地震波法勘探震源检波器一体化装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地震波法勘探震源检波器一体化装置及方法，包括支架、保护壳、模式转换器；保护壳安装在支架上，且通过模式转换器驱动其旋转；保护壳为中空的圆柱形结构；在保护壳的中轴线位置通过第一伸缩杆悬挂有一个震源锤；在所述的保护壳的母线方向安装有电磁加速器，所述的震源锤与所述的电磁加速器相连；在保护壳的上方通过第二伸缩杆连接钻头式无线传输检波或备用平底式检波器；在所述的第二伸缩杆内还设有驱动装置，驱动装置可驱动钻头式检波器旋转；在保护壳内部还安装有电源、电源与电流控制器及电路保护装置相连，所述的电流控制器分别与电磁加速器、钻头式检波器、驱动装置、模式转换器相连，实现整个装置的控制。

Integrated device and method of geophone for seismic wave exploration

【技术实现步骤摘要】
地震波法勘探震源检波器一体化装置及方法
本专利技术涉及一种地震波法勘探震源检波器一体化装置及方法。
技术介绍
地震波法是一种常用的探测方法。相较于电法等其他常用的物探方法，该方法受环境影响较小，且对地质构造的探测精度更高，因而在各类建设工程领域应用广泛。专利技术人发现当前应用地震波法进行探测的主要方式是依据测线相关参数(测线走向、偏移距、道间距等)在探测区域布设一个或多个检波器，同时将触发器附在激发震源的装置上，并将上述装置与主机相连。探测过程中，常采用人工锤击的方式作为震源，难以保证每一道的数据质量和每次激发的能量一致；测点移动时，需要携带震源锤、主机及检波器(单道采集)进行移动，费时费力；如遇地面硬度较高的情况，检波器也难以插入地面，致使耦合效果较差，进而影响数据采集质量。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是解决上述问题，提高地震波法探测工作的效率和质量，提出了一种将震源装置和检波器合二为一的装置。作为震源装置使用时，可利用电磁效应进行可控式加速，保证震源质量；作为检波器使用时，可利用其搭载的钻头式检波器钻入地表，保证检波器与地层耦合的质量，同时保证装置可适用于地面硬度较高等不同情况的场地。两种模式的切换可通过无线控制的方式实现。本专利技术具有高效、便捷、省时省力的优点。为实现上述目的，本专利技术采用如下方案：本专利技术的第一方面提出了一种地震波法勘探震源检波器一体化装置，包括支架、保护壳、模式转换器；所述的保护壳安装在支架上，且通过模式转换器驱动其上下旋转；所述保护壳为中空的圆柱形结构，在保护壳的中轴线位置通过第一伸缩杆悬挂有一个倒圆台形震源锤；在所述的保护壳的母线方向安装有电磁加速器，所述的倒圆台形震源锤与所述的电磁加速器相连；在保护壳的上方通过第二伸缩杆连接钻头式无线传输检波或备用平底式检波器；在所述的第二伸缩杆内还设有驱动装置，驱动装置可驱动钻头式检波器旋转；在保护壳内部还安装有电源、所述的电源与电流控制器及电路保护装置相连，所述的电流控制器分别与电磁加速器、钻头式检波器、驱动装置、电机相连，实现整个装置的控制。进一步的，所述的电磁加速器设置多组，多组电磁加速器沿着保护壳的圆周方向均匀设置。进一步的，每组电磁加速器主要由三个电磁体组成，其中有两个固定在保护壳内壁上，称为“加速器定子”；另一个安装在平行于保护壳母线的导轨上，只能上下竖直移动，称为“加速器动子”。每个电磁体都通过导线与电流控制器直接相连，且电流控制器连接到加速器动子的导线应设置一个涡卷式弹簧收放线装置，保证加速器动子移动时导线长度始终保持合适的长度。进一步的，所述震源锤与加速器动子通过伸长臂连接，伸长臂与加速器动子连接处应做绝缘处理，防止多个电磁加速器相互干扰。进一步的，所述震源锤通过第一伸缩杆与保护外壳相连，第一伸缩杆处可设置弹簧，当震源锤在电磁加速器的作用下提起时，弹簧处于压缩状态；当震源锤下落时，储存在弹簧中的弹性势能可增大震源锤的动量。进一步的，所述钻头式检波器、备用平底式检波器与第二伸缩杆之间可拆卸式连接。进一步的，所述电动支架设置两个，分别设置在壳体的两侧，每个电动支架包括底座和两个固定在底座上的伸缩杆，两个伸缩杆呈一定角度设置，与底座形成三角形，两个伸缩杆顶部通过连接架连接在一起，所述的模式转换器固定在连接架上；两个伸缩杆可进行自动伸缩以调节装置高度，其与所述模式转换器均具有锁止功能，保证装置工作时的稳定性。进一步的，地震波法勘探震源检波器一体化装置还包括一个遥控装置，遥控器通过无线信号接收器接收及微型控制装置调节电流控制器。第二方面，本专利技术基于上述地震波法勘探震源检波器一体化装置，提出了一种操作方法，包括以下步骤：1.安装整个装置，即调整好工作模式后，电动支架及模式转换器转子应先进行锁止，以保证装置的稳定性。2.作为震源装置使用时，将震源锤一端朝向地面，保护壳下沿与地面接触，通过遥控装置发出指令，控制电磁加速器使震源锤缓慢提起进入蓄能状态；3.遥控装置发出锤击指令后，在电磁加速器的作用下震源锤迅速锤击地面，附着在震源锤上的无线式触发器可将震源信号传输到主机。重复此操作可实现数据叠加。4.切换为检波器使用时，电子支架先升高到装置可实现旋转的高度，随后模式转换器转子取消锁止，待转子旋转180°后重新锁止，电子支架缓慢下降到合适的高度，检波器后方的伸缩杆调节到合适的长度，使检波器能与地面接触。检波器模式切换为震源模式的过程与此相同。5.开启检波器内置电动机，并缓慢伸长伸缩杆，使钻头式检波器旋入地面，实现良好的耦合性。待震源产生后，检波器通过无线信号将测得的数据传输到主机。此外，对于经人工硬化的平整路面，可将钻头式检波器换为平底式检波器。进一步的，在确定测线各震源位置及测点位置之后，可在每一个震源或测点处布设一个上述装置，通过遥控装置进行控制，调节各装置的模式及工作状态，完成单道或多道地震波探测工作。与当前普遍采用的地震波法探测装置相比，本专利技术的有益效果为：1.本专利技术可实现一次布设多次采集的目的，避免了传统方法在探测过程中需要不断移动震源或检波器的弊端，提高了工作效率。2.本专利技术作为震源装置使用时，通过电磁加速器控制震源强度，在保证了震源信号质量的同时可实现震源强度的精确控制，根据地层条件及需要探测的深度合理控制能量输出。3.本专利技术作为检波器使用时，一方面可通过钻孔的方式将检波器更好地与不同硬度的地面耦合，保证探测数据的质量；另一方面可通过反旋的方式将检波器拔出，避免了传统的直插式检波器在布设和回收时因地面过硬等因素受到的损坏。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术震源模式下的整体结构示意图；图2为本专利技术切换为检波器模式的示意图；图3为本专利技术的现场工作示意图；其中，倒圆台形震源锤1、无线式触发器2、电磁加速器定子3、电动支架底座4、电动支架伸缩杆5、模式转换器6、检波器伸缩杆7、钻头式无线传输检波器8、备用平底式检波器9、可充电式锂电池10、电流控制器11、震源锤伸缩杆12、圆柱形外壳13、电磁加速器动子14、绝缘层15、震源锤伸长臂16。具体实施方式下面结合附图与实例对本专利技术作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.地震波法勘探震源检波器一体化装置，其特征在于，包括支架、保护壳、模式转换器；/n所述的保护壳安装在支架上，且通过模式转换器驱动其旋转；/n所述保护壳为中空的圆柱形结构；/n在保护壳的中轴线位置通过第一伸缩杆悬挂有一个震源锤；在所述的保护壳的母线方向安装有电磁加速器，所述的震源锤与所述的电磁加速器相连；/n在保护壳的上方通过第二伸缩杆连接钻头式无线传输检波或备用平底式检波器；在所述的第二伸缩杆内还设有驱动装置，驱动装置可驱动钻头式检波器旋转；/n在保护壳内部还安装有电源、所述的电源与电流控制器及电路保护装置相连，所述的电流控制器分别与电磁加速器、钻头式检波器、驱动装置、模式转换器相连，实现整个装置的控制。/n

【技术特征摘要】
1.地震波法勘探震源检波器一体化装置，其特征在于，包括支架、保护壳、模式转换器；
所述的保护壳安装在支架上，且通过模式转换器驱动其旋转；
所述保护壳为中空的圆柱形结构；
在保护壳的中轴线位置通过第一伸缩杆悬挂有一个震源锤；在所述的保护壳的母线方向安装有电磁加速器，所述的震源锤与所述的电磁加速器相连；
在保护壳的上方通过第二伸缩杆连接钻头式无线传输检波或备用平底式检波器；在所述的第二伸缩杆内还设有驱动装置，驱动装置可驱动钻头式检波器旋转；
在保护壳内部还安装有电源、所述的电源与电流控制器及电路保护装置相连，所述的电流控制器分别与电磁加速器、钻头式检波器、驱动装置、模式转换器相连，实现整个装置的控制。


2.如权利要求1所述的地震波法勘探震源检波器一体化装置，其特征在于，所述的电磁加速器设置多组，多组电磁加速器沿着保护壳的圆周方向均匀设置。


3.如权利要求2所述的地震波法勘探震源检波器一体化装置，其特征在于，每组电磁加速器主要由三个电磁体组成，其中有两个固定在保护壳内壁上，为加速器定子；另一个安装在平行于保护壳母线的导轨上，只能上下竖直移动，为加速器动子，每个电磁体都通过导线与电流控制器直接相连。


4.如权利要求1所述的地震波法勘探震源检波器一体化装置，其特征在于，在所述的震源锤上安装有无线式触发器。


5.如权利要求1所述的地震波法勘探震源检波器一体化装置，其特征在于，所述震源锤与加速器动子通过伸长臂连接，伸长臂与加速器动子连接处应做绝缘处理。

【专利技术属性】
技术研发人员：苏茂鑫，王鹏，薛翊国，邱道宏，刘轶民，刘洋，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37