物探简易气枪震源系统的研究与设计

一、问题的提出

近年来, 陆地地震勘探遇到水库、湖泊时的激发问题, 一直是困扰物探生产的技术难题, 传统的处理方法是在水中放炸药炮。但随着国家环境保护力度的日益加大, 国家和地方政府相继出台了一系列的海洋和区域水域的环境保护法律法规, 传统的在水中放炸药炮的地震生产模式基本上被明文禁止, 尤其是东部探区, 所遇到的水库或湖泊往往是供应城市用水的储存库, 采用炸药激发的可能性几乎为零。

通过咨询调研, 目前, 用于内陆水库和小型湖泊正式生产的的非炸药性激发震源, 只有气枪震源, 通过研究, 我们认为:研究、设计一套小型的简易气枪震源来解决内陆水库、湖泊的激发问题是非常有必要的。

二、研究目标

1.方便性:方便拆装, 方便陆地运输, 方便水域吊装, 方便操作。

2.安全性:采用成型技术和经安全确认的成品集成。

3.科学性:结构合理, 安全可靠、可操作性强, 能满足生产需要。

4.坚固性:具有较长的工作寿命和安全可靠性。

5.扩展性:在大的湖泊或水库使用时, 容量可扩展。

三、方案设计

1.船体及装备总体设置

采用双体可拆装式 (四部分:2个船体、连接桥、驾驶室) 设计如图1所示, 驾驶室、护栏、连接桥、船体可拆卸, 方便运输。动力系统采用2套150型船外机驱动, 同步液压操控。上置一台小功率 (25k W) 风冷式发机组, 供压缩机冷却外循环电机用电、船体照明、导航仪器及枪控使用。空压机组采用185CFM框架式空压机组。阵列采用4GI枪90立方英寸和510立方英寸对称调谐阵列方式。枪架采用液压侧吊方式, 甲板上设置小型液压机组, 沉放枪架。枪控采用BIGSHOT枪控。 (见图1)

2.物探设备选择与设计

(1) 气枪阵列设计

对于水库等小面积水域, 根据对往年地震采集资料缺口情况分析可以得知, 地震资料的缺口多在3000米深度以上, 这样, 根据往年气枪阵列试验结果分析, 我们认为, 采用4×100枪完全可以满足3000米深度资料缺口弥补的需要。

但考虑到大面积极浅水水域 (1—1.5米) 的高分辨率激发问题, 在气枪数量限制的情况下, 要拥有较高的气泡比, 就需要使用GI枪激发, 这样才能在气枪数量较少的情况下, 具有较高的气泡比, 满足高分辨率勘探的需要, 鉴于此, 建议采用GI枪。

GI480阵列模型如图2所示

GI1020阵列模型如图3所示

(2) 空压机组

采用英国HARMWORTHY公司生产的4TH190W70D型空压机组机, 选择该机型的主要原因是:该型机组性能稳定、容量和物理尺寸合适, 而且我们有该种机型多年使用经验。

机组基本特性:

排量:185CFM;200—3000psi

压缩级数:4级;空气冷却

驱动机:卡特彼勒柴油发动机

卸载方式:高压自动卸载

低压报警停车

减震机座:整机基座减震。

外形尺寸:2986mm×1535mm×1484mm (长、宽、高)

整机重量:3500kg (湿重)

3.阵列悬挂方式

阵列在水中的悬挂方式有两种, 船尾后拖式和船体两侧侧吊方式。考虑到该简易气枪震源主要应用于水库、湖泊等小面积浅水区域, 并满足快速灵活的调头上线操作, 所以采用船体两侧侧吊悬挂枪阵方式比较适合。

4.导航和气枪控制系统

在驾驶室内部安装导航定位系统和BIGSHOT32通道气枪控制系统, 在驾驶台上面固定显示器, 并设计减震措施, 为驾驶员提供实时导航信息, 完成船舶上线导航和对气枪的激发控制。

5.储气瓶、渔人阀及管汇

为更好的利用空间, 将储气瓶、渔人阀及管汇设计集成在一个不锈钢箱体内, 固定在船甲板上。

6.发电机组 (低噪)

品牌:久保田

可选型号:KJ-T230DX

功率:25w (1613*740*996)

相数:3相4线

电压:220/380V

结束语

小型简易气枪震源系统的研究与设计, 以及下一步的建造使用, 将解决水库、湖泊等水域的激发难题, 完善激发链条, 弥补地震测线穿越湖泊、水库因不能激发而导致的资料缺失, 并可满足国际国内大面积极浅水水域的高分辨率激发问题。

摘要：针对地震勘探在水库、湖泊中非炸药性激发问题, 经过我们对国际国内多家勘探装备制造商和地球物理公司的咨询调研, 设计了一套小型的简易气枪震源, 用于解决内陆水库、湖泊的激发。

关键词：物探,简易气枪震源,研究,设计