CN103630927A - 落锤式地震勘探震源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种落锤式地震勘探震源。主要由底座、车轮、导向立柱、脱扣挡板、重锤、重锤固定板、导套、强磁吸合装置、液压上升装置、弹簧加力装置、锤击垫块、触发器、电动液压泵、直流电瓶和逆变器组成。本发明能产生高能量地震波，且地震波能量及频率大小均可调节。其结构新颖简单，体积小，质量轻，可拆卸，运输方便，使用可靠，特别能适应野外作业环境。

Description

落锤式地震勘探震源

技术领域

本发明涉及一种震源，特别是一种落锤式地震勘探震源。主要用于工程物探、石油勘探、煤层勘探、地质调查、地震结构调查等浅层地球物理勘探工作。

背景技术

在以往工程物探、石油勘探、煤层勘探、地质调查、地震结构调查等浅地层的地球物理勘探中，最常用的震源有锤击、炸药、空气枪等。其中炸药、气枪属于公安机关管制的物品，在申请办理上都有难度，且有破坏性和危险性，给施工等带来诸多不便。而传统的锤击震源：即人工手持榔头向地面锤击产生弹性地震波、或采用机械方式举起重物，利用物体的自由落体冲向地面产生弹性地震波。前者人为榔头敲击方法产生的地震波能量有限，并且每一次锤击的能量大小无法控制到完全一致。后者采用机械方式提升重物向下锤击的方式，虽然能量大小可控，产生的能量也比较大，但是机械冲击式震源质量偏重，一般重达几百公斤或者上吨，过于笨重且不便于野外作业和运输。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，而提供一种落锤式地震勘探震源。该震源既能产生高能量地震波，且产生的地震波能量、频率大小均可调节；同时震源体积小、质量轻、可拆卸、运输方便，能适应野外作业环境。

为了完成上述目的，本发明的技术决方案是：一种落锤式地震勘探震源，主要由底座、车轮、导向立柱、脱扣挡板、重锤、重锤固定板、导套、强磁吸合装置、液压上升装置、弹簧加力装置、锤击垫块、触发器、电动液压泵、直流电瓶和逆变器组成；所述的底座通过车轴与车轮连接；底座上垂直设置4根导向立柱；所述的重锤设置在重锤固定板上，重锤固定板设置在导向立柱上，重锤固定板上设有解锁导套和导向短导套与导向立柱串接；导向立柱顶端设有脱扣挡板；所述的强磁吸合装置设置在重锤固定板的上面，强磁吸合装置上设有导向短导套与导向立柱串接；强磁吸合装置通过链条与液压上升装置相连；所述的液压上升装置设置在底座上；所述的弹簧加力装置包括弹簧和弹簧加力杆，弹簧加力杆设置在重锤固定板上；弹簧的一端与弹簧加力杆相连，另一端与底座相连；所述的锤击垫块设置在底座的下方，触发器设置在锤击垫块上，触发器通过电缆与地震仪连接；所述的电动液压泵通过油管与液压上升装置相连；所述的直流电瓶与逆变器相连；所述的逆变器与电动液压泵相连。

本发明所述的底座上的车轮为两对。

本发明所述的解锁导套和导向短导套各为两个，分别垂直设置在重锤固定板上且与导向立柱串接。

本发明所述的液压上升装置包括液压油缸、活塞杆、链轮、链条、链轮架，链轮架上设有两个链轮，链轮架的中部与活塞杆相连，链条的一端连接强磁吸合装置，另一端与油缸支撑柱相连。

本发明所述的液压油缸上设有人力泵，以便在无电的情况下由人力启动液压上升装置而工作。

本发明所述的底座上设有两个踏脚架。作业时，两人站在踏脚架上，可防止重锤多次反弹。

本发明所述的弹簧加力装置为两个，分别通过弹簧加力杆设置在重锤固定板的两侧；所述的弹簧为多根拉伸弹簧，弹簧的一端与弹簧加力杆相连，另一端与底座相连。

本发明所述的脱扣挡板上设有4个扶手，便于防止重锤反弹人员扶持。

本发明所述的直流电瓶为12V直流电瓶，所述的逆变器为DC12V转AC220V逆变器。

本发明所述的重锤的质量可通过增减配重块进行调节，可通过增减弹簧的数量对激发的能量大小进行调节，可通过重锤的大小与形状、锤击垫块大小来实现激发地震波的频率调节。

 初始时：重锤处于最低点，强磁吸合装置与重锤处于吸合状态，两侧的加力弹簧处于松弛状态。

上升时：通过控制手柄控制电动液压泵给液压上升装置泵油，液压推动活塞杆向上运动，活塞杆向上升带动链条向上提升重锤。两侧弹簧加力装置的一端固定在震源底座上，另一端与液压上升装置固定在一起，随着重锤的上升得越高，弹簧拉伸得越长，弹簧向下收缩的拉力越大。

到达最高点时：落锤处于最高点、弹簧充分拉伸，继续上升时解锁导套与脱扣挡板接触，使落锤脱扣，重锤在自身重力和弹簧收缩拉力作用下加速向锤击垫块锤击，产生高能量的地震波。

同时为了满足不同的工程需要，本落锤式地震勘探震源可通过增减配重块，来改变落锤震源的锤头质量，增减两侧弹簧加力装置上弹簧的数量来实现激发能量的大小调节；通过调节重锤大小与形状、锤击垫块大小来实现激发的地震波的频率调节。

本发明能产生高能量地震波，且地震波能量及频率大小均可调节。其结构新颖简单，体积小，质量轻，可拆卸，运输方便，使用可靠，特别能适应野外作业环境。

附图说明

图1为本发明系统组成结构示意图；

图2为落锤震源处于低点主体侧视构造示意图；

图3为落锤震源处于最高点构造示意图；

图4为落锤震源主体俯视构造示意图。

图中：1、直流电瓶；2、电动液压泵；3、逆变器；4、电源输入口；5、电动液压泵进油口；6、电动液压泵出油口；7、逆变器交流输出口；8、导线；9、导线；10、落锤震源主体；11、液压油进口；12、出油口；13、泄压开关；14、人力泵脚踏柄；15、活塞杆；16、弹簧加力杆；17、强磁吸合装置；18、重锤；19、锤击垫块；20、触发器；21、车轮；22、脱扣挡板；23、底座；24、重锤固定板；25、解锁导套；26、导向立柱；27、链条；28、后扶手；29、前扶手；30、油缸支撑柱和链条固定点；31、油缸；32、踩脚架；33、强磁吸合装置短导套；34、重锤固定板短导套；35、链轮架；36、链轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

整套落锤系统主要由：落锤震源主体10，电动液压泵（带控制手柄）2，12V直流电瓶1，12V转220V交流逆变器3四部分组成。

落锤震源10通过配套油管连接电动液压泵2进油口与出油口，12V直流电瓶1接12V转AC220V逆变器3输出220V交流电，给电动液压泵2提供电源。通过操控电动液压泵控制手柄，控制重锤18升上、锤击。

系统工作前，电动液压泵出油口6通过油管连接落锤震源液压油进口11，落锤震源出油口12通过油管连接电动液压泵进油口5，电动液压泵接220V交流电源输入4连逆变器220V交流输出7，逆变器12V直流输入8、9分别连直流电瓶的正负极。锤击垫块19和触发器20（固定在锤击垫块上）垫在重锤18正下方。触发器的连线接到工程地震仪相应接口。

下面结合图1说明落锤的初始情况与上升状况。

初始时：重锤18处于最低点，强磁吸合装置17与重锤18处于吸合状态，两侧的加力弹簧处于松弛状态。

上升时：通过电动液压泵2控制手柄控制电动液压泵给落锤震源10液压进油口11泵油，液压推动活塞杆15向上运动，活塞杆15带动链条向上提升重锤18。两侧加力弹簧装置的一端固定在底座，另一端与重锤固定板24固定在一起，随着重锤18上升得越高，弹簧拉伸得越长，弹簧加力杆16上的弹簧向下收缩的拉力越大。

下面结合图2，图3说明重锤的脱扣过程与锤击过程。当液压活塞杆15上升达最高点时：重锤18处于最高点、弹簧充分拉伸，当重锤18继续上升时，解锁导套25与脱扣档板22接触，脱扣挡板22致使重锤18脱离强磁吸合装置17的吸合力，重锤18在自身重力和弹簧向下收缩拉力作用下加速向锤击垫块19锤击，产生高能量的地震波。然后，通过电动液压泵2控制手柄控制强磁吸合装置17下降吸合重锤18，开始第二次激发。

人工方式时：可通过脚踩脚踏柄（人工上升用）14液压推动活塞杆15上升。激发后，通过脚踩的泄压开关（图1中的13标号标示）。下降吸合重锤18，开始第二次激发。

下面结合图4说明锤击全过程的其他说明事项，锤击时踩脚架（左右各一个）32两侧站人，防止重锤锤击时反弹，两侧站的人员必须用手抓住扶手28、29，防止重锤的反弹力将人震倒。运输中落锤震源主体可拆卸成重锤、车轮、加力弹簧（左右两侧各一排）、踩脚架32共五部分。

 下面简要说明本发明的一般操作过程：

     a、电动液压泵2使用前必须先加满油（至少保证1/2），再将快速接头接到落锤震源10上的相应接口

b、电源部分连接

       1）设备工作前，建议配置80AH以上的12V直流电瓶1，并充满电

       2）逆变器3输入端连接电瓶的正负极（注意不要反接、短路）

       3）逆变器 3 输出端连接电动液压泵

       4）开逆变器3电源开关、操作控制手柄，检查液压泵系统是否升压降压正常

     c、锤击垫块19及触发器20安装

        将锤击垫块放置在重锤正下方，连接好触发器及地震仪。

 d、震源发射操作

       1）选择较平整、硬实的地表，布置好落锤震源

2）确保设备连好，检测电源、液压系统等无故障

        3）检查触发系统无误

        4）按操控手柄“上”键，电动提升重锤，到固定高度时，自动脱扣向下锤击

        5）按手柄“下”键，吸合锤击块，重复提升重锤，准备第二次锤击。

Claims (10)

1.一种落锤式地震勘探震源，主要由底座、车轮、导向立柱、脱扣挡板、重锤、重锤固定板、导套、强磁吸合装置、液压上升装置、弹簧加力装置、锤击垫块、触发器、电动液压泵、直流电瓶和逆变器组成；所述的底座通过车轴与车轮连接；底座上垂直设置4根导向立柱；所述的重锤设置在重锤固定板上，重锤固定板设置在导向立柱上，重锤固定板上设有解锁导套和导向短导套与导向立柱串接；导向立柱顶端设有脱扣挡板；所述的强磁吸合装置设置在重锤固定板的上面，强磁吸合装置上设有导向短导套与导向立柱串接；强磁吸合装置通过链条与液压上升装置相连；所述的液压上升装置设置在底座上；所述的弹簧加力装置包括弹簧和弹簧加力杆，弹簧加力杆设置在重锤固定板上；弹簧的一端与弹簧加力杆相连，另一端与底座相连；所述的锤击垫块设置在底座的下方，触发器设置在锤击垫块上，触发器通过电缆与地震仪连接；所述的电动液压泵通过油管与液压上升装置相连；所述的直流电瓶与逆变器相连；所述的逆变器与电动液压泵相连。

2.根据权利要求1所述的落锤式地震勘探震源，其特征在于：所述的底座上的车轮为两对。

3.根据权利要求1所述的落锤式地震勘探震源，其特征在于：所述的解锁导套和导向短导套各为两个，分别垂直设置在重锤固定板上且与导向立柱串接。

4.根据权利要求1所述的落锤式地震勘探震源，其特征在于：所述的液压上升装置包括液压油缸、活塞杆、链轮、链条、链轮架，链轮架上设有两个链轮，链轮架的中部与活塞杆相连，链条的一端连接强磁吸合装置，另一端与油缸支撑柱相连。

5.根据权利要求1所述的落锤式地震勘探震源，其特征在于：所述的液压油缸上设有人力泵。

6.根据权利要求1所述的落锤式地震勘探震源，其特征在于：所述的底座上设有两个踏脚架。

7.根据权利要求1所述的落锤式地震勘探震源，其特征在于：所述的弹簧加力装置为两个，分别通过弹簧加力杆设置在重锤固定板的两侧；所述的弹簧为多根拉伸弹簧，弹簧的一端与弹簧加力杆相连，另一端与底座相连。

8.根据权利要求1所述的落锤式地震勘探震源，其特征在于：所述的脱扣挡板上设有4个扶手。

9.根据权利要求1所述的落锤式地震勘探震源，其特征在于：所述的直流电瓶为12V直流电瓶，所述的逆变器为DC12V转AC220V逆变器。

10.根据权利要求1所述的落锤式地震勘探震源，其特征在于：所述的重锤的质量可通过增减配重块进行调节，可通过增减弹簧的数量对激发的能量大小进行调节，可通过重锤的大小与形状、锤击垫块大小来实现激发地震波的频率调节。

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