[发明专利]一种深远海地震波激发装置及激发方法

说明书

本发明公开了一种深远海地震波激发装置及激发方法，包括呈圆柱形的储气腔体，所述储气腔体的封闭端上连接有呈圆柱形的控制腔体，所述储气腔体的开口端上连接有爆破板，所述储气腔体的封闭端上设置有注气管，所述储气腔体内设置有点火装置，所述控制腔体内设置有控制器、监测装置、电源装置和点火机，其激发地震波的方法包括以下步骤：完成激发装置的装配并注入可燃气体及氧气；下放装置至海底；通过点火装置引发储气腔体内的气体发生反应，产生高温高压气体，使爆破板破裂，从而产生地震波，本发明能够为深远海域海底的地球物理勘探提供一种有效的高能环保的人工震源。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探装备技术领域，特别涉及一种深远海地震波激发装置，还涉及一种使用深远海地震波激发装置激发地震波的方法。

背景技术

地球物理勘探是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件，地球物理勘探探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律，在此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术，为灾害预报提供重要依据。

深远海是指水深在4000-6000米以下的海域，也称为深渊，目前，对于深远海海底的地球物理勘探是一件非常困难的事情，主要是缺乏能够在深远海海底4000-6000米处进行激发的人工震源。目前常用的人工震源包括如下几种：炸药震源、电火花震源、落锤、可控震源车、气枪震源以及天然地震等，目前天然地震和气枪震源是海洋石油勘探、天然气水合物勘探的主要震源，在海底构造与演化、大陆架划定等方面也发挥着重要作用。但其中天然地震不可控，难以进行精确有效的观测；同时传统的气枪震源由于其能量较小，而且只能在海表面激发，传播距离有限，能量和分辨率也不足，无法为深远海海底的地球物理勘探提供有效的震源。此外，震源在水下数千米进行点火激发必须要携带一根激发点火的电缆，但是对于数千米的水深，使用电缆不可靠，主要是数千米的水深下水压较大，电缆线垂直下放到几千米的海底下，电缆线本身的自重就可能将其拉断，因此必须要采用带钢索的复合电缆，但其成本非常的高，还不便于进行使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种深远海地震波激发装置及激发方法，其中激发装置的结构简单、使用方便、单炮输出能量大，同时其初泡比高、气泡效应弱，从而可以在深远海4000-6000米以下的海域内利用可燃气体和氧气进行气相爆轰激发高能量产生地震波，为深远海域海底的地球物理勘探提供一种有效的高能环保的人工震源。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种深远海地震波激发装置，包括呈圆柱形的储气腔体，所述储气腔体的一端呈开口状，其另一端为封闭状，所述储气腔体的封闭端上连接有呈圆柱形的控制腔体，所述控制腔体的一端呈开口状，其另一端为封闭状，所述储气腔体的封闭端与控制腔体的开口端相连接，所述储气腔体的开口端上连接有爆破板，所述储气腔体的封闭端上设置有注气管，所述注气管的一端伸入至储气腔体的内部，其另一端上设置有截止阀，所述储气腔体内设置有点火装置，所述控制腔体内设置有控制器、监测装置、电源装置和点火机，所述监测装置、电源装置和点火机分别与控制器电连接，所述点火装置与点火机电连接，所述监测装置与电源装置电连接，所述监测装置为计时器或压力传感器。

优选的，所述储气腔体的封闭端上设置有连接法兰一，所述控制腔体的开口端上设置有与连接法兰一相配合的连接法兰二，所述连接法兰一和连接法兰二通过螺栓一紧固连接，所述储气腔体的开口端上设置有连接法兰三，所述爆破板的侧壁上设置有与连接法兰三相配合的连接法兰四，所述连接法兰三和连接法兰四通过螺栓二紧固连接，这样便于将储气腔体和控制腔体进行固定连接，保证连接强度，同时也便于在装配爆破板后向储气腔体内注入可燃气体及氧气，同时可以保证储气腔体内的气体发生反应后，高温高压气体可以从爆破板处释放，使爆破板瞬间破裂，产生地震波。