[发明专利]一种多波微测井激发装置及方法

说明书

技术领域

本发明应用于多波多分量地震勘探中的低速带调查工作，也可应用于工程勘察中的岩土性质调查工作，具体涉及多波微测井井中激发装置和激发方法，它可激发出纵波和横波。

背景技术

多波多分量地震勘探中常需要进行多波微测井工作，在此工作中最困难的是横波的激发。

目前已知的多波微测井激发方法有以下三种。

（1）地面基板压重激发方式，是几十年来最常用的一种多波微测井激发方法。将一带锯齿的基板牢牢地压紧在地面上，上压重物（如汽车），以增加与地面的耦合。在基板一个侧面进行人工或机械水平锤击，产生剪切应力，在井中安置的多分量检波器即可接收到一个极性方向的横波，并通过地震仪进行记录；再从方向相反的另一个侧面敲击基板，产生方向相反的剪切应力，在井中安置的多分量检波器即可接收到一个极性方向相反的横波。

（2）井中雷管激发地面接收方式。在下入井中的电缆线上固定若干电雷管，用推靠器将雷管紧贴井壁，然后激发，三分量检波器在地面接收（专利申请公布号：CN101950032A）。

（3）地面炸药激发井中接收方式。在地面将乳化炸药制成“十”字形、“T”字形等形状，雷管安放在“十”字中心进行激发，三分量检波器在井中接收（专利申请公布号：CN104570054A）。

上述多波微测井存在的激发技术问题是：

在方法（1）中，需要有笨重的带三角锯齿的基板，基板上还需要上压足够重的原始负载如汽车等重物，需要进行不同水平方向的两次锤击才能合成一张地震横波记录；人工锤击时力量不稳定，造成激发能量稳定性较差，或者基板与地面之间不够牢固，产生时间延迟现象；地表往往有浮土或耕植土，激发条件欠佳，影响记录质量；若地表岩性为基岩，三角锯齿难以进入，基板与地面不能耦合，则无法开展微测井工作。

在方法（2）中，雷管爆炸相当于球状震源激发，波的传播方向是四面八方，激发出的主要是纵波，对地层的剪切力小，激发的横波能量微弱，往往在监视记录上难以识别。

在方法（3）中，特殊形状的乳化炸药需要到炸药生产厂家定制，成本较高，周期较长；特殊形状乳化炸药的质量稳定性也难以保证，容易产生爆炸不完全现象，影响能量稳定；另外，特殊形状的炸药需要埋置在地面下一定深度，但当地面为基岩时就难以实现了。

因此需要发明一种更简便实用的多波微测井激发装置和方法。

发明内容

本发明提供一种结构简单，操作方便，激发效果好，可激发横波和纵波的多波微测井井中激发装置和方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种多波微测井井中激发装置，包括一枚测井锤，其特征是测井锤锤体为圆柱体，测井锤上设置若干雷管插孔，锤身设有雷管脚线槽，测井锤的一端设有吊环，吊环与一根带有深度标志的缆绳连结。

所述测井锤锤体为经过热处理的钢质圆柱体，以保证测井锤的硬度和韧性。

所述雷管插孔的深度小于测井锤直径，其剩余厚度应保证雷管重复爆炸后不击穿测井锤；雷管插孔的直径与雷管直径为正整数倍数关系，以保证安放雷管的数量；雷管插孔底部形状为圆弧形，利于反射能量聚集。

所述雷管脚线槽的宽度和深度应能保证多发雷管的脚线嵌入其中，以免雷管脚线在测井锤下井时破损。

一种多波微测井井中激发方法，其特征是测井锤的雷管插孔在井中是水平向的，以保证雷管激发后的冲击波是水平向的；在雷管插孔中安放雷管，使用的雷管插孔孔数和雷管数量由激发深度决定，以保证有足够的激发能量；安放的雷管头部朝向孔内，底部朝向孔外，以利用雷管结构的聚能方向性，保证雷管爆炸后本身是射向孔外的，孔内不残留雷管壳；雷管脚线沿雷管插孔过雷管脚线槽与爆炸线连接，爆炸线沿缆绳通向井口并连接到爆炸机上。

所述安放有雷管的测井锤放入井中并起爆，水平孔眼的定向聚能作用加上雷管结构的聚能方向性，使雷管沿水平方向射入井壁外的地层中，产生剪切应力和压应力，从而激发出横波和纵波，布置在地面的三分量检波器即可接收到不同偏振方向的波并传入地震仪进行记录。

本发明通过缆绳将测井锤置于井中底部，通过爆炸机引爆雷管，地面三分量检波器接收不同偏振方向的横波和纵波并传入地震仪进行记录。一次激发完成后，拽出测井锤，重新装填雷管，按照激发点距的要求，再次沉入井中不同深度的激发点，进行激发和接收，从而完成多波微测井工作。

所述激发点的顺序自下而上，先激发位于井中下部的激发点，后激发位于井中上部激发点。

与现有技术相比，本发明的有益效果有以下几点：