[发明专利]一种无明火气动人工震源装置

说明书

本发明公开了一种无明火气动人工震源装置，包括：高压密封腔，其上设置有充气阀门，高压密封腔中充有高压气体；加速管，其管口端位于高压密封腔内，加速管其余管体位于地表层中；加速管的管口设置有击发阀门，击发阀门下方设置有重质量活塞，加速管上开设有多个进气口，进气口环绕重质量活塞设置，加速管通过击发阀门和重质量活塞实现与高压密封腔的隔绝密封。本发明利用高压空气推动重质量活塞加速运动，通过增加进气量、增大加速距离的方式使重质量活塞具备很大的动能。重质量活塞完全加速后冲击地底水柱，各向同性的形成并传递一个很大的冲击波，冲击波传递至地表层内，即形成了地震波，实现无明火、无污染，安全、低成本气动震源地质勘探。

技术领域

本发明属于人工震源技术领域，更具体地说，本发明涉及一种无明火气动人工震源装置。

背景技术

人工震源是地质勘探的关键技术，分为炸药震源和非炸药震源。目前主流仍采用炸药震源，地质勘探中巨量的炸药使用，炸药的高度危险性给震源装置的运输、储存和管理等带来诸多困难，且震源成本高、环境危害大等。发展新型的非炸药人工震源已成为地质勘探领域的重点研究方向。人工震源的关键问题在于向地壳层内释放一个具有相当能量的冲击波，冲击波能量越高则地质勘探的深度越深、准确性越高。因此，目前的主流方式仍采用爆炸冲击波进行地质勘探，无论是炸药爆炸还是高压混合器爆炸，均是利用了爆炸是很高的能量密度是爆炸冲击波具备很高等能量。但爆炸就有明火，就有危险性，就有大量的不完全燃烧造成环境污染。因此，要实现完全无明火的气动人工震源，关键技术点在于提高冲击波的能量。

气动震源作为非炸药人工震源的新技术，更加安全低能耗的震源方式具有相当的优势。但目前气动人工震源仍然没有避开明火和爆炸先天缺陷，采用甲烷、纯氧等高压混合器充分预混后爆炸产生冲击波的方式进行地质勘探，仍具有一定的危险性和环境污染，仍不时地质勘探的最优解。

因此亟需一种能够避开明火爆炸的先天缺陷，更加安全低能耗，避免对环境产生污染且低成本的震源装置，为地质勘探提供一种更为安全可靠的震源解决方案。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种无明火气动人工震源装置，包括：

高压密封腔，其上设置有充气阀门，高压密封腔中充有高压气体；

加速管，其管口端位于所述高压密封腔内，所述加速管其余管体位于地表层中；所述加速管的管口设置有击发阀门，所述击发阀门下方设置有重质量活塞，所述加速管上开设有多个进气口，所述进气口环绕重质量活塞设置，所述加速管通过击发阀门和重质量活塞实现与高压密封腔的隔绝密封；

打开击发阀门，高压密封腔内的高压气体进入到加速管内，从顶部推动重质量活塞克服摩擦力向下加速运动；重质量活塞向下运动一定距离后，被其挡住的进气口被打开，高压气体开始从进气口进入加速管内，大量的高压气体加速推动重质量活塞向下加速运动；重质量活塞加速运动至加速管底部时，重质量活塞具有最大的动能，重质量活塞与加速管末端外的地表层发生碰撞，碰撞产生的冲击波向地底深处传播，利用该冲击波对地表层进行冲击爆破后即可进行地质勘探。

优选的是，其中，所述加速管末端与地表层底部之间设置有地底水柱，所述地底水柱结构包括封闭容器，以及封闭容器内的液态水。

优选的是，其中，所述重质量活塞下端内部固定设置有电机，所述重质量活塞下端内部固定设置有电机，所述加速管的管壁上一体成型设置有两个限位块，且两个限位块在加速管内呈直线排布，所述电机的电机轴上固定安装有限位板，所述限位板的两端分别与两个限位块的上表面相抵接；

所述重质量活塞两侧设置有大小与限位块相适配的通槽。

优选的是，其中，所述重质量活塞上套设有密封圈，所述密封圈位于加速管的进气口下方。