一種液壓皮囊式可控震源裝置的製作方法

2023-11-09 18:03:07

專利名稱：一種液壓皮囊式可控震源裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液壓皮囊式可控震源裝置。
背景技術：
深部地震主動觀測是近年來國際地震與深部構造研究的一個新的趨勢，它主要是利用人工震源系統產生地震波，利用一定方式的觀測系統不定期地觀測從地下深處反射上來的地震波(包括縱波、橫波以及面波)，從而了解地下深部構造的變化情況。目前國內外使用的可控震源都是採用液壓驅動、質量塊往復運動的激震方式。這種類型的震源激振功率大，結構複雜，對周圍環境的影響很大，而且只適用於高頻工作狀態，在低頻工作時激振力很小，傳播效果很差，價格昂貴。

發明內容
本發明的目的在於提供一種液壓皮囊式可控震源裝置，由液壓系統提供動力，將震源執行器下放到井內潛水層下或基巖中進行震動。
本發明解決其技術問題採用的技術方案是包括油壓動力部分和水壓傳動部分；其中1)油壓動力部分油箱經濾油器連接到液壓泵，伺服閥的進口通過濾油器和液壓泵出口連接，液壓泵的出口分別接溢流閥、壓力表、蓄能器，伺服閥的出口分別連接到油壓缸的有杆腔和無杆腔2)水壓傳動部分水壓缸的無杆腔分別通過單向閥、截止閥連接到震源的執行器，壓力傳感器、截止閥分別連接到執行器的進口，水壓缸的無杆腔的另一液路通過截止閥和單向閥連接水箱，水壓缸的活塞杆和油壓缸活塞杆剛性連接。
所述的執行器包括剛性託架、柔性皮囊、柔性保護套，其中剛性託架上開孔，剛性託架和裝柔性皮囊緊配合安裝，柔性皮囊外面裝柔性保護套。
本發明具有的有益的效果是1、由於採用柔性皮囊，與周圍介質的偶合性好，介質適應性好；特別適合低頻工況；結構緊湊小巧；控制、使用、維護方便；無汙染，無噪音；價格低廉。
本發明是由液壓系統提供動力，將震源執行器下放到井內潛水層下或基巖中進行震動，井的深淺與皮囊大小可以根據具體情況決定。


圖1是本發明的結構原理示意圖；圖2是執行器結構示意圖；圖3是電液伺服壓力控制系統框圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明包括油壓動力部分A和水壓傳動部分B；其中1)油壓動力部分A油箱1經濾油器2連接到液壓泵3，伺服閥8的進口通過濾油器5和液壓泵3出口連接，液壓泵3的出口分別接溢流閥4、壓力表6、蓄能器7，伺服閥8的出口分別連接到油壓缸9的有杆腔和無杆腔2)水壓傳動部分B水壓缸10的無杆腔分別通過單向閥14、截止閥15連接到震源的執行器18，壓力傳感器16、截止閥17分別連接到執行器18的進口，水壓缸10的無杆腔的另一液路通過截止閥11和單向閥12連接水箱13，水壓缸的活塞杆和油壓缸活塞杆剛性連接。
如圖2所示，所述的執行器18包括剛性託架18.1、柔性皮囊18.3、柔性保護套18.4，其中剛性託架上開孔18.2，剛性託架18.1和裝柔性皮囊18.3緊配合安裝，柔性皮囊18.3外面裝柔性保護套18.4。
本發明的工作原理如下油壓動力部分A，為設備提供驅動功率並按要求進行控制。它由液壓泵3供油，溢流閥4調壓，伺服閥8進行控制，並由水壓缸10右側的壓力傳感器16進行反饋，實現執行器18工作腔內壓力的閉環控制。工作頻率和工作壓力都可以根據需要通過伺服閥隨時進行調整。水壓傳動部分B，利用油—水轉換缸將油壓的動力通過孔18.2實時對應地傳遞到執行器—皮囊式震源的工作腔內，並使震源工作無汙染。
為了不破壞地質結構，保證執行器連續可靠工作，皮囊內工作壓力不宜太大，一般在1~5kgf/cm2範圍內。如果是基巖地質，可以適當增加到10kgf/cm2左右。所以左側1的油壓控制壓力大，油壓缸9較細。而右側的水壓較低，水壓缸10較粗，相應地輸出流量大，使皮囊的變形量和工作面加大，對實際的工作有利。
皮囊式震源的執行器結構如圖2所示，其中皮囊及保護套的柔性好變形量大，始終「緊貼」周圍的介質，使其震動的偶合性兩好。系統對皮囊內工作腔進行壓力控制，則皮囊對外界介質總的作用力等於皮囊工作腔壓力與其工作面的乘積(橫向力Fx=(DL+D28)PL,]]>縱向力Fy=D24PL]]>)，一般可以從幾噸到幾十噸。皮囊的大小可以設計成系列尺寸，根據工作需要進行更換。
電液伺服控制系統的負載為油缸內的壓力，再通過油—水轉換缸控制水缸的輸出壓力，所以其最終控制目標是執行器工作腔內的工作壓力。電液伺服力控制系統的結構框圖如圖3所示。
它由伺服控制器、伺服閥、伺服液壓缸和壓力傳感器組成。其中控制信號Ui按試驗要求由變頻控制器給定，水壓缸的輸出壓力PL由壓力傳感器檢測、放大後進入伺服放大器內進行處理，並與輸入信號相比較，其差值作為誤差信號ΔUi輸出，經伺服控制器放大後控制伺服閥。伺服閥將控制電信號轉換成液壓控制量，推動液壓缸運動，從而構成閉環伺服壓力控制系統。
在工作初期，可以控制水缸來回動作，先將水灌滿整個工作腔和管路，並儘量排出氣體，然後再進入正常的壓力控制。
權利要求
1.一種液壓皮囊式可控震源裝置，其特徵在於包括油壓動力部分(A)和水壓傳動部分(B)；其中1)油壓動力部分(A)油箱(1)經濾油器(2)連接到液壓泵(3)，伺服閥(8)的進口通過濾油器(5)和液壓泵(3)出口連接，液壓泵(3)的出口分別接溢流閥(4)、壓力表(6)、蓄能器(7)，伺服閥(8)的出口分別連接到油壓缸(9)的有杆腔和無杆腔；2)水壓傳動部分(B)水壓缸(10)的無杆腔分別通過單向閥(14)、截止閥(15)連接到震源的執行器(18)，壓力傳感器(16)、截止閥(17)分別連接到執行器(18)的進口，水壓缸(10)的無杆腔的另一液路通過截止閥(11)和單向閥(12)連接水箱(13)，水壓缸的活塞杆和油壓缸活塞杆剛性連接。
2.根據權利1所述的一種液壓皮囊式可控震源裝置，其特徵在於所述的執行器(18)包括剛性託架(18.1)、柔性皮囊(18.3)、柔性保護套(18.4)，其中剛性託架上開孔(18.2)，剛性託架(18.1)和裝柔性皮囊(18.3)緊配合安裝，柔性皮囊(18.3)外面裝柔性保護套(18.4)。
全文摘要
本發明公開了一種液壓皮囊式可控震源裝置。包括油壓動力部分油箱經濾油器連接到液壓泵，伺服閥的進口通過濾油器和液壓泵出口連接，液壓泵的出口分別接溢流閥、壓力表、蓄能器，伺服閥的出口分別連接到油壓缸的有杆腔和無杆腔；水壓傳動部分水壓缸的無杆腔分別通過單向閥、截止閥連接到震源的執行器，壓力傳感器、截止閥分別連接到執行器的進口，水壓缸的無杆腔的另一液路通過截止閥和單向閥連接水箱，水壓缸的活塞杆和油壓缸活塞杆剛性連接。本發明由液壓系統提供動力，將震源執行器下放到井內潛水層下或基巖中進行震動，井的深淺與皮囊大小可以根據具體情況決定，由於採用了柔性皮囊，與周圍介質的偶合性好，介質適應性好；特別適合低頻工況。
文檔編號G01V1/02GK1648689SQ20051004902
公開日2005年8月3日 申請日期2005年2月3日 優先權日2005年2月3日
發明者李世倫, 葉瑛, 顧臨怡, 侯繼偉, 陳鷹 申請人:浙江大學