[发明专利]振荡式轨道振动器

说明书

本发明涉及一种改进的轨道振动器。更具体地说，本发明涉及用来产生地球物理勘探设备的地震基准信号的那种类型的轨道振动器。

利用轨道振动器作为地震波发生器在石油等地球物理勘探领域内是众所周知的。一般地说，振动器采取偏心旋转重锤的形式，这些重锤以各种组合被用来产生理想的地震信号。例如可查阅美国专利2，475，507;2，989，869;和4，234，053号。

为了产生足够大的地震信号，这些旋转重锤必须具有相当大的质量，并以可能超过3000转/分的速率旋转。因此，这些重锤由于离心力的结果会受到很大的内压力。此外，由于风阻（由正面阻力和表面摩擦分量所组成）所造成的阻力增加了这些内压力，以及降低了设备的效率。所以，这些轨道振动器必须用奇异的因而是昂贵的高强度的材料制成。

本发明的一个目的是提供一种能克服这些不足之处的改进的轨道振动器。本发明的轨道振动器包括一个空心圆柱反应体。该反应体利用轴承装在一根曲柄轴上。曲柄的偏心率使反应体随轴的转动而绕轴的中心线在轨道上振动。由于本发明的重锤上没有前沿，因而显著地减少了正面阻力。轨道振动器不是以高速旋转而是在轨道上振动的事实进一步减小了由表面摩擦分量引起的阻力损失。轨道振动器受到的内压力的减小能使较廉价的材料得到利用。

阅读以下的说明书后，本发明的这些和其余特性、特征以及优点就显得很清楚了。

图1是本发明的轨道振动器的局部垂直剖视图;

图2是沿图1中的线2-2观察到的本发明的轨道振动器的横向剖视图;

图3是类似图1先有技术的旋转重锤的垂直剖视图;以及

图4是沿图3中线4-4观察到的类似图2先有技术装置的横向剖视图。

图1和图2中概括地以编号10表示轨道振动器。轨道振动器10包括以总编号12表示的一个外壳。曲柄轴14穿过外壳的顶壁16延伸。并用轴承18支承在顶板上转动。曲柄轴14的端部安装在外壳12的底壁20中的旋转轴承22上。虽然附图中将轴承都画成滚珠轴承，但需要时，它们可以是滚柱轴承或其他它合适的轴承。

外壳12的顶壁16和底壁20通过多个螺纹紧固件26固定到环形壁24上。紧固件26用螺纹连接底壁20，但也能用另一种方法延伸超出底壁20，并由普通螺母固定（未示出）。作为又一种可供选择的方法，外壳12的环形壁24或底壁可以与整体法兰一起制成，用以附装到一平台或类似的机件上去。

曲柄包括一个圆盘形构件28，圆盘形构件28的中心线E偏心地装在曲柄轴14的中心线C。虽然构件28可以是用键固定在轴上的独立零件，但是最好将圆形偏心构件28整体地形成在轴14上。然而，普通的设计标准规定：将构件28与轴14整体制成，以提供必要的强度。

反应体30形成为一个具有一同心圆形开口的空心圆柱构件，该开口容纳轴承31。轴承31的内座圈32环绕盘形构件28的外表面，并且通过卡环34和36夹持在盘形构件28上，夹环34和36分别容纳在环形构件28的圆周表面上所形成的槽38和40内。环形构件28的两侧形成有台肩42和44，台肩42和44接合轴承18和22，这些轴承是推力轴承也是旋转轴承。台肩42和44与推力轴承42和44共同作用，以防止轨道振动器10沿轴14的轴向移动。而最好还是台肩42和44与轴14整体地制成，这里环形构件28是一 独立零件，一个或两个台肩42和44可由嵌入环槽（未示出）内的开口簧环提供。

轴承31的外座圈46借助于形成于反应体30上的环形台肩而固定在绕反应体30的内圆周表面上的适当位置，一个定位圆环48通过多个螺纹紧固件50固定在反应体30的相对一侧。

工作时，曲柄轴14以高速率旋转，偏心安装的盘形构件28使反应体30相对于轴14的中心线C在轨道上振动。反应体30并不经受对旋转重锤30′（图3和4）所要求的显著转动。事实上，反应体30在本发明的轨道振动器10工作期间设计成保持静止不动，轴14、外壳12和振动器被附装在其上的构件则受到所需要的振动。利用那些在配对反旋转转轴上的重锤，可以抵消振动的水平分量，从而导致仅仅保留垂直分量，以产生一种地震信号。