专利名称：地质勘探定向爆炸地震锤的制作方法
技术领域：
本实用新型是爆破技术的特定应用，涉及到地震勘探激发震源，具体而言是一种地质勘探定向爆炸地震锤。
地震勘探中，一般使用的是柱状炸药(亦称震源药柱)，其最大缺点是在地层中爆炸时产生向四周方向的冲击，大部分能量消耗在破坏地层上，且在表层中形成了较强的次生干扰，真正转换成向下传递的地震波能量却很小。经检索，在同类震源中还有一种“聚能弹震源”(专利号94240306.1)，虽有聚能向下的作用，但爆炸产生的能量大部分形成气流向下穿透地层，只有爆炸产物射击地层时的摩擦力产生地震波，被利用的能量仍然是一小部分。
鉴于上述已有技术的缺点和不足之处，本实用新型的目的就在于为地质勘探提供一种更加先进的地震勘探激发震源。一是充分利用炸药爆炸效应，将更多的能量转换成向下传递的地震波，同时减轻爆炸对地面的不利影响；二是解决高分辨率地震勘探在复杂地表区的激发问题，提高下传地震波的频率。
上述目的是由下述技术方案实现的地质勘探定向爆炸地震锤，由壳体、起爆装置、主药柱、定向爆炸激发元件、冲击柱塞、柱塞密封圈、○型密封圈、盖片、耦合药柱和锤头组成。起爆装置安装在壳体上端。主药柱装在壳体内上部，紧靠主药柱下面是定向爆炸激发元件。冲击柱塞安装在壳体内中部，其外表面安装两道密封垫圈。锤头安装在壳体最下端，锤头内腔装有耦合药柱，紧靠耦合药柱上面是盖片。壳体与锤头联接处装有○型密封圈。定向爆炸激发元件的上、下方分别有上空腔、下空腔。
上述起爆装置由螺盖、螺塞、橡胶垫片、调整垫片、起爆药柱和电雷管组成。螺盖的内螺纹与壳体上端的外螺纹联接。螺盖上端安装螺塞。螺盖与螺塞之间装有橡胶垫片，其中心圆孔中装有电雷管。调整垫片装在壳体上端面处，其下面是主药柱，主药柱中心是起爆药柱，起爆药柱中心是电雷管。
上述定向激发元件是一圆锥形金属件，其锥角和壁厚根据探测地层地质状况和地面构筑物的布局情况以及炸药性能等可调。
上述冲击柱塞是一个圆柱体形金属部件，其外圆面有两个上下对称安装密封圈的环形沟槽，使其成为平面波应力沟槽结构。
上述锤头为圆柱体形金属件，其下端面是半球面，下部是实体，上部是空腔，上端口有内螺纹与壳体下端的外螺纹相配。
上述壳体是圆管形高强度金属件，其上端和下端都有外螺纹，内腔的中上部有一向内的环形凸台，凸台之上安装定向爆炸激发元件，凸台之下安装冲击柱塞，凸台部位构成上空腔。
按照上述技术方案制成的地质勘探定向爆炸地震锤，从根本上改变了地震勘探震源的爆炸激发机制。与聚能震源弹相比，不再以爆炸射流直接穿透地层的摩擦力产生振动，而是让爆炸能量抛射锤头，再以锤头撞击地层产生振动，从而产生能量更强的地震波，使更多的爆炸能量转换成地震波能量。与普通柱状炸药相比，在激发的瞬间减少了向上的冲击能量，减少了表层干扰的能量，并且提高了地震波的频率。本实用新型特别适用于建筑区内薄油层的勘探，是一种全新型的高分辨率地震勘探较为理想的震源。
附图
是本实用新型的整体结构示意图。
结合附图对本实用新型的实施例阐述如下附图中，1是螺塞，2是橡胶垫片，3是螺盖，4是调整垫片，5是起爆药柱，6是主药柱，7是壳体，8是定向爆炸激发元件，9是冲击柱塞，10.1和10.2是柱塞密封圈，11是○型密封圈，12是盖片，13是耦合药柱，14是锤头，15是电雷管。
由附图可见，安装在壳体7上端的起爆装置由螺塞1、橡胶垫片2、螺盖3、调整垫片4、起爆药柱5、主药柱6和雷管15组成。紧靠主药柱6的下面是圆锥形的定向爆炸激发元件8，其下方是由壳体7的内凸台构成的空腔A。中心部位是冲击柱塞9，其外表面有两个上下对称的应力波沟槽，沟槽内安装密封圈10.1和10.2。最下端安装锤头14。耦合药柱13装在锤头14上部，其上面装一盖片12。锤头14与壳体7下端之间装有○形密封圈11。冲击柱塞9与盖片12之间是空腔B。
其工作原理是起爆药柱5被电雷管15引爆，并使主药柱6几乎同时爆炸，产生的能量沿定向爆炸激发元件8的方向向下高速集束撞击冲击柱塞9。由于被击冲击柱塞9的应力波碎甲作用，冲击柱塞9上的两道沟槽便产生应力开裂，使其变成向下高速冲击的三块平板，猛力向下冲击盖片12。击碎盖片12的同时，便击爆耦合药柱13。由于上端起爆药柱5、主药柱6和定向爆炸激发元件8构成的定向爆炸装药爆炸作用的纵向制约聚能和高强度厚壁金属壳体7的径向制约，使得锤头14与碎裂的冲击柱塞9之间耦合形成的高频震动能量进一步增强，使地震锤头向下产生强震作用。
权利要求1.一种地质勘探定向爆炸地震锤，其特征是由壳体、起爆装置、主药柱、定向爆炸激发元件、冲击柱塞、柱塞密封圈、○形密封圈、盖片、耦合药柱和锤头组成，起爆装置安装在壳体上端，主药柱装在壳体内上部，紧靠主药柱下面是定向爆炸激发元件，冲击柱塞安装在壳体内中部，其外表面安装两道密封圈，锤头安装在壳体最下端，锤头内腔装有耦合药柱，紧靠耦合药柱上面是盖片，壳体与锤头连接处装有○型密封圈，定向爆炸激发元件的上、下方分别有上空腔、下空腔。
2.根据权利要求1所述的地质勘探定向爆炸地震锤，其特征是定向爆炸激发元件是一圆锥形金属件，其锥角和壁厚根据需要可调。
3.根据权利要求1所述的地质勘探定向爆炸地震锤，其特征是冲击柱塞是一个圆柱体形金属件，其外圆表面有两个上下对称装密封圈的环形沟槽，使其成为平面波应力沟槽。
4.根据权利要求1所述的地质勘探定向爆炸地震锤，其特征是锤头为圆柱体形金属件，下端面为半球面，下部是实体，上部是空腔，上端口有内螺纹与壳体下端的外螺纹相配。
5.根据权利要求1所述的地质勘探定向爆炸地震锤，其特征是壳体是管形高强度金属件，下端和上端都有外螺纹，内腔的中上部有一向内的凸台，凸台部位构成上空腔。
专利摘要本实用新型是一种地质勘探定向爆炸地震锤,属于地震勘探激发震源。主要由壳体、起爆装置、主药柱、定向爆炸激发元件、冲击柱塞、盖片、耦合药柱和锤头组成。起爆装置安装在壳体上端,主药柱和定向爆炸激发元件安装在壳体内上部,冲击柱塞安装在壳体内中部,锤头安装在壳体下端。锤头内腔装有耦合药柱。该地震锤能使更多的爆炸能量转换成地震波能量,减少了向上冲击的能量和表层干扰,并且提高了地震波频率,分辨率也较高。
文档编号G01V1/02GK2314387SQ9724555
公开日1999年4月14日 申请日期1997年10月17日 优先权日1997年10月17日
发明者吕公河, 邴昌洲, 李增印, 房师欣, 郑泽继, 李身铮, 杨玉德 申请人:胜利石油管理局地球物理勘探开发公司