本发明专利技术公开了一种可连续工作的气体爆轰震源装置，包括管状爆轰室和固定在爆轰室出口端的往复排气装置。真空泵工作将爆轰室抽至负压，燃料和氧化剂分别通过燃料进气管和氧化剂进气管按照一定配比填充进入爆轰室中，达到工作条件后关闭截止阀停止进气，高能点火头点燃爆轰室中可爆混合物，产生爆轰波和高温高压燃气并作用于下面板，下腔体产生向下的位移，释放燃气并与周围介质耦合产生地震波，随着燃气的释放腔体中压力下降，下腔体上移重新形成封闭空间，真空泵工作开始下一工作循环。真空泵工作开始下一工作循环。真空泵工作开始下一工作循环。
【技术实现步骤摘要】
一种可连续工作的气体爆轰震源装置
[0001]本专利技术属于地球物理勘探装备
，具体涉及一种应用于井下和水下的可连续工作的气体爆轰震源装置。
技术介绍
[0002]人工震源是地质勘探领域的重要技术装备。目前常用的人工震源包括炸药震源、电火花震源、气枪震源和落锤震源等。炸药震源是目前地质勘探中最常用的震源，其产生的能量大，但能量发散不集中，具有一定的危险性和不可控性，会对环境造成较大污染和破坏，炸药属于国家管控产品，在审批和监管方面非常严格。电火花震源、气枪震源和落锤震源工作频率低，连续性和可控性差，此类震源通常体积大、结构复杂、价格昂贵，难以在山区等复杂地形区域开展工作。
[0003]气体爆轰震源技术基于气相爆轰理论，通过将气体燃料和氧化剂在爆轰室中混合点火后发生化学反应形成爆轰，产生爆轰波和高温高压燃气，与周边介质耦合后产生地震波。气体爆轰震源在激发地震波能量、地震波主频、频带宽度等方面均体现出良好的优势，并在浅层地震勘探和地震波定向激发中体现出独特的优越性。（孟川民，王翔，尹陈，等.新型气爆震源在地震勘探中的应用[A].中国石油学会2021年物探技术研讨会论文集[C].中国石油学会物探专业委员会，2021.）目前气体爆轰震源大多在布放气体震源前完成燃料和氧化剂的加注，且震源在工作前需静置预混数小时后才能成功起爆，起爆后震源膜片破裂或限压阀门脱落，高压气体瞬间释放产生地震波。现有气体爆轰震源存在的主要问题为：（1）震源膜片破裂或限压阀门脱落后需进行替换，工作程序繁琐，增加工作时间，产生耗材费用，提升作业成本；（2）单个震源装置在井下和水下只能实现单炮击发，击发一次后需将震源收回填气静置数小时后才能实现第二次击发，作业效率低，经济性差；（3）预先填充的燃料和氧化剂配比固定，无法根据上一次击发结果实现地震波能量的迅速调节，环境适应性差。
技术实现思路
[0004]本专利技术提出了一种可连续工作的气体爆轰震源装置，该装置可根据现场作业结果实时调整燃料和氧化剂配气比，实现击发能量的现场调控，提升装置应用环境适应性。
[0005]实现本专利技术的技术解决方案为：一种可连续工作的气体爆轰震源装置，包括：爆轰室，整体呈管状，竖直方向放置，所述爆轰室的尾部为圆形开口，所述爆轰室的顶端封闭，在顶端固壁上开设有呈正三角形形状布置的均垂直于顶端固壁的第一通孔、第二通孔和第三通孔，所述爆轰室侧壁上部开设有螺纹孔。
[0006]往复排气装置，位于爆轰室尾部下端，由上面板、上腔体、下腔体、下面板、弹簧和限位保护块构成，所述上面板为圆形薄板，上面板中心开设有通孔，通孔孔径与爆轰室外径一致，所述上腔体为圆柱形空腔，所述下腔体为圆柱形空腔，所述下面板为圆形薄板，所述弹簧对称布置于腔体外侧，所述限位保护块为由内扇形肋片和外扇形肋片构成。
[0007]进一步地，所述爆轰室顶端固壁上的第一通孔为抽气孔，所述抽气孔外侧焊接有抽气管，抽气管上装有防回火阀和截止阀，并通过抽气波纹管连接至真空泵。
[0008]进一步地，所述爆轰室顶端固壁上的第二通孔为燃料进气孔，所述燃料进气孔外侧焊接有燃料进气管，燃料进气管上装有防回火阀和截止阀，并通过燃料进气波纹管连接至燃料气瓶。
[0009]进一步地，所述爆轰室顶端固壁上的第三通孔为氧化剂进气孔，所述氧化剂进气孔外侧焊接有氧化剂进气管，氧化剂进气管上装有防回火阀和截止阀，并通过氧化剂进气波纹管连接至氧化剂气瓶。
[0010]进一步地，所述爆轰室侧壁上部的螺纹孔用于安装高能点火头，所述高能点火头螺纹连接后需进行螺纹密封处理，所述高能点火头通过防水点火线连接至井上或岸上高能点火器。
[0011]进一步地，所述爆轰室尾部下端嵌入上面板中心通孔，爆轰室尾部出口与上面板下表面平齐，为加强连接强度，在爆轰室管壁与上面板上下表面相交处均采用焊接方式进行固连。
[0012]进一步地，所述上腔体内径大于爆轰室外径，与爆轰室同轴，与于上面板下表面焊接固连。
[0013]进一步地，所述限位保护块的内扇形肋片厚度和弧度与上腔体相同，所述内扇形肋片上端面与上腔体下端面焊接固连。
[0014]进一步地，所述下腔体内径与上腔体外径相同，壁厚与上腔体壁厚相同。
[0015]进一步地，所述限位保护块的外扇形肋片厚度和弧度与下腔体相同，所述外扇形肋片上端与上面板下表面焊接固连，下端与内扇形肋片下端平齐。
[0016]进一步地，所述上面板下表面有环形凹槽，环形凹槽内外径与下腔体内外径相同。
[0017]进一步地，所述下腔体内壁面贴合上腔体外壁面和内扇形肋片外壁面，下腔体外壁面贴合外扇形肋片内壁面，所述下腔体最深处可嵌入上面板的凹槽。
[0018]进一步地，所述下面板外径尺寸和厚度与上面板相同，与下腔体下端面焊接固连。
[0019]进一步地，所述弹簧上端连接在上面板下表面，下端连接在下面板上表面。
[0020]进一步地，所述限位保护块数量与弹簧数量一致且布置在弹簧内侧，限位保护块限定下腔体在竖直方向运动，减弱弹簧连接处受到爆轰冲击作用，保护弹簧。
[0021]进一步地，所述弹簧处于自然复位状态时，所述下腔体上端嵌入上面板凹槽内，所述爆轰室、上腔体和下腔体形成封闭空间。
[0022]进一步地，所述爆轰室、上腔体和下腔体内填充燃料和氧化剂过程中，所述下面板受到填充压力的作用，下腔体竖直向下移动，在弹簧作用下，下腔体最大位移不超过上腔体高度。
[0023]进一步地，所述下腔体在爆轰和排气过程中的位移不超过限位保护块高度。
[0024]进一步地，所述燃料为氢气或甲烷、乙炔等碳氢气体燃料中的一种，所述氧化剂为空气或氧气。
[0025]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：（1）该装置出口无膜片或限压阀门，击发后无需进行零部件的加装或替换，可减少作业工序，节约耗材费用，减少作业成本。
[0026]（2）该装置在击发后能自动形成封闭空间迅速进行下次击发，将气爆震源的作业准备时间由几小时缩短至几分钟甚至是几十秒，大大提升作业效率。
[0027]（3）该装置可根据现场作业结果实时调整燃料和氧化剂配气比，实现击发能量的现场调控，提升装置应用环境适应性。
附图说明
[0028]图1是本专利技术装置整体结构示意图。
[0029]图2是爆轰室顶端通孔布置方式示意图。
[0030]图3是往复排气装置上面板及其固连件的结构示意图。
[0031]图4是往复排气装置下面板及其固连件的结构示意图。
[0032]图5是本专利技术工作过程的不同阶段示意图：抽真空状态、燃料和氧化剂填充完毕状态、排气状态。
[0033]其中：1、爆轰室；2、往复排气装置；3、抽气管；4、燃料进气管；5、氧化剂进气管；6、高能点火头；7、上面板；8、限位保护块；801、第一扇形肋片；802、第二扇形肋片；9、上腔体；10、下腔体；11、弹簧；12下面板。
具体实施方式
[0034]下面将结合本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可连续工作的气体爆轰震源装置，其特征在于，包括爆轰室和位于爆轰室尾部下端的往复排气装置；其中，爆轰室整体呈管状，竖直方向放置，所述爆轰室的尾部为圆形开口，所述爆轰室的顶端封闭，在顶端固壁上开设有呈正三角形形状布置且垂直于顶端固壁的第一通孔、第二通孔和第三通孔；往复排气装置包括上面板、上腔体、下腔体、下面板、弹簧和限位保护块，所述上面板为圆形薄板，上面板中心开设有通孔，通孔孔径与爆轰室外径一致，所述上腔体为圆柱形空腔，所述下腔体为圆柱形空腔，所述下面板为圆形薄板，所述弹簧对称布置于腔体外侧，所述限位保护块包括第一扇形肋片和第二扇形肋片；爆轰室尾部下端嵌入上面板中心通孔，爆轰室尾部出口与上面板下表面平齐；弹簧上端连接在上面板下表面，下端连接在下面板上表面。2.根据权利要求1所述的一种可连续工作的气体爆轰震源装置，其特征在于：所述爆轰室顶端固壁上的第一通孔为抽气孔，所述抽气孔外侧焊接有抽气管，抽气管上装有防回火阀和截止阀，并通过抽气波纹管连接至真空泵；所述爆轰室顶端固壁上的第二通孔为燃料进气孔，所述燃料进气孔外侧焊接有燃料进气管，燃料进气管上装有防回火阀和截止阀，并通过燃料进气波纹管连接至燃料气瓶；所述爆轰室顶端固壁上的第三通孔为氧化剂进气孔，所述氧化剂进气孔外侧焊接有氧化剂进气管，氧化剂进气管上装有防回火阀和截止阀，并通过氧化剂进气波纹管连接至氧化剂气瓶。3.根据权利要求2所述的一种可连续工作的气体爆轰震源装置，其特征在于：所述爆轰室侧壁上部的螺纹孔用于安装高能点火头，所述高能点火头螺纹连接后需进行螺纹密封处理，所述高能点火头通过防水点火线连接至井上或岸上高能点火器。4.根据权利要求3所述的一种可连续工作的气体爆轰震源装置，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：康杨，顾津，李宁，黄孝龙，李灿，翁春生，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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