一种用于地震探测的弹簧片、检波器及地震勘查系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于地震探测的弹簧片、检波器及地震勘查系统，其中用于地震探测的弹簧片，包括：外环(1)、内环(2)及多个连接臂(3)；所述多个连接臂(3)中每一个的一端与所述外环(1)的内沿连接，另一端与所述内环(2)的外沿连接，所述连接臂(3)靠近所述外环(1)和/或所述内环(2)连接位置的宽度小于中部位置的宽度。该弹簧片与传统弹簧片相比在相同受力的情况下弹簧片形变更小，从而使得设置有该弹簧片的检波器及地震勘查系统非线性失真减小，进而使地震探测更加准确。

A spring plate, geophone and seismic exploration system for seismic exploration

【技术实现步骤摘要】
一种用于地震探测的弹簧片、检波器及地震勘查系统
本专利技术涉及地震探测
，特别涉及一种用于地震探测的弹簧片、检波器及地震勘查系统。
技术介绍
地震检波器位于地震采集系统最前端，用来接收地震信号，是野外地震数据采集关键核心器件，动圈式检波器具有经济耐用、性能稳定等优点，这使其在地震勘探领域广泛使用了至今70余年，是目前地震勘探检波器中的主力军。地震反演都是基于地震检波器是线性系统的前提下进行的，无论是浅层的精细工程勘探领域还是深层高质量的油气资源勘探都需要高线性度地震检波器，地震检波器的非线性主要是由于其内部磁场的非线性和其弹簧片的非线性造成的。现行技术主要通过提高其内部磁场的线性度而提高检波器的线性度，并没有过多考虑弹簧片对检波器线性度的影响，其弹簧片形状也大都是应用几十年前的设计，事实上，在弹簧片大形变情况下，检波器非线性失真会急剧升高，严重影响信号质量。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是提供一种用于地震探测的弹簧片以解决在相同受力的情况下弹簧片形变大的问题，进而使得设置有该弹簧片的检波器及地震勘查系统非线性失真减小。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种用于地震探测的弹簧片，包括：外环、内环及多个连接臂；所述多个连接臂中每一个的一端与所述外环的内沿连接，另一端与所述内环的外沿连接，所述连接臂靠近所述外环和/或所述内环连接位置的宽度小于中部位置的宽度。进一步地，所述连接臂包括：外环段、中间段及内环段；所述外环段的一端与所述外环的内沿连接，另一端与所述中间段的一端连接，所述中间段的另一端与所述内环段的一端连接，所述内环段的另一端与所述内环的外沿连接；所述外环段的宽度和所述内环段的宽度均为所述中间段宽度的25％～50％。进一步地，所述外环段的长度和所述内环段的长度均为所述中间段长度的10％～50％。进一步地，所述连接臂还包括：第一过渡段和第二过渡段；所述第一过渡段用于连接所述外环段和所述中间段；所述第二过渡段用于连接所述中间段和所述内环段。进一步地，所述多个连接臂中每一个的一端与所述外环的内沿连接形成第一连接处，另一端与所述内环的外沿连接形成第二连接处；多个所述第一连接处均匀分布在所述外环的内沿，多个所述第二连接处均匀分布在内环的外沿。进一步地，所述多个连接臂中每一个均向所述内环弯曲，且相对于所述内环的中心呈中心对称，使所述多个连接臂呈螺旋状。进一步地，所述多个连接臂为三个连接臂。进一步地，所述外环与所述内环共面且同心设置。根据本专利技术的另一个方面，提供一种高精度动圈式地震检波器，包括外壳、顶盖、底盖、线圈架、线圈、磁钢、磁靴及上述技术方案任一项所述的弹簧片。根据本专利技术的又一方面，提供一种地震勘查系统，设置有上述技术方案所述的高精度动圈式地震检波器。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本专利技术的弹簧片与传统弹簧片相比，在相同受力情况下，其有效力臂变化范围小，从而减小了弹簧片的等效劲度系数变化，提高了弹簧片的线性度，使得设置有该弹簧片的检波器及地震勘查系统非线性失真减小，进而使地震信号检测更加准确。附图说明图1是根据本专利技术第一实施方式的弹簧片的结构示意图；图2是根据本专利技术一可选实施方式的弹簧片受力发生形变结构示意图；图3是根据本专利技术一可选实施方式的弹簧片受力发生形变的立体图；图4是根据本专利技术一可选实施方式的弹簧片与传统弹簧片的形变比图；图5是根据本专利技术一优选实施方式的弹簧片的结构示意图；图6是根据本专利技术一可选实施方式的弹簧片的结构示意图；图7是根据本专利技术另一优选实施方式的弹簧片的结构示意图；图8是根据本专利技术另一可选实施方式的弹簧片的结构示意图；图9是根据本专利技术一可选实施方式的高精度动圈式地震检波器的结构示意图。附图标记：1：外环；2：内环；3：连接臂；31：外环段；32：中间段；33：内环段；34：第一过渡段；35：第二过渡段；a：外壳；b：顶盖；c：底盖；d：线圈架；e：磁钢；f：磁靴；g：线圈；h：弹簧片。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。如图1所示，在本专利技术实施例的第一方面，提供了一种用于地震探测的弹簧片，包括：外环1、内环2及多个连接臂3；所述多个连接臂3中每一个的一端与所述外环1的内沿连接，另一端与所述内环2的外沿连接，所述连接臂3靠近所述外环1和/或所述内环2连接位置的宽度小于中部位置的宽度。传统观念是弹簧片内环2和外环1之间的连接臂3是等宽的，或者是连接臂3越靠近连接位置宽度是逐渐增加也就是连接臂3两端宽中间窄，这样通过逐渐增加连接臂3的体积，减小了这个位置的应力，从而使得这个结构的刚度增加，进而减小弹簧片在相同受力的情况下的弹性形变；其实不然，本申请在通过大量实验发现在连接臂3越靠近连接位置宽度越窄也就是连接臂3两端窄中间宽，在相同受力的情况下，这种弹簧片形变是更小的，这似乎是与传统观念是相悖的，但是通过进一步理论验证，这种现象是可以通过现有理论解释得通的，通过具体公式论证如下：如图2-3所示：弹簧片受到大小为F的力的情况下，其形变状态可用下式描述：其中，y为弹簧片末端的垂直位移，x为弹簧片在水平方向上的投影长度。F为所施加力的大小，E为弹簧片材料的杨氏模量，b为弹簧片的宽度，t为弹簧片的厚度，L为整个弹簧片从起始端到末端在x轴上的投影长度，当弹簧片在自然状态下处于水平位置时，L等于弹簧片本身的长度L0，当弹簧片受力弯曲时，L随着F的增加而变小。将(1)式左右两边求积分，根据固定端约束条件，可以得方程解如下：当质量块悬挂于弹簧片末端时，即x＝L时，有：可以将y的系数项Ebt3/(-4L3)看做弹簧的等效劲度系数k，其大小与投影长度的3次方成反比，在实际受力过程中，弹簧片水平投影长度是变化的，这导致了其k值变化，使弹簧具有了非线性特征，而L的变化范围大小决定了弹簧的非线性大小。考虑弹簧片宽度变化的情况，同样受力的情况下，当弹簧根部宽度越小，即弹簧片的内环段33与外环段31宽度越小，弹簧在根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于地震探测的弹簧片，其特征在于，包括：外环(1)、内环(2)及多个连接臂(3)；/n所述多个连接臂(3)中每一个的一端与所述外环(1)的内沿连接，另一端与所述内环(2)的外沿连接，所述连接臂(3)靠近所述外环(1)和/或所述内环(2)连接位置的宽度小于中部位置的宽度。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于地震探测的弹簧片，其特征在于，包括：外环(1)、内环(2)及多个连接臂(3)；
所述多个连接臂(3)中每一个的一端与所述外环(1)的内沿连接，另一端与所述内环(2)的外沿连接，所述连接臂(3)靠近所述外环(1)和/或所述内环(2)连接位置的宽度小于中部位置的宽度。


2.根据权利要求1所述的弹簧片，其特征在于，所述连接臂(3)包括：外环段(31)、中间段(32)及内环段(33)；
所述外环段(31)的一端与所述外环(1)的内沿连接，另一端与所述中间段(32)的一端连接，所述中间段(32)的另一端与所述内环段(33)的一端连接，所述内环段(33)的另一端与所述内环(2)的外沿连接；
所述外环段(31)的宽度和所述内环段(33)的宽度均为所述中间段(32)宽度的25％～50％。


3.根据权利要求2所述的弹簧片，其特征在于，所述外环段(31)的长度和所述内环段(33)的长度均为所述中间段(32)长度的10％～50％。


4.根据权利要求2所述的弹簧片，其特征在于，所述连接臂(3)还包括：第一过渡段(34)和第二过渡段(35)；
所述第一过渡段(34)用于连接所述外环段(31)和所述中间段(32...

【专利技术属性】
技术研发人员：单小彩，辛维，杨长春，田飞，
申请(专利权)人：芯元浙江科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33