[发明专利]新型人工震源

说明书

本发明公开了一种新型人工震源，包括外套管和内套管，内套管的长度小于外套管的长度，内套管与外套管之间形成可燃气体舱，内套管内腔为氧气舱；外套管的前端为减缩段，外套管的末端通过弧形端盖密封；内套管的前端与外套管内壁固定连接，内套管的后端通过匀布在外套管内壁上的连接杆固定；外套管的气流通道处设置有爆破膜片机构，内套管的末端设置有针刺膜片机构，对应针刺膜片机构中心的弧形端盖上设置有针刺机构；所述弧形端盖上还设置有可燃气体气嘴、氧气嘴以及点火器。本发明采用可燃气体，通过可燃气体舱与氧气舱体积比例的设计，可以保证可燃气体与氧气的充分燃烧，可燃气体与纯氧进行反应释放大量热量及气体，从而达到爆轰的效果。

技术领域

本发明涉及矿物勘查技术领域，特别是一种人工震源。

背景技术

在地震学中，震源是地震发生的起始位置，断层开始破裂的地方，震源向上在地球表面上的垂直投影称为震中。震源是地震能量积聚和释放的地方，有一定大小的区域，又称震源区或震源体。地震分为天然地震和人工地震两大类，其中人工地震是由人为活动引起的地震，人为因素引起的地震的震源称人工震源，人工震源通常应用在地震勘探中，即利用人为因素引发的地震去探测地下地质体的特征。

人工震源分为两类：一类为炸药震源，另一类为非炸药震源。而在地震勘探工作中，多年以来一直采用各种炸药作为震源，其中效果较好的是三硝基甲苯，即TNT炸药，它具有强大的爆炸能力，安全性能好；当然也可采用硝铵炸药，其安全性能更好，但其它性能比前者差。炸药震源有宽广的频谱，适于高频(大于80周／秒)、中频(15—80周／秒)、低频(6—15周／秒)的地震勘探。炸药的能量并不能全部用在地震勘探所需要的有效波上，大部分消耗于使周围介质破碎或形成永久形变，部分则作为地震干扰。特别是在干燥疏松岩石中爆炸时，有效能量更低；只有在水或含水的可塑性介质中爆炸时，才能得到良好的地震效果。

近年出现的非炸药震源正逐步地代替炸药震源，非炸药震源的代表有锤击震源、电磁震源和电火花震源。

锤击震源对环境污染小、激发可控、抗干扰性强，可根据不同探测目标使用不同的锤击震源。如桥梁、工件的无损检测需要专用小锤，保证激发的频率足够高，分辨率足够大；探测目标为地下几米到几十米的空区、松散层时，需要使用大锤；当探测深度达到百米级，探测目标为储层、地层分布时，则需要使用大型夯击震源。尽管锤击震源应用范围较广，但是其仅适合于对分辨率要求不高的场合，且能量消耗大，尤其不适合在山地区域作为震源使用。

电磁震源一般由控制箱和冲击锤两部分构成，是一种脉冲冲击震源，可用于100米以内的浅层地震勘探，特别是硬质路面。电磁震源激发的波频率丰富，不破损路面，不用打孔，相比于锤击震源来说，成本稍高，而且运输不如大锤方便，较适用于城市路面空洞探测、管线探测、防空洞探测、地铁选线等领域。

电火花震源是电能震源的一种，是利用电容器将所储藏的电能加到预先放置于水中的电极上，在极短的瞬间（微秒级）释放高压电（即放电），形成上万摄氏度的电弧，将水汽化，产生冲击压力波；但电火花震源仅能够在水中使用。

上述非炸药震源都存在一定的局限性，无法满足地震勘测的要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种新型人工震源，以满足不同场合的地震勘测要求。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

新型人工震源，包括相互嵌套且同轴设置的外套管和内套管，内套管的长度小于外套管的长度，内套管与外套管之间形成封闭的可燃气体舱，内套管内腔为封闭的氧气舱；所述外套管的前端为带气流通道的减缩段，外套管的末端通过固定连接的弧形端盖密封；所述内套管的前端与气流通道外侧的外套管内壁固定连接，内套管的后端通过匀布在外套管内壁上的连接杆固定；