專利名稱：一種液壓皮囊式可控震源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓皮囊式可控震源裝置。
背景技術(shù)：
深部地震主動(dòng)觀測(cè)是近年來(lái)國(guó)際地震與深部構(gòu)造研究的一個(gè)新的趨勢(shì)，它主要是利用人工震源系統(tǒng)產(chǎn)生地震波，利用一定方式的觀測(cè)系統(tǒng)不定期地觀測(cè)從地下深處反射上來(lái)的地震波(包括縱波、橫波以及面波)，從而了解地下深部構(gòu)造的變化情況。目前國(guó)內(nèi)外使用的可控震源都是采用液壓驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)的激震方式。這種類型的震源激振功率大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)周圍環(huán)境的影響很大，而且只適用于高頻工作狀態(tài)，在低頻工作時(shí)激振力很小，傳播效果很差，價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種液壓皮囊式可控震源裝置，由液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，將震源執(zhí)行器下放到井內(nèi)潛水層下或基巖中進(jìn)行震動(dòng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是包括油壓動(dòng)力部分和水壓傳動(dòng)部分；其中1)油壓動(dòng)力部分油箱經(jīng)濾油器連接到液壓泵，伺服閥的進(jìn)口通過(guò)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桿腔和無(wú)桿腔2)水壓傳動(dòng)部分水壓缸的無(wú)桿腔分別通過(guò)單向閥、截止閥連接到震源的執(zhí)行器，壓力傳感器、截止閥分別連接到執(zhí)行器的進(jìn)口，水壓缸的無(wú)桿腔的另一液路通過(guò)截止閥和單向閥連接水箱，水壓缸的活塞桿和油壓缸活塞桿剛性連接。
所述的執(zhí)行器包括剛性托架、柔性皮囊、柔性保護(hù)套，其中剛性托架上開(kāi)孔，剛性托架和裝柔性皮囊緊配合安裝，柔性皮囊外面裝柔性保護(hù)套。
本發(fā)明具有的有益的效果是1、由于采用柔性皮囊，與周圍介質(zhì)的偶合性好，介質(zhì)適應(yīng)性好；特別適合低頻工況；結(jié)構(gòu)緊湊小巧；控制、使用、維護(hù)方便；無(wú)污染，無(wú)噪音；價(jià)格低廉。
本發(fā)明是由液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，將震源執(zhí)行器下放到井內(nèi)潛水層下或基巖中進(jìn)行震動(dòng)，井的深淺與皮囊大小可以根據(jù)具體情況決定。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是執(zhí)行器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是電液伺服壓力控制系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括油壓動(dòng)力部分A和水壓傳動(dòng)部分B；其中1)油壓動(dòng)力部分A油箱1經(jīng)濾油器2連接到液壓泵3，伺服閥8的進(jìn)口通過(guò)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的有桿腔和無(wú)桿腔2)水壓傳動(dòng)部分B水壓缸10的無(wú)桿腔分別通過(guò)單向閥14、截止閥15連接到震源的執(zhí)行器18，壓力傳感器16、截止閥17分別連接到執(zhí)行器18的進(jìn)口，水壓缸10的無(wú)桿腔的另一液路通過(guò)截止閥11和單向閥12連接水箱13，水壓缸的活塞桿和油壓缸活塞桿剛性連接。
如圖2所示，所述的執(zhí)行器18包括剛性托架18.1、柔性皮囊18.3、柔性保護(hù)套18.4，其中剛性托架上開(kāi)孔18.2，剛性托架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(hù)套18.4。
本發(fā)明的工作原理如下油壓動(dòng)力部分A，為設(shè)備提供驅(qū)動(dòng)功率并按要求進(jìn)行控制。它由液壓泵3供油，溢流閥4調(diào)壓，伺服閥8進(jìn)行控制，并由水壓缸10右側(cè)的壓力傳感器16進(jìn)行反饋，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器18工作腔內(nèi)壓力的閉環(huán)控制。工作頻率和工作壓力都可以根據(jù)需要通過(guò)伺服閥隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。水壓傳動(dòng)部分B，利用油—水轉(zhuǎn)換缸將油壓的動(dòng)力通過(guò)孔18.2實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)地傳遞到執(zhí)行器—皮囊式震源的工作腔內(nèi)，并使震源工作無(wú)污染。
為了不破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu)，保證執(zhí)行器連續(xù)可靠工作，皮囊內(nèi)工作壓力不宜太大，一般在1~5kgf/cm2范圍內(nèi)。如果是基巖地質(zhì)，可以適當(dāng)增加到10kgf/cm2左右。所以左側(cè)1的油壓控制壓力大，油壓缸9較細(xì)。而右側(cè)的水壓較低，水壓缸10較粗，相應(yīng)地輸出流量大，使皮囊的變形量和工作面加大，對(duì)實(shí)際的工作有利。
皮囊式震源的執(zhí)行器結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中皮囊及保護(hù)套的柔性好變形量大，始終“緊貼”周圍的介質(zhì)，使其震動(dòng)的偶合性兩好。系統(tǒng)對(duì)皮囊內(nèi)工作腔進(jìn)行壓力控制，則皮囊對(duì)外界介質(zhì)總的作用力等于皮囊工作腔壓力與其工作面的乘積(橫向力Fx=π(DL+D28)PL,]]>縱向力Fy=πD24PL]]>)，一般可以從幾噸到幾十噸。皮囊的大小可以設(shè)計(jì)成系列尺寸，根據(jù)工作需要進(jìn)行更換。
電液伺服控制系統(tǒng)的負(fù)載為油缸內(nèi)的壓力，再通過(guò)油—水轉(zhuǎn)換缸控制水缸的輸出壓力，所以其最終控制目標(biāo)是執(zhí)行器工作腔內(nèi)的工作壓力。電液伺服力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(hào)Ui按試驗(yàn)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(cè)、放大后進(jìn)入伺服放大器內(nèi)進(jìn)行處理，并與輸入信號(hào)相比較，其差值作為誤差信號(hào)ΔUi輸出，經(jīng)伺服控制器放大后控制伺服閥。伺服閥將控制電信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓控制量，推動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng)，從而構(gòu)成閉環(huán)伺服壓力控制系統(tǒng)。
在工作初期，可以控制水缸來(lái)回動(dòng)作，先將水灌滿整個(gè)工作腔和管路，并盡量排出氣體，然后再進(jìn)入正常的壓力控制。
權(quán)利要求
1.一種液壓皮囊式可控震源裝置，其特征在于包括油壓動(dòng)力部分(A)和水壓傳動(dòng)部分(B)；其中1)油壓動(dòng)力部分(A)油箱(1)經(jīng)濾油器(2)連接到液壓泵(3)，伺服閥(8)的進(jìn)口通過(guò)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)的有桿腔和無(wú)桿腔；2)水壓傳動(dòng)部分(B)水壓缸(10)的無(wú)桿腔分別通過(guò)單向閥(14)、截止閥(15)連接到震源的執(zhí)行器(18)，壓力傳感器(16)、截止閥(17)分別連接到執(zhí)行器(18)的進(jìn)口，水壓缸(10)的無(wú)桿腔的另一液路通過(guò)截止閥(11)和單向閥(12)連接水箱(13)，水壓缸的活塞桿和油壓缸活塞桿剛性連接。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的一種液壓皮囊式可控震源裝置，其特征在于所述的執(zhí)行器(18)包括剛性托架(18.1)、柔性皮囊(18.3)、柔性保護(hù)套(18.4)，其中剛性托架上開(kāi)孔(18.2)，剛性托架(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(hù)套(18.4)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種液壓皮囊式可控震源裝置。包括油壓動(dòng)力部分油箱經(jīng)濾油器連接到液壓泵，伺服閥的進(jìn)口通過(guò)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桿腔和無(wú)桿腔；水壓傳動(dòng)部分水壓缸的無(wú)桿腔分別通過(guò)單向閥、截止閥連接到震源的執(zhí)行器，壓力傳感器、截止閥分別連接到執(zhí)行器的進(jìn)口，水壓缸的無(wú)桿腔的另一液路通過(guò)截止閥和單向閥連接水箱，水壓缸的活塞桿和油壓缸活塞桿剛性連接。本發(fā)明由液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，將震源執(zhí)行器下放到井內(nèi)潛水層下或基巖中進(jìn)行震動(dòng)，井的深淺與皮囊大小可以根據(jù)具體情況決定，由于采用了柔性皮囊，與周圍介質(zhì)的偶合性好，介質(zhì)適應(yīng)性好；特別適合低頻工況。
文檔編號(hào)G01V1/02GK1648689SQ20051004902
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月3日
發(fā)明者李世倫, 葉瑛, 顧臨怡, 侯繼偉, 陳鷹 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)