凸地表相接触耦合。2.根据权利要求1所述的装置，其中振动器主体(1)包括一个液压驱动系统(3)、四个固定挡板(4)和一个箱体(5)，液压驱动系统(3)用于提供平板之间的连接和驱动，固定挡板(4)用于振动器主体(1)和平板连接机构(2)的连接。3.根据权利要求1或2所述的装置，所述平板连接机构(2)包括基底平板(6)、平板组件(7)和液压钢管(8)；其中基底平板(6)与平板组件(7)通过液压钢管(8)连接，基底平板(6)底面为均匀排布的三个平板齿(9)，平板齿(9)的形状为圆锥，基底平板(6)与其底面平板齿(9)通过焊接连，基底平板(6)表面右侧与振动器主体(1)通过固定挡板(4)实现连接，其位置与振动器主体(1)相对固定；其中平板组件(7)内部六个可调节平板(10)通过液压钢管(8)连接，六个可调节平板(10)位置可根据凹凸地表进行液压驱动调节，可调节平板(10)底面均为均匀排布的单个平板齿(9)，可调节平板(10)与其底面平板齿(9)通过焊接连接。4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中此发明的平板非单个结构，平板连接机构(2)内部由液压钢管(8)实现基底平板(6)与平板组件(7)的连接与驱动，根据地表条件自适应于凹凸地表(11)，各平板可处于不同平面。5.根据权利要求1、2、3或4所述的装置，其中基底平板(6)和平板组件(7)下放完成后均与大地保持垂直姿态的接触方式，使地震波能量以垂直地表的方向向下传递。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的装置，其中各平板齿(9)均能与凹凸地表(11)耦合接触，增大平板齿(9)与大地的耦合面积，避免平板齿插入过程中因地表凹凸而发生平板齿(9)与大地未耦合完全的情况。

技术总结
本发明一种自适应凹凸不平的横波可控震源振动器平板，该装置包括振动器主体和由振动器主体携带的平板连接机构。所述振动器主体由液压驱动系统、固定挡板和箱体组成，其中液压驱动系统由驱动系统和液压钢管构成；所述平板连接机构由基底平板、平板组件和液压钢管构成，其中基底平板与平板组件通过液压钢管连接。该发明实现平板齿与凹凸地表更多的耦合，增大平板齿与大地的耦合面积，避免平板齿插入过程中因地表凹凸而发生平板齿与大地未耦合完全的情况，减小了信号畸变，提高了信号品质；此发明使各平板下放完成后均与大地保持垂直姿态，使地震波能量以垂直地表的方向向下传递，降低了激振能量的消散、增加能量下传深度。降低了激振能量的消散、增加能量下传深度。降低了激振能量的消散、增加能量下传深度。


技术研发人员：黄志强 游正涛 李刚 陈振 马亚超 蒲伟 黄玉峰 郝磊 王若豪 付铭威
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/21