CN106526663A - 一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法 - Google Patents

一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法 Download PDF

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王季
李艳芳
崔伟雄
关奇
吴国庆
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Abstract

本发明涉及一种无源检波器系统及埋置方法，属于井下施工设备领域，具体涉及一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法。包括：牵引头，其上设置有牵引滑轮以及用于在充气后将牵引头固定于孔中的牵引头充气气囊；检波器装置，包括若干个通过连接装置串行连接的检波器，所述检波器上设置有在充气后将检波器固定于孔中的检波器充气气囊，所述连接装置的一端绕置于所述牵引滑轮上。该系统及方法极大的改善了煤矿井下地震勘探施工的现状，从而推动煤矿井下地震勘探技术的发展和应用。

Description

一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法
技术领域
本发明涉及一种无源检波器系统及埋置方法，属于井下施工设备领域，具体涉及一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法。
背景技术
目前，煤矿井下水平井检波器的埋置装置中，检波器的埋深浅，一般小于2米，无法实现深孔的埋置，限制了矿井地震探测的应用。检波器是地震勘探中用于提取地层振动信号的传感器。为获取高质量的地震信号，孔中检波器与孔壁的耦合紧密与否起着决定性作用，为此必须实现检波器的良好耦合。另一方面，当井口较深时，检波器难以送入井中，影响施工作业。
为了解决上述问题，本发明人设计了一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器及牵引头，此装置可以很好的解决检波器埋深和耦合等问题，并且可以回收后再次使用。采用此种结构优点为：埋深大、耦合好、无源、可回收。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的检波器推靠和固定方法埋深浅、耦合差的技术问题，提供了一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法。该系统及方法极大的改善了煤矿井下地震勘探施工的现状，从而推动煤矿井下地震勘探技术的发展和应用。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法，包括：
牵引头，其上设置有牵引滑轮以及用于在充气后将牵引头固定于孔中的牵引头充气气囊；
检波器装置，包括若干个通过连接装置串行连接的检波器，所述检波器上设置有在充气后将检波器固定于孔中的检波器充气气囊，所述连接装置的一端绕置于所述牵引滑轮上。
优化的，上述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法，所述牵引头进一步包括：支撑座，设置于支撑座前方的导向头以及牵引头充气气囊；所述支撑座的后部与滑轮座的一端连接；所述滑轮座的另一端连接尾轴，所述尾轴上设置有螺旋桨形状的绳索卡槽，所述连接装置绕置于牵引滑轮两端的部分嵌入该绳索卡槽内。
优化的，上述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法，所述牵引头充气气囊的表面设置有凹槽及网纹滚花。
优化的，上述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法，所述检波器充气气囊及检波器的外部设置有橡胶保护套。
优化的，上述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法，所述连接装置包括：用于连接检波器的电缆，用于连接检波器充气气囊的气动管路，用于牵引检波器的钢丝绳；所述钢丝绳的一端绕置于所述牵引滑轮后延伸至井口外并绕置于绞车上。
优化的，上述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法，还包括用于将所述牵引头和/或检波装置推入井内的可收缩的推靠杆。
一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法，包括：
利用连接装置将若干个检波器串联，将连接装置的一端绕置于牵引头上的牵引滑轮；
利用推靠杆将牵引头推入井内预定位置后，将牵引头上的牵引头充气气囊充气从而将牵引头固定于孔内；
拉动连接装置，利用牵引滑轮将串联的检波器拉入井内后，再将检波器充气气囊充气从而将检波器固定于孔内。
因此，本发明具有如下优点：1可将检波器安全推靠到深孔中，推送深度可达100m，且可在深孔中，实现检波器与地层的很好耦合；2可实现多点接收，检波器安置效果有了大幅提高，采集的地震数据质量较高，可根据此装置开展巷道超前探测等多种矿井地震勘探；3该装置的原材料成本低，加工工艺简单，且反复利用率高，节省施工成本。
附图说明
图1是牵引头结构图；
图2是牵引头工作示意图；
图3是水平深孔多道无源检波器结构示意图；
图4是水平深孔多道无源检波器工作示意图；
图5是采用本发明在50米孔深采集到的地震记录。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
图中，牵引头1，导向头1.1，尼龙织带1.2，摩擦片1.3，牵引头充气气囊1.4，支撑座1.5，牵引头充气气囊气嘴1.6，连接支撑板1.7，牵引头气管1.8，第一螺钉1.9，间隔块1.10，牵引滑轮1.11，螺栓1.12，第二螺钉1.13，尾翼轴1.14，尾翼1.15，检波器装置2，检波器2.1，检波器充气气囊2.2，左端盖2.3，检波器外壳2.4，右端盖2.5，电缆3，气动管路4，钢丝绳5，绞车6，多节顶杆7。
实施例：
如图1-4所示，本发明的煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统及埋置方法包括：牵引头1和检波器装置2两个部分。牵引头1上设置有牵引滑轮1.11以及用于在充气后将牵引头固定于孔中的牵引头充气气囊1.4；检波器装置2包括若干个通过连接装置串行连接的检波器2.1，所述检波器2.1上设置有在充气后将检波器固定于孔中的检波器充气气囊2.2，所述连接装置的一端绕置于所述牵引滑轮1.11上。
牵引头1的结构如图1所示。包括：支撑座1.5，设置于支撑座1.5前方的导向头1.1以及牵引头充气气囊1.4；支撑座1.5的后部与滑轮座的一端连接；滑轮座的另一端连接尾轴1.14，尾轴1.14上设置有螺旋桨形状的绳索卡槽，连接装置绕置于牵引滑轮1.11两端的部分嵌入该绳索卡槽内。牵引头充气气囊1.4可设置于导向头的外部，可采用橡胶材质。气囊表面均有凹槽及网纹滚花，气囊充气后可起到绝缘及加固作用。
连接装置包括用于连接检波器的电缆3，用于连接检波器充气气囊的气动管路4，用于牵引检波器的钢丝绳5；所述钢丝绳5的一端绕置于所述牵引滑轮1.11后延伸至井口外并绕置于绞车6上。
检波器的结构如图3所示。其主体为不锈钢材质，检波器和检波器充气气囊2.2被固定在一起，气囊充气后可起到加固和压实检波器的作用。承拉钢丝绳5、12芯电缆3和气动管路4用热收缩管固定在检波器的两端，气囊外及检波器外有薄橡胶保护套。
本实施例中，检波器的直径为φ31，使用横波SN4G-10HZ，100V/m/s高灵敏度检波器，适用于井孔直径为为φ40～φ75mm的孔，每个检波器外端有一个橡胶材质的推靠气囊，且与检波器固定在一起。
采用上述结构后，本实施例采用独立分体式检波器结合电子推靠设计，实现单个检波器与推靠装置合二为一方式，多点接收的检波器采用单个推送逐级串联的方式完成接收设备的合理安置，单个检波器输送方便、推靠杆收缩自如，回收方便。
图4为水平深孔多道无源检波器工作示意。裹塑钢丝绳、12芯电缆和气动管路4用热收缩管固定在一起，如井孔较大，检波器电缆直接用顶杆顶入孔内，如井孔直径40m则用多节顶杆7先顶入牵引头，带钢丝绳5进入规定深度，再拉动钢丝绳，用牵引滑轮1.11把电缆3拉入孔内，工作完毕后，拉出电缆带出钢丝绳5用于下次使用。
采用上述结构后，牵引头1可用多节顶杆7顶入。每节顶杆长度1米，可根据顶杆的个数和长度确定牵引头的推送深度。牵引头1的中间为牵引滑轮1.11，利用牵引滑轮可用手动绞车将串联的检波器拉入孔内，每道检波器间距10米，可根据牵引头1的位置来确定检波器2的位置。
图5为采用本发明在50米孔深采集到的地震记录，从图中可以看出，采用本发明系统可在孔深50米接收到地震记录，地震记录上未出现明显的异常道，对振幅的衰减规律影响较小，远距离记录能量有所加强，地震记录的信噪比较高，提高了数据处理的准确性和能量成像作用。此装置很好的解决了检波器埋深和耦合等问题。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了牵引头1，导向头1.1，尼龙织带1.2，摩擦片1.3，牵引头充气气囊1.4，支撑座1.5，牵引头充气气囊气嘴1.6，连接支撑板1.7，牵引头气管1.8，第一螺钉1.9，间隔块1.10，牵引滑轮1.11，螺栓1.12，第二螺钉1.13，尾翼轴1.14，尾翼1.15，检波器装置2，检波器2.1，检波器充气气囊2.2，左端盖2.3，检波器外壳2.4，右端盖2.5，电缆3，气动管路4，钢丝绳5，绞车6，多节顶杆7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统，其特征在于，包括：
牵引头(1)，其上设置有牵引滑轮(1.11)以及用于在充气后将牵引头固定于孔中的牵引头充气气囊(1.4)；
检波器装置(2)，包括若干个通过连接装置串行连接的检波器(2.1)，所述检波器(2.1)上设置有在充气后将检波器固定于孔中的检波器充气气囊(2.2)，所述连接装置的一端绕置于所述牵引滑轮(1.11)上。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统，其特征在于，所述牵引头进一步包括：支撑座(1.5)，设置于支撑座(1.5)前方的导向头(1.1)以及牵引头充气气囊(1.4)；所述支撑座(1.5)的后部与滑轮座的一端连接；所述滑轮座的另一端连接尾轴(1.14)，所述尾轴(1.14)上设置有螺旋桨形状的绳索卡槽，所述连接装置绕置于牵引滑轮(1.11)两端的部分嵌入该绳索卡槽内。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统，其特征在于，所述牵引头充气气囊(1.4)的表面设置有凹槽及网纹滚花。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统，其特征在于，所述检波器充气气囊及检波器的外部设置有橡胶保护套。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统，其特征在于，所述连接装置包括：用于连接检波器的电缆(3)，用于连接检波器充气气囊的气动管路(4)，用于牵引检波器的钢丝绳(5)；所述钢丝绳(5)的一端绕置于所述牵引滑轮(1.11)后延伸至井口外并绕置于绞车(6)上。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器系统，其特征在于，还包括用于将所述牵引头和/或检波装置推入井内的可收缩的推靠杆。
7.一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器埋置方法，其特征在于，包括：
利用连接装置将若干个检波器串联，将连接装置的一端绕置于牵引头上的牵引滑轮(1.11)；
利用推靠杆将牵引头(1)推入井内预定位置后，将牵引头(1)上的牵引头充气气囊(1.4)充气从而将牵引头(1)固定于孔内；
拉动连接装置，利用牵引滑轮(1.11)将串联的检波器拉入井内后，再将检波器充气气囊(2.2)充气从而将检波器固定于孔内。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿井下水平深孔多道无源检波器埋置方法，其特征在于，包括：
牵引头(1)整体用多节顶杆顶入。每节顶杆长度1米,可根据多节顶杆的个数和长度确定牵引头(1)的推送深度。牵引头(1)的中间为牵引滑轮(1.11)，利用牵引滑轮(1.11)可用手动绞车(6)将串联的检波器(2.1)拉入孔内，每道检波器间距10米，可根据牵引头(1)的位置来确定检波器(2.1)的位置。
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