一种用于在水下产生震波的震源，包括：操作头，其具有操作室、缓冲室和排放口；以及引爆室，其附接到操作头，引爆室配置成容纳将通过排放口排放的压缩空气；以及穿梭组件，其具有位于操作头内的轴，并配置成：当处于关闭状态时，防止引爆室中的压缩空气进入排放口，并且当处于打开状态时，允许引爆室内的压缩空气通过排气口排放。在操作室和缓冲室两者中延伸的穿梭组件的轴具有深度变化的沟道。穿梭组件的轴具有深度变化的沟道。穿梭组件的轴具有深度变化的沟道。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】海洋地震勘探装置
[0001]本专利技术实施例涉及一种气动震源(seismic source)，旨在用于在水体中产生地震能量脉冲，即声波，通过形成大致圆形的输出脉冲气泡来提供改善的性能。本专利技术实施例的震源还提供用于调节引爆密封件的密封表面的长度，以便调节输出脉冲中的频率成分。通过选择引爆密封件的密封表面的长度，可以实现低频和中高频的期望混合，以帮助减轻对海洋生物和海洋环境的损害，并提供地震信号穿过例如盐、盐丘、玄武岩和亚玄武岩结构的更大穿透性。
技术介绍
[0002]本文所用的震源是用于海洋地震勘探的声源。震源的操作部件包括容纳加压气体的引爆室、具有引爆活塞且引爆活塞将加压气体保持在引爆室内的双活塞穿梭组件(shuttle assembly)，以及位于操作室内的操作活塞，其中高压气体作用在操作活塞上以在引爆之前将穿梭组件保持在关闭位置。使用电磁操作阀触发震源，以将加压空气释放到操作室中致动穿梭组件，从而使加压空气从引爆室通过排放口突然排放并直接进入周围的水中，产生声脉冲。
[0003]作为深穿透声源的震源产生的输出频率通常在7
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10Hz至约1200Hz之间，用于识别地下地质层和确定地下结构。10
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40Hz之间的频率在本文中被认为是低频，40
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100Hz之间的频率在本文中被认为是高频，大于100Hz的频率在本文中被认为是甚高频。现有技术的震源通常在1500
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2000psi(10.342
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13.789MPa)到3000psi(20.684MPa)范围内的压缩空气压力下引爆。这些常规的震源产生初始脉冲或初级压力脉冲，通常在约1.5毫秒(ms)的上升时间后达到峰值压力。这种极快的上升时间在初级压力脉冲中产生大量的甚高频声音分量，这些分量在感兴趣的频率范围之外，因此可能不利于地下地质结构的识别。在勘探工业中，减少或消除这些不期望的甚高频是很重要的，并且本文讨论的实施例正好实现了这一点。本专利技术人已经提供了震源领域的各种实施例，诸如在美国专利3,379,603、4,038,630、4,601,924、4,599,712、4,712,202、4,779,245、5,432,757、8,223,591、8,971,152以及美国专利申请US2019/086563的专利中描述的实施例。在同一领域还有一些其他的专利技术者，诸如Fiske的美国专利4,757,482、Mayzes的美国专利5,315,917、Jensen的美国专利7,269,099、Hopperstad的美国专利7,321,560等。
技术实现思路
[0004]根据一个实施例，提出了一种用于在水下产生震波的震源，该震源包括操作头，所述操作头具有多个排放口；引爆室，所述引爆室附接到所述操作头，所述引爆室配置成容纳将通过所述多个排放口排放的压缩空气；以及穿梭组件，所述穿梭组件具有位于所述操作头和所述穿梭组件内的轴，所述穿梭组件配置成：当处于关闭状态时，防止所述引爆室中的所述压缩空气进入所述多个排放口，并且当处于打开状态时，允许所述引爆室中的所述压缩空气通过所述多个排放口排放。所述轴具有深度变化的纵向沟道(channel)。
[0005]根据一个实施例，所述操作头具有操作室和缓冲室(cushionchamber)，所述轴在所述操作室和所述缓冲室两者中延伸。
[0006]根据多个实施例，提出了一种用于在水下产生震波的震源，所述震源包括：操作头，所述操作头具有排放口；引爆室，所述引爆室附接到所述操作头，所述引爆室配置成容纳将通过所述排放口排放的压缩空气；以及穿梭组件，所述穿梭组件具有位于所述操作头内的轴，并且配置成：当处于关闭状态时，防止所述引爆室中的压缩空气进入所述排放口，并且当处于打开状态时，允许所述引爆室中的压缩空气通过所述排放口排放。所述穿梭组件的所述轴具有深度变化的纵向沟道。
[0007]根据多个实施例，提出了一种用于在水下产生震波的震源，所述震源包括：操作头，所述操作头具有排放口；引爆室，所述引爆室附接到所述操作头，所述引爆室配置成容纳将通过所述排放口排放的压缩空气；以及位于所述操作头内的轴，所述轴配置成在关闭状态和打开状态之间移动，在所述关闭状态下，防止所述引爆室中的所述压缩空气到达所述排放口，在所述打开状态下，所述引爆室中的所述压缩空气通过所述排放口排放。所述轴具有深度变化的纵向沟道。
[0008]本专利技术的一个或多个实施例与现有技术的震源相比具有显著且至关重要的差异，特别是通过将排放口的数量增加至四个以上，优选为八个，并通过从气泡排放区域移除干扰的(interfering)悬索(suspension line)和索具(rigging)，使输出脉冲形成为大致圆形的气泡。一个或多个实施例的震源在600psi(4.137MPa)至1200psi(8.274MPa)范围内的操作压力下工作，更优选地在1000psi(6.895MPa)下工作，并且进一步提供密封环，该密封环调节穿梭组件的加速距离，以便调节输出脉冲的频率成分内的低频和高频的混合。一个或多个实施例的震源进一步改善了引爆后操作法兰的密封，以使震源能够更快且更准确地被引爆，并且随着穿梭组件在引爆后返回到设定位置而更准确地重新密封。在一个实施例中，当与现有震源相比时，上述一个或多个实施例的震源降低甚至消除了甚高频和/或降低了高频。
[0009]一个或多个实施例的震源包括操作头和引爆室，所述操作头具有操作室和排放口。在本专利技术的震源的实施例中，引爆室具有延长的长度，以增加输出脉冲内的低频，提供地震信号穿过例如盐、盐丘、玄武岩和次玄武岩结构的更大穿透性，并减少可能对海洋哺乳动物和鱼类造成伤害的不期望和无用的高频和甚高频。引爆室的实施例的长度可以从约4英尺(1.219米)到多达30英尺(9.144米)，直径从约半英尺(0.1524米)到约3英尺(0.914米)，提供例如在26,000cu.in.(426升)至120,000cu.in.(1966升)范围内的容积。
[0010]一个或多个实施例的震源使用浮体或A形框架(A
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frame)结构拖曳在勘探船后面。沿着引爆室远离排放口和操作头设置悬索附接点，以消除悬索和索具对震源的输出脉冲气泡的干扰。近场水听器或其他设备可以附接到索具或引爆室。脐带电缆也远离排放口和操作头地附接到引爆室，以提供气动供应管线和电缆。
[0011]本专利技术独特的引爆密封件密封环调节引爆活塞和排放口之间的长度，从而增加或减少加速距离。加速距离的减小增加了输出脉冲中的低频成分。引爆室密封件和排放口之间的加速距离的增加减少了上升时间，并大大增加了输出脉冲中的高频，这是不期望的。引爆密封件密封环防止空气在引爆前从引爆室泄漏，从而消除了由于高压空气在排放口打开之前加速经过引爆活塞引起的泄漏而导致的不良或无用的高频和甚高频。
[0012]一个或多个实施例的震源还提供了穿梭组件排气沟道，穿梭组件排气沟道具有变化的轮廓，在引爆后从操作室释放空气。因为该沟道靠近操作室本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在水下产生震波的震源(10)，所述震源(10)包括：操作头(12)，所述操作头(12)具有多个排放口(14)；引爆室(16)，所述引爆室(16)附接到所述操作头(12)，所述引爆室(16)配置成容纳将通过所述多个排放口(14)排放的压缩空气；以及穿梭组件(58)，所述穿梭组件(58)具有位于所述操作头(12)内的轴(60)，并且所述穿梭组件(58)配置成：当处于关闭状态时，防止所述引爆室(16)中的所述压缩空气进入所述多个排放口(14)，并且当处于打开状态时，允许所述引爆室(16)中的所述压缩空气通过所述多个排放口(14)排放，其中所述轴(60)具有深度变化的纵向沟道(160)。2.根据权利要求1所述的震源(10)，其中，所述操作头(12)具有操作室(54)和缓冲室(56)，所述轴(60)在所述操作室(54)和所述缓冲室(56)两者中延伸。3.根据权利要求2所述的震源(10)，还包括：隔板(52)，所述隔板(52)位于所述操作头(12)内并配置成将所述操作室(54)与所述缓冲室(56)隔开，其中所述隔板(52)仅具有一个开口，所述轴(60)装配在所述开口中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的震源(10)，其中所述沟道(160)具有至少两个不同的区域：具有恒定深度的第一区域(C)和具有变化的深度的第二区域(B)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的震源(10)，其中所述沟道(160)包括具有不同深度的两个或更多个凹陷。6.根据权利要求1至5中任一项所述的震源(10)，所述操作头(12)具有操作室(54)和缓冲室(56)，所述轴(60)在所述操作室(54)和所述缓冲室(56)两者中延伸，并且所述震源(10)包括隔板(52)，所述隔板(52)位于所述操作头(12)内并配置成将所述操作室(54)与所述缓冲室(56)隔开，所述隔板(52)仅具有一个开口，所述轴(60)装配在所述开口中，其中在所述隔板的限定所述开口的表面与所述沟道之间存在自由空间，在所述关闭状态下，所述自由空间允许空气从所述操作室(54)泄漏到所述缓冲室(56)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的震源(10)，所述操作头(12)具有操作室(54)和缓冲室(56)，所述轴(60)在所述操作室(54)和所述缓冲室(56)两者中延伸，并且所述震源(10)包括隔板(52)，所述隔板(52)位于所述操作头(12)内并配置成将所述操作室(54)与所述缓冲室(56)隔开，所述隔板(52)仅具有装配所述轴(60)的一个开口，其中所述震源(10)还包括：滑动密封件(162)，所述滑动密封件(162)位于所述隔板(52)中并配置成直接压靠所述轴(60)的外表面，但不在所述沟道(160)中，使得空气通过所述沟道(160)泄漏。8.根据权利要求1至7中任一项所述的震源(10)，还包括：牵引耳(26)，所述牵引耳(26)仅附接到所述引爆室(16)，使得将所述牵引耳(26)连接到浮体上的索具不会干扰处于打...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬，
申请(专利权)人：赛赛尔公司，
类型：发明
国别省市：
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