震源的制作方法

专利2022-05-09  7



1.本发明实施例涉及地质勘测技术领域,更具体地,涉及一种震源。


背景技术:

2.地震勘探是利用介质弹性差异探测和了解地下地层和构造的有效手段,具有探测深度大、无损环保、分辨率高等特点。常见的地震勘探震源有主要有可控震源、炸药、大锤、落重机等。
3.在高山雪原,陡峭峡谷和高植被覆盖率等复杂环境地区,工程技术人员难以达到,出现了利用无人机、热气球等飞行器为载体投掷震源的地震勘探方法。
4.上述利用无人机、热气球等飞行器为载体投掷的震源,通常为铁饼、铁球等简单设计的重物,激发能量依赖于震源的重力势能,输出力上限低。


技术实现要素:

5.本发明实施例提供一种震源,用以解决或者至少部分地解决现有技术存在的震源的输出力有限的缺陷。
6.本发明实施例提供一种震源,包括:震源本体;
7.所述震源本体的顶部设置有储气仓;
8.所述储气仓的顶部设置有排气孔。
9.优选地,所述储气仓还设有用于开闭所述排气孔的排气阀。
10.优选地,所述震源还包括:
11.控制模块,用于控制所述排气阀。
12.优选地,所述震源本体的底部的质量大于所述震源本体的质量的二分之一。
13.优选地,所述震源本体的底部为实心结构。
14.优选地,所述震源本体的底部的材质为硬度大于硬度阈值的金属。
15.优选地,所述震源本体的外围设置有多个导流板。
16.优选地,所述导流板位于所述震源本体的顶部的外围。
17.优选地,所述震源还包括:振动传感器。
18.优选地,所述震源还包括:定位模块。
19.本发明实施例提供的震源,通过在震源本体的顶部设置储气仓,在储气仓的顶部设置排气孔,使得在震源下落的过程中,储气仓中存储的高压气体通过排气孔释放,能够提供更大动能,能更方便地增加震源的输出力上限,并且能增加的输出力上限更高。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根
据这些附图获得其他的附图。
21.图1为根据本发明实施例提供的震源的结构示意图之一;
22.图2为根据本发明实施例提供的震源的结构示意图之二;
23.图3为根据本发明实施例提供的震源的结构示意图之三;
24.图4为根据本发明实施例提供的震源的结构示意图之四;
25.图5为根据本发明实施例提供的震源的工作流程的示意图。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
27.图1为根据本发明实施例提供的震源的结构示意图之一。如图1所示,震源包括:震源本体101;震源本体的顶部设置有储气仓102;储气仓102的顶部设置有排气孔103。
28.具体地,本发明实施例提供的震源,可以用于基于无人飞行器投放震源的地震勘探系统。基于无人飞行器投放该震源,可以进行地震勘探。
29.图1是震源的主视图。
30.储气仓102,用于存储高压气体。
31.储气仓102为具有一定容量的空间。
32.高压气体,可以为气体压强高于大气的压强值超过一个大气压的气体。
33.优选地,储气仓102,可以包括一个或多个子仓。每一子仓,均用于存储高压气体。
34.排气孔103的数量可以为一个或多个。
35.排气孔103的形状可以根据实际情况设置,例如为圆形、圆环形或其他形状等。本发明实施例对排气孔103的形状不进行具体限定。
36.优选地,排气孔103设置于储气仓102的上表面。储气仓102的上表面,可以是震源本体101的上表面。
37.可选地,高压气体可以为氮气、氦气或空气等性质不活泼气体,在释放过程中不会因产生燃烧、爆炸等现象造成震源的损坏。
38.排气孔103,可以用于向储气仓102充入高压气体和排出储气仓102中已存储的高压气体。
39.无人飞行器投放震源之前,储气仓102中已存储有一定量的高压气体。
40.无人飞行器投放震源之后,震源下落的过程中,储气仓102内的高压气体可以通过排气孔103释放,形成反冲力,对震源进行加速,可以使得震源的输出力超过其被投放时的重力势能,从而增加震源的输出力的范围(即上限)。
41.储气仓102中的高压气体完全排除之后,下一次投放震源之前,可以向储气仓102中再次充入高压气体,从而可以重复使用该震源,结构更简单、故障率更低、维修更方便快捷。
42.通常为了增加震源的输出力上限,是通过增加无人飞行器的飞行高度和/或震源的质量,对硬件的要求高。由于无人飞行器的飞行高度和最大携带重量都存在限制,通常的
方法能增加的输出力上限仍然有限。
43.本发明实施例中,由于气体的密度远小于铁饼、铁球等重物,可以在几乎不增加震源的质量的情况下,利用释放高压气体产生的反冲力增加震源的输出力上限,对硬件的要求更低,操作难度更小。并且,也不需要增加无人飞行器的飞行高度,即可实现增加震源的输出力上限。进一步地,可以基于储气仓的容量、实际储气量、高压气体的气压、开始释放高压气体的时间及高压气体的释放速度等,调节反冲力,实现增加震源的输出力上限,可以增加的输出力上限更高。
44.可以理解的是,震源还可以包括供电模块,为震源的其他功能模块提供电能。
45.供电模块可以为电池。
46.本发明实施例通过在震源本体的顶部设置储气仓,在储气仓的顶部设置排气孔,使得在震源下落的过程中,储气仓中存储的高压气体通过排气孔释放,能够提供更大动能,能更方便地增加震源的输出力上限,并且能增加的输出力上限更高。
47.图2为根据本发明实施例提供的震源的结构示意图之二。可选地,如图2所示,储气仓102还设有用于开闭排气孔103的排气阀201。
48.具体地,图2示出了震源的内部结构。
49.在设置排气阀201的情况下,可以通过调节排气阀201的状态(例如手动方式),打开排气孔103,从而向储气仓102充入高压气体;向储气仓102充入高压气体后,可以通过调节排气阀201的状态,关闭排气孔103,使得储气仓102可以存储高压气体且不释放;在震源下落前,可以通过调节排气阀201的状态(例如手动方式),打开排气孔103,使得震源下落过程中可以释放高压气体,形成反冲力。
50.可以理解的是,在不设置排气阀的情况下,需要在向储气仓102充入高压气体后的较短时间内投放震源,以避免过多的高压气体从排气孔103逸出,影响震源的使用。
51.本发明实施例通过设置用于开闭排气孔的排气阀,向储气仓充入高压气体后通过排气阀关闭排气孔,使得震源在放置较长时间后仍能正常使用,震源的使用更灵活。
52.可选地,如图2所示,震源还包括:控制模块202,用于控制排气阀201。
53.具体地,控制模块202可以设置于震源本体101的内部,与排气阀201电连接。
54.控制模块202可以控制排气阀201,从而调节排气阀201的状态。
55.在震源下落过程中,可以通过控制模块202控制排气阀201打开排气孔103,使得震源下落过程中可以释放高压气体,形成反冲力。
56.控制模块202可以基于用户远程发送的指令或者预设的判断条件,控制排气阀201打开排气孔103。
57.例如,控制模块202可以在接收用户远程发送的指令之后,立即或者经过预设的时长后,控制排气阀201打开排气孔103。
58.判断条件可以包括:检测到震源下落、检测到震源下落到目标高度或检测到震源下落的时长达到目标时长等。
59.在满足预设条件的情况下,控制模块202可以立即或者经过预设的时长后,控制排气阀201打开排气孔103。
60.控制模块202还可以通过控制排气阀201的开度,调节排气孔103的关闭程度(关闭面积),控制释放高压气体的流量,从而调节高压气体的释放速度,进而调节震源的输出力
上限。
61.需要说明的是,控制模块202还可以用于控制震源的释放。
62.需要说明的是,控制模块202可以包括通信单元,用于向地面控制中心传递震源状态、激发参数等相关信号。
63.本发明实施例通过控制模块控制排气阀,能方便、灵活地控制震源下落过程中开始释放高压气体的时间和/或高压气体的释放速度,从而更方便、灵活地增加震源的输出力上限,并且能增加的输出力上限更高,实现更大力量的对地冲击。
64.可选地,如图2所示,震源本体101的底部203的质量大于震源本体101的质量的二分之一。
65.具体地,震源本体101的底部203提供主要的重量,震源本体101的底部203的质量超过震源本体101的质量的二分之一。
66.通常的震源存在飞行不稳定的问题,球状或圆饼状的震源在飞行过程中受到的空气阻力大,飞行轨迹很容易偏移预定位置。
67.通过震源本体101的底部203的质量超过震源本体101的质量的二分之一,使得震源本体的重心更靠近震源本体101的底部203,震源下落过程中可以保持震源本体101的底部203在下、顶部在上的姿态,一方面可以提高震源下落过程中的飞行稳定性,飞行轨迹不易偏移预定位置,下落速度快,落点偏移量小;另一方面,位于震源本体101的顶部的储气仓可以释放高压气体形成向下反冲力,以增加震源的输出力上限。
68.可选地,震源本体101的底部203设置有尖部,可以减少震源下落过程中的空气阻力,保证震源下落过程中的飞行稳定性,飞行轨迹不易偏移预定位置。
69.优选地,该尖部的形状为圆锥或棱锥。
70.本发明实施例通过震源本体的底部的质量大于震源本体的质量的二分之一,能保证震源下落过程中的飞行稳定性,飞行轨迹不易偏移预定位置。
71.可选地,震源本体101的底部203为实心结构。
72.具体地,震源本体101的底部203可以采用实心结构,以保证震源下落过程中的飞行稳定性。
73.可选地,震源本体的底部的材质为硬度大于硬度阈值的金属。
74.具体地,震源本体101的底部203可以由硬度大于硬度阈值的金属制成,形成坚硬的实心结构。
75.硬度阈值可以根据实际情况设定。对于硬度阈值的具体值,本发明实施例不进行具体限定。
76.上述金属可以为金属单质(例如铁等)或合金(例如钢等)。
77.本发明实施例通过硬度大于硬度阈值的金属制成震源本体的底部,能保证震源下落过程中的飞行稳定性。
78.图3为根据本发明实施例提供的震源的结构示意图之三;图4为根据本发明实施例提供的震源的结构示意图之四。可选地,如图3和图4所示,震源本体101的外围设置有多个导流板301。
79.具体地,图3是震源的主视图,图4是震源的俯视图。
80.上述多个导流板301可以呈中心对称或轴对称,从而能保证震源下落过程中的飞
行稳定性。
81.导流板301的数量可以根据实际情况设置,例如设置为图3和图4所示出的4个。
82.需要说明的是,图3和图4还示出了设置于震源本体101的顶端的悬挂机构302。
83.悬挂机构302,用于将震源悬挂于无人飞行器上。
84.通过悬挂机构302与无人飞行器的相应部件的脱离,可以实现无人飞行器投掷震源。
85.悬挂机构302与无人飞行器的相应部件的脱离,可以由控制模块202进行控制。
86.可选地,导流板301位于震源本体101的顶部的外围。
87.具体地,导流板301可以设置震源本体101的外围,且更靠近震源本体101的顶部,远离震源本体101的底部203。
88.本发明实施例通过将导流板设置于震源本体的顶部的外围,能保证震源下落过程中的飞行稳定性。
89.可选地,如图2所示,震源还包括:振动传感器204。
90.具体地,振动传感器204可以设置于震源本体101的内部。
91.振动传感器204,用于感应震源落地瞬间的信号,为控制模块202提供输入信号。
92.可选地,如图2所示,震源还包括:定位模块205。
93.具体地,定位模块205可以设置于震源本体101的内部。
94.定位模块205,可以基于gps(全球定位系统,global positioning system)、北斗、伽利略(galileo)、格洛纳斯(glonass)等卫星导航系统,获取震源的位置信息,以提供震源落地后的位置信息和激发时刻信息。
95.为了便于对本发明上述各实施例提供的震源的理解,下面对震源的工作流程进行说明。
96.该震源能够用于地震勘探工作。
97.图5为根据本发明实施例提供的震源的工作流程的示意图。
98.如图5所示,该震源的主要工作流程可以分为以下几步:
99.步骤501、飞行器达到预定位置及高度。
100.飞行器(无人机,直升机,热气球等)到达预定激发位置(即预定位置),垂直上升到预定高度
101.步骤502、地面控制台打开释放开关。
102.地面控制台发送指令,控制模块打开释放开关,使得震源可以脱离飞行器。
103.步骤503、震源脱离飞行器下落。
104.震源脱离飞行器,开始下落。
105.步骤504、排气阀打开,高压气体排出,震源加速。
106.控制模块打开储气仓的排气阀,高压气体从尾部排出,依靠反冲作用力使震源加速下落。
107.步骤505、震源落地,触发振动传感器。
108.震源落地瞬间,触发振动传感器,振动传感器反馈信号到控制模块。
109.步骤506、定位模块记录当前时间和位置。
110.控制模块记录定位模块提供的位置和时间信息。
111.步骤507、通信单元回传信息至地面控制台。
112.控制模块的通信单元将位置和时间信息发送底面回控制台存储。
113.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
114.通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行上述各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
115.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征:
1.一种震源,其特征在于,包括:震源本体;所述震源本体的顶部设置有储气仓;所述储气仓的顶部设置有排气孔。2.根据权利要求1所述的震源,其特征在于,所述储气仓还设有用于开闭所述排气孔的排气阀。3.根据权利要求1所述的震源,其特征在于,还包括:控制模块,用于控制所述排气阀。4.根据权利要求1所述的震源,其特征在于,所述震源本体的底部的质量大于所述震源本体的质量的二分之一。5.根据权利要求4所述的震源,其特征在于,所述震源本体的底部为实心结构。6.根据权利要求4所述的震源,其特征在于,所述震源本体的底部的材质为硬度大于硬度阈值的金属。7.根据权利要求1所述的震源,其特征在于,所述震源本体的外围设置有多个导流板。8.根据权利要求7所述的震源,其特征在于,所述导流板位于所述震源本体的顶部的外围。9.根据权利要求1所述的震源,其特征在于,还包括:振动传感器。10.根据权利要求1至9任一所述的震源,其特征在于,还包括:定位模块。
技术总结
本发明实施例提供一种震源,包括:包括:震源本体;所述震源本体的顶部设置有储气仓;所述储气仓的顶部设置有排气孔。本发明实施例提供的震源,通过在震源本体的顶部设置储气仓,在储气仓的顶部设置排气孔,使得在震源下落的过程中,储气仓中存储的高压气体通过排气孔释放,能够提供更大动能,能更方便地增加震源的输出力上限,并且能增加的输出力上限更高。并且能增加的输出力上限更高。并且能增加的输出力上限更高。


技术研发人员:马振宁 钱荣毅 王娇 马振蓉
受保护的技术使用者:中国地质大学(北京)
技术研发日:2021.03.23
技术公布日:2021/7/15

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