含铝炸药震源激发地震波能量的实验研究

为提高地震波能量,通过改变震源装药组分,选用硝酸铵/TNT/铝粉(ATL)和聚黑/铝粉(JHL)2种含铝炸药及TNT等5种非含铝炸药,在相同地质条件下,采用远场测震和近场测压的方法,对地震波能量的激发效果进行了测试和评价.单炮记录结果对比发现,在保证不降低信噪比的条件下,含铝炸药产生的地震波品质优于非含铝炸药,且ATL优于JHL;地震波能量分析结果表明,与非含铝炸药相比,含铝炸药产生的地震波能量在不同时域内均有所提高,且ATL激发的地震波能量最高.炸药土中爆炸的近场压力测试结果表明,ATL炸药爆炸产生的应力波峰值压力比TNT(56.21kPa)提高了约78.76%.分析了炸药土中爆炸能量输出结构对地震波能量的影响.     

延迟炸药震源高效安全性研究

通过理论和试验对延迟炸药震源爆炸产生的地震波主频、能量和在近地表面产生的振动等方面进行了分析. 结果表明延迟时间对于延迟炸药震源的叠加效果影响最大,电子雷管精度高,非常适用于延迟炸药震源的设计. 延迟炸药震源与普通炸药震源相比,产生的地震波能量差别不大,但是主频提高10%~20%,高频能量高,主频更宽. 爆炸所引起的近地表面的振动比普通炸药震源小50%以上,安全性非常高. 延迟时间合适的延迟炸药震源与普通的炸药震源相比,其主频高、频带宽、引起近地表面振动小,是一种高效安全的地震勘探炸药震源,非常适合目前高分辨率且对安全性要求较高的地震勘探中.     

定向断裂控制爆破理论与技术应用

基于定向断裂控制爆破技术参数的选取有别于普通光面爆破,研究了定向断裂控制爆破理论及应用成果.分析了定向断裂控制爆破理论聚能装药结构和装药外壳切缝爆破技术定向导向缝成缝机理,提出了炸药爆炸能量随爆炸动静作用变化分配观点,指出定向断裂控制爆破实质是对炸药爆炸能量在介质中的作用加以控制的问题,研究新型装药结构,提高炸药爆炸的能量利用率和定向断裂方向的爆炸能流是改善定向断裂控制爆破效果的主要研究方向。     

硬岩地层爆破地震勘探的激发因素分析

爆破地震勘探石油是一种重要的石油勘探方法,但受爆破参数、地质条件等影响.采用动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA,研究了柱状、球状两种装药形状和爆炸当量等激发因素对碳酸盐岩岩石中爆炸应力波场特性和爆炸地震波能量衰减规律的影响,得到了爆炸参量对岩石应力、振动速度等的影响规律,并与爆破地震效应经验计算公式进行了对比分析.结果表明相同药量下球状装药爆炸时岩体中应力波强度较大,作用时间较长,而且药量增大时,装药形状的影响越来越明显;柱状、球状装药药量分别达到20kg、50kg时,能产生较好的爆破勘探激发能量和效费比.该结论可为优选适合西南地区碳酸盐地层地震勘探的激发因素提供技术途径和方法.     

高分辨率地震勘探的垂向叠加震源研究

在油气勘探中，主要采用地震勘探。震源是地震勘探野外数据采集中的一个关键技术问题。该文依据爆炸动力学理论和弹性波动理论，分析地震波的振幅，频率与炸药量的关系，提出地震波垂向叠加的机理，给出垂向叠加震源的结构和有关试验结果。结果表明，该震源激发地震波的主频率比普通震源的有明显提高。     

双组分炸药装药水下爆炸的冲击波峰压场研究

针对目前水下武器战斗部为单一组分装药模式,提出高低能量不同的双组分炸药装药模式. 从理论研究、实验分析和数值模拟3个方面对双组分炸药装药在水下后端面起爆的爆炸威力场规律进行了分析研究. 结果表明,双组分炸药装药的近场冲击波超压略有增加,在中场范围冲击波超压分布变化不大,可为水下双组分装药战斗部威力场设计提供参考.     

炸药性能对地震波品质影响的Hilbert-Huang变换分析

为检测爆炸地震波的品质(能量,主频),探寻激发高能量、高频率地震波的炸药震源,选用梯恩梯(TNT)、梯铝(TL)、8701,黑火药(BP)进行浅埋土中爆炸试验. 并利用Hilbert-Huang变换(HHT)对距离震源10～65 m处地面振动速度信号进行分析,结果表明:高能量高爆速炸药8701震源激发的地震波能量大,但频带较窄,主频较低,高频率段能量随传播距离衰减较快;低能量低爆速炸药BP激发的地震波频带较宽,主频也较高,但地震波能量过低;含铝炸药TL激发的地震波能量大,且随传播距离衰减速度较慢,主频介于黑火药BP与炸药8701之间.      

建筑物对爆炸地震波传播的影响

爆炸地震波传播会受环境介质等因素的影响,从厂房防护和炸药储存安全距离方面考虑,了解建筑物对爆炸地震波传播造成的影响很有必要。通过建立钢筋混凝土厂房模型,在模型外部及内部进行爆炸试验并测得相应的地震波信号,对其峰值速度拟合以及采用小波包变换的分析方法,研究建筑结构对地震波传播峰值速度和振动频率的影响。由于建筑结构的存在,改变了地震波传播的环境介质,使其峰值速度产生了较大的衰减,频率中高频成分所含能量减少。研究补充了建筑结构对爆炸地震波传播造成的影响,为炸药生产厂房及储存仓库安全距离的判定提供了参考依据。     

煤田二维地震勘探炸药震源和可控震源的对比研究

在煤田勘探预查和普查阶段主要采用二维地震勘探方法。地震勘探原理是使用仪器接收人工激发地震波在不同介质中产生的衍生波。人工激发地震波方式目前比较成熟得有炸药震源、可控震源、气枪震源等,在陆地上比较常用的激发方式是炸药震源和可控震源。笔者就两种激发方式的应用,对比分析两种方法的优劣。     

相控震源地震波定向技术

针对采用多个震源同时工作的组合地震勘探,仍有所使用的震源数目受限,不适于大倾角地层勘探的问题,提出了一种产生定向地震波的方法.该方法将相控阵技术应用于可控震源阵列,通过控制相邻震源的相位差恒定,使各震源产生的地震波在某个方向上同相叠加,震动加强,形成定向的地震波束,且地震波方向、宽度可控.并从理论上分析了可控震源阵列的震源数目,空间排列方式,相差与定向地震波的关系;仿真形式给出定向地震波方向图.结果表明,采用该方法可使检波器接收信号的信噪比从组合地震的17.34 dB提高到27.7 dB,地震剖面图的分辨力提高17%.     

不同装药结构条件下爆炸能量的理论计算

根据波的界面透射和反射理论,分析了爆炸能量的传递规律,探讨了不同装药结构(耦合装药、空气不耦合装药、水不耦合装药)对爆炸能量传递的影响,并建立了上述三种装药条件下传递给岩石的爆炸能量计算公式。通过分析表明炸药与岩石的波阻抗、装药不耦合系数以及不耦合介质的可压缩程度是影响爆炸能量传递的主要因素。     

水下爆炸能量耗散特性分析研究

基于特征线理论得到了水中冲击波的近似传播规律,提出了炸药水下爆炸冲击波传播过程中的熵变及能量耗散特性的近似评估方法.使用该评估方法,对TNT和RS211两种炸药水下爆炸近场冲击波传播过程中的能量耗散进行了计算.研究表明,水下爆炸近场的冲击波超压峰值迅速衰减,熵增与能量损失主要发生在水下爆炸近场的10倍装药半径范围内.对于TNT和RS211两种炸药,20倍装药半径处水中冲击波的能量耗散分别约为水下爆炸总能量的34%和32%,与水下爆炸试验结果基本一致.     

横波震源的设计及激发效果

针对横波地震勘探方法是一项有前途、应用范围广的技术,浅层横波勘探的关键问题是震源问题,如何制造出适合野外工作特点的低噪声、大能量、易于操作、经济实用的横波震源是推广横波地震勘探技术的关键;结合横波地震勘探技术在伊敏煤田一露天矿横波地震勘探中的应用,对横波震源的特性进行了分析,对不同特性的横波震源在不同介质中的激发效果进行了试验分析,分析了影响激发效果的因素及采取的各种措施,得出如下结论:在野外采集时,注意提高资料的信噪比和分辨率非常重要,不能只靠数据处理来提高资料的分辨率,另外,要想取得好的激发效果,震源与地表耦合的好坏很重要.     

水下爆炸环肋圆筒损伤判据研究

为讨论判据参数对结构损伤程度的评价效果,利用Autodyn软件对典型环肋圆筒结构进行水下爆炸数值模拟研究,得到了圆筒3种损伤模式. 分析了损伤程度与各种判据参数的关系,结果表明:基于峰值超压、比冲量和能流密度的判据参数在不同药量下得到的圆筒损伤程度不一致. 其中,药量对比冲量判据参数的影响最大. 最后,提出药量的幂与爆距的比值作为判据参数一般形式,利用计算结果标定幂指数,得到了受药量影响较小的判据参数,证明了此判据参数形式的合理性.     

聚能炸药在杭锦旗地震采集中的应用

鄂北杭锦旗地区上古生界蕴含丰富的天然气资源,气藏类型以构造-岩性气藏为主,目前主要的勘探手段为地震岩性勘探,要求地震资料必须具有很好的一致性;但复杂的表层结构使得地震资料品质在不同激发条件下呈现出较大的差异性,给后续岩性处理、解释工作带来困难。为了解决这一问题,以改善激发效果为目的,从增加向下的激发能量入手,将聚能炸药引入杭锦旗地震激发,利用其定向爆轰特性,有效提高了丘陵沙漠区的地震资料品质,改善了杭锦旗地区地震资料的一致性,促进了杭锦旗地区的岩性勘探工作。