[发明专利]通过直接探测基板运动控制的地震振动器

说明书

对于相关申请的交叉参考

这是在2009年5月1日提交的美国临时申请No.61/174,786的非临时申请，该临时申请通过参考全部包括在这里，并且对于该临时申请要求优先权。

背景技术

在地球物理勘测中，地震源可由卡车携带，并且可定位在勘探区域的预定位置处。地震源能是单轴振动源，并且一旦联接到地球上并操作，就可将压缩P-波传递到地球中。

根据现有技术的振动器10表明在图1A-1C中，并且图示地表明在图2中。振动器10使用基板20和反作用质量块50将力传送到地面。如典型的那样，振动器10安装在运载车辆(未表示)上，该运载车辆使用机构和杆12/14将振动器10降低到地面。在降低振动器10的情况下，车辆的重量保持与地面相接合的基板20，所以可将地震源信号传送到地球中。

反作用质量块50直接定位在基板20上方，并且支柱52(图2)从基板20并穿过质量块50延伸，以使质量块50稳定。在内部，反作用质量块50具有形成在其中的缸56。竖直延伸活塞60穿过这个缸56延伸，并且在活塞60上的头部62将缸56划分成上部和下部腔室。活塞60在其下部端部处连接到在下部横梁(cross piece)54L中的毂盘(hub)上，并且穿过缸56向上延伸。活塞60的上部端部连接到在上部横梁54U上的毂盘上，并且横梁54U-L连接到支柱52上。

为了将基板20与杆14隔离，杆14具有底脚16，该底脚16具有隔离器40，该隔离器40布置在底脚16与基板20之间。如表示的那样，三个隔离器40布置在每个底脚16下方。另外，底脚16具有张紧(tension member)部件42，该张紧部件42互连在底脚16和基板20的边缘之间。当将振动器10升高和降低到地面时，张紧部件42用来保持基板20。最后，减震器44也安装在底脚16的底部与基板20之间，以在它们之间隔离振动。

图3A-3C用平面图、侧视图、及端部剖视图表示用于现有技术振动器10的基板20。板20的顶部具有用于支柱(52；图2)的支柱固定件24，并且加强垫21包围这些固定件24。为隔离器(40)提供保持凸缘26。靠近角部的长边缘具有叉形梁托28，张紧部件(42)的端部连接到这些叉形梁托28上；并且加强垫27绕板20的外边缘提供，用来将减震器(44)连接到基板20上。

总的来说，基板20可具有约6.9英寸的高度H₁、约42英寸的宽度W₁、及约96英寸的长度L₁，并且板20可重达近似4020磅。如在图3C的端部截面中所示，板20具有四根内部管或梁30，这些内部管或梁30沿板的长度纵向延伸。梁30是具有矩形横截面的空心管，并且具有约6英寸的高度、约4英寸的宽度、及约3/8英寸的壁厚。互连垫片32定位在梁30之间和在基板20的长帽盖壁之间。

在操作期间，如图2所示的控制器80从联接到上部横梁54U上的第一传感器85接收信号，并且从联接到反作用质量块50上的第二传感器87接收信号。基于来自这些传感器85/87的反馈和用来操作振动器10的希望扫描信号，控制器80产生驱动信号，以控制伺服阀组件82。在由驱动信号驱动时，伺服阀组件82经在质量块50中的端口，在液压流体供应源84与上部和下部缸活塞腔室之间交替地路由高压液压流体。随着液压流体在活塞头部62紧上方和下面布置的活塞腔室中交替地积累，反作用质量块50在活塞60上在竖直方向上往复地振动。由振动质量块50产生的力又经支柱52和活塞60转移到基板20，从而基板20按希望的振幅和频率或扫描振动，以产生进入地面的地震源信号。

随着运动反作用质量块50作用在基板20上以将地震源信号传递到地球中，信号穿过地球传播，在间断点和结构层处反射，及然后向地球表面传播。在表面处，联接到地球上的地震检波接收器阵列(未表示)探测反射的信号，并且记录装置记录来自地震检波接收器的信号。地震记录器可使用相关处理器，使由地震源供给的计算地面力与由地震检波接收器接收的地震信号相关。地震源具有液压泵子系统，该液压泵子系统具有液压管线，这些液压管线将液压流体携带到伺服阀组件80；并且冷却器可以存在，以冷却液压子系统。