[发明专利]一种用于海洋地球物理探测的组合式震源

说明书

本发明公开了一种用于海洋地球物理探测的组合式震源，包括震源单元、连接架板，连接架板与漂浮架通过第一螺栓装配固定，漂浮架上安装有漂浮轴，漂浮轴上套装有浮体；连接架板还与多块第一加强板装配固定，漂浮架与多块第二加强板装配固定；震源单元包括一个换能器、以及安装此换能器的换能器座，每个震源单元的换能器座相互组合成一个整体，然后再分别与第一加强板、第二加强板装配固定。本发明利用浮体搭载刚性布置的发射换能器阵列，在定位、授时、测姿设备的支持下，按可控的数量、时间、位置激发，形成总能量大、指向性好，开角和波形可控的声脉冲信号，可在一定程度上解决传统低频震源能量密度低、指向性差、波形单一及施工不便的问题。

技术领域

本发明涉及海洋地质环境调查设备，特别是涉及一种用于海洋地球物理探测的组合式震源。

背景技术

在海洋地质环境调查过程中，为了探查海底地层结构、产状，海底埋藏物，以及古河道、浅层气、海底滑坡等灾害地质因素，通常采用声学方法进行探测。具体方法是载体走航过程中，水中震源按固定的时间或距离间隔发射声信号，利用声波在不同介质或不均匀介质中传播过程会发生透射、绕射、反射的特性，声波穿透水层、海底地层，下行过程中经各层介质的滤波，遇声阻抗界面返回，最终携带有界面层信息的反射声波被接收单元接收，进行信号处理、解析，形成海床以下一定深度地层物质组成、结构特点的剖面图像，即形成声学地层图像。利用该原理的地球物理技术方法根据探测深度划分，由浅及深包括浅地层剖面探测、单道地震、多道地震。原理示意图参见图1，其中U为船速；ρ为沉积物密度；v为沉积物声速；R为反射系数；Ar为反射波振幅；Ai为入射波振幅。

目前世界范围类常用震源类型按照生成频率从高到低、频带从窄到宽依次有：压电陶瓷震源(＞3KHz)、电磁脉冲震源(几KHz到几百Hz)以及电火花震源(几十KHz到几十Hz)，相应的能量逐渐增大，从几十焦耳，到几百焦耳，再到最大几万焦耳。

传统低频震源通常采用少量激发单元，如活4联装塞式压电陶瓷换能器，同步激发的方式工作，在对底发射方面存在能量密度低、指向性差、波形单一的问题，而如果想获得更大能量，则只能使用频率更低的boomer或电火花震源，这两种震源多数只能形成球面波，对底能量密度低，且对作业船供电要求较高，存在施工不便、组合数量不可控的问题。

对于震源而言，通过换能器空间位置不同组合形成发射阵，不仅能够增大发射能量，还可以利用相位叠加提高系统指向性系数(DT)、产生更丰富的频率组合，同时在一定程度上削弱多次冲击产生的杂波。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于海洋地球物理探测的组合式震源，其能够将多个换能器进行自由组合以适应不同的需要。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于海洋地球物理探测的组合式震源，包括震源单元、连接架板，所述连接架板与漂浮架通过第一螺栓装配固定，所述漂浮架上安装有漂浮轴，漂浮轴上套装有浮体；所述连接架板还与多块第一加强板装配固定，所述漂浮架与多块第二加强板装配固定，所述第一加强板、第二加强板交错设置；

所述震源单元包括一个换能器、以及安装此换能器的换能器座，每个震源单元的换能器座相互组合成一个整体，然后再分别与第一加强板、第二加强板装配固定。

作为本发明的进一步改进，还包括拖拽架，拖拽架用于和绳索连接，从而进行拖拽；拖拽架上安装有连接架板。

作为本发明的进一步改进，第一加强板、第二加强板呈90°交错安装。

作为本发明的进一步改进，所述换能器座上设置有卡装孔、第一滑槽，所述卡装孔与换能器的外壁卡紧以安装换能器，所述第一滑槽与卡紧滑块卡合、密封、可滑动装配，所述卡紧滑块位于卡装孔的一侧与换能器的外壁压紧、另一侧上安装有螺套，螺套内设置有螺纹孔，螺纹孔与锁紧螺柱一端通过螺纹旋合装配装配，所述锁紧螺柱的另一端穿出换能器座且此端上设置有六棱柱，锁紧螺柱与换能器座可圆周转动、不可轴向移动、密封装配。