一种适用于硬地表的横波可控震源振动器平板

1.本发明涉及地震勘探技术领域的一种适用于硬地表的横波可控震源振动器平板。


背景技术：

2.在油气勘探中，横波勘探技术发挥了良好作用，是发现油气田的有效方法，因此研制高性能的横波可控震源势在必行。横波可控震源在扫描振动期间，平板应与地面保持嵌合，不能脱离地面；平板一旦脱离地面，就会发生脱耦现象，脱耦会导致震源振动的能量无法通过平板有效传递给地面，而且脱耦会对返回的震源信号产生难于校正的相位误差，致使横波震源信号的特性降低，损害地震资料品质。
3.在一些硬地表地区，横波可控震源的作业地点地表状况会变得及其复杂，硬的地表、不平坦的地势以及地表存在的缺陷都使得平板无法与大地良好的耦合。这些地区由于地形复杂，可控震源勘探过程中平板-大地耦合质量差，使得勘探难度较大，导致可控震源激发出现了以下问题：
4.1、激振能量耗散大、下传率低；
5.2、激发信号畸变严重、干扰较大；
6.3、激发地震信号质量差异大，同一激发参数不同且地表差异大。
7.因此，需要一种新型横波可控震源振动器平板结构，提高平板与大地的耦合效果，提升横波可控震源勘探能力和勘探精度。


技术实现要素：

8.本发明提供了一种适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为了实现上述目的，本发明提供如下的技术方案。本发明是一种适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，包括箱体(1)、平板(2)和电动机(3)，其特征在于：平板(2)下方中心处排布有一中心钻头(5)，平板(2)下方四个边角处排布有共四个边缘钻头(10)，平板(2)上方固定有电动机(3)，电动机(3)与平板(2)下方中心钻头(5)通过一对圆锥齿轮(6)相互啮合，中心钻头(5)通过花键(8)与中心齿轮(4)连接，边缘钻头(10)通过花键(8)与边缘齿轮(7)连接，各个齿轮相互啮合，一同安装在平板(2)内部；工作时，电动机(3)通过驱动中心钻头(5)，使得中心齿轮(4)一同转动，中心齿轮(4)带动边缘齿轮(7)转动，从而带动边缘钻头(10)工作，中心钻头(5)和边缘钻头(10)钻入地面，让平板(2)与大地进行紧密贴合。
10.与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
11.1、对于硬质地表地区，钻头结构更容易嵌入地面，使得平板与大地更好地贴合。
12.2、改善平板-大地耦合质量，增加了激振能量的传递，得到更好的激发信号。
13.3、增加了结构的可靠性，避免钻进过程中力分布不均而发生平板倾斜的情况。
附图说明
14.图1是本发明一种适用于硬地表的横波可控震源振动器平板的总体结构示意图
15.图2是本发明电动机与中心齿轮、中心钻头连接结构示意图
16.图3是本发明圆锥齿轮连接结构示意图
17.图4是本发明平板结构示意图
18.图5是本发明中心钻头与中心齿轮、边缘钻头与边缘齿轮连接，中心齿轮和边缘齿轮啮合结构示意图
19.图6是本发明中心钻头结构示意图
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
21.图1所示为本发明一种适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，包括箱体(1)、平板(2)和电动机(3)，在此基础上，本发明用中心钻头(5)和边缘钻头(10)作为平板和大地的耦合连接，并使用电动机(3)对中心钻头(5)进行驱动。具体实施时，电动机(3)通过驱动中心钻头(5)和边缘钻头(10)对地面进行钻进，在中心钻头(5)和边缘钻头(10)完全嵌入地面时，平板(2)能够与地面更好地进行贴合，之后振动器开始作业，高压的液压油交替进入两个空腔，使得重锤沿着水平方向做往复运动，重锤所产生的水平激振力传递给了活塞杆，活塞杆传给箱体(1)，箱体(1)传递给整个平板(2)，平板(2)再传给大地。此设计能够提高横波可控震源平板与大地的耦合效果、增强激振信号的传递。
22.图2所示为本发明电动机与中心齿轮、钻头连接结构示意图，电动机(3)转子右端的圆锥齿轮(6)和中心钻头(5)上端圆锥齿轮(6)啮合传动，中心钻头(5)通过花键(8)与中心齿轮(4)连接；电动机(3)通过驱动中心钻头(5)转动，从而带动中心齿轮(4)转动。
23.图3所示为本发明圆锥齿轮连接结构示意图，电动机(3)通过一对圆锥齿轮(6)对中心钻头(5)进行驱动。
24.图4所示为本发明平板结构示意图，平板(2)下方安装有一个中心钻头(5)和四个边缘钻头(10)，将中心钻头(5)排布在平板(2)正中央，四个边缘钻头(10)排布在平板(2)的四个边角处，增加了结构的可靠性，并且能够避免在钻进过程中力分布不均的现象。
25.图5所示为本发明钻头与齿轮连接结构示意图，中心钻头(5)通过花键(8)与中心齿轮(4)相连接，边缘钻头(10)通过花键(8)与边缘齿轮(7)相连接，中心齿轮(4)和边缘齿轮(7)相互啮合，一同安装在平板(2)内部，钻头的工作部分(9)置于平板(2)外部并位于平板(2)下方。
26.图6所示为本发明中心钻头结构示意图，针对硬质地表地区，钻头的齿形选用的是圆锥形，适用于较硬的地表；花键(8)用于与中心齿轮(4)和边缘齿轮(7)进行连接，并一同安装于平板(2)内部。


技术特征：
1.一种适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，包括箱体(1)、平板(2)和电动机(3)，平板(2)下方安装有一个中心钻头(5)和四个边缘钻头(10)，将中心钻头(5)排布在平板(2)中心处，四个边缘钻头(10)排布在平板(2)的四个边角处，电动机(3)固定在平板(2)上方，与平板(2)下方中心钻头(5)通过一对圆锥齿轮(6)相互啮合，中心钻头(5)通过花键(8)与中心齿轮(4)连接，边缘钻头(10)通过花键(8)与边缘齿轮(7)连接。2.根据权利要求1所述适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，其特征在于，采用了电动机(3)驱动中心钻头(5)。3.根据权利要求1所述适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，电动机(3)采用一对圆锥齿轮(6)，对中心钻头(5)进行驱动。4.根据权利要求1所述适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，其特征在于，平板(2)结构中采用中心钻头(5)和边缘钻头(10)嵌入硬地表，作为平板(2)与大地的耦合连接。5.根据权利要求1所述适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，其特征在于，所述中心钻头(5)和边缘钻头(10)的齿形选用圆锥形。6.根据权利要求1所述适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，其特征在于，中心钻头(5)和边缘钻头(10)的花键(8)用于与中心齿轮(4)和边缘齿轮(7)进行连接，齿轮之间相互啮合，一同安装在平板(2)内部。7.根据权利要求1所述适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，钻头的工作部分(9)置于平板(2)外部并位于平板(2)下方，电动机通过带动平板(2)下方中心钻头(5)和中心齿轮(4)，中心齿轮(4)带动其它边缘齿轮(7)，使得四个边缘钻头(10)转动。

技术总结
本发明涉及勘探用的一种适用于硬地表的横波可控震源振动器平板，包括箱体、平板和电动机。其中平板下方安装有一个中心钻头和四个边缘钻头，将中心钻头排布在平板下方的正中央处，边缘钻头排布在平板的四个边角处，所述电动机固定在平板上方，与中心钻头通过圆锥齿轮相连接，中心钻头和边缘钻头通过花键与中心齿轮和边缘齿轮相连接，一同安装在平板内部，钻头工作部分位于外部进行钻进工作。电动机带动平板的中心钻头，使得中心齿轮一同转动，中心齿轮带动边缘齿轮，从而带动边缘钻头转动。对地势复杂且较硬的地表，通过钻头对地表进行钻进，在钻头嵌入地表时，平板与地面更好地进行贴合。本发明能够提高横波可控震源平板与大地的耦合效果、增强激振信号的传递。的耦合效果、增强激振信号的传递。的耦合效果、增强激振信号的传递。


技术研发人员：黄志强 付铭威 李刚 蒲伟 王若豪 黄玉峰 郝磊
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2022.01.13
技术公布日：2022/4/12