CN112305583A - 一种浅层地震勘探设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种浅层地震勘探设备及其使用方法，其包括支撑架、设置在支撑架上的重锤、转动连接在支撑架上的定滑轮、设置在重锤上的吊绳以及设置在支撑架上的牵引机构；所述吊绳与重锤可拆卸连接，所述吊绳绕过定滑轮后与牵引机构连接，所述牵引机构用于带动吊绳移动；所述支撑架上还设置有用于将重锤夹持在支撑架上的夹持机构。本申请具有提高了重锤对地表每一次敲击力度一致性的效果。

Description

一种浅层地震勘探设备及其使用方法

技术领域

本申请涉及地震勘探的领域，尤其是涉及一种浅层地震勘探设备及其使用方法。

背景技术

浅层地震勘探是利用地震波在不同岩土中传播的特征，来勘探浅层的地质构造的物理勘探法，广泛应用于煤田和工程地质探勘、区域地质研究和地壳研究等方面。在地震勘探使大都采用落锤法的方式激发震源，通过使人工使用重锤锤击地表来形成震源。

针对上述中的相关技术，发明人认为，由于行程震源需要对地表进行反复敲击多次，而人工敲击不但效率较低，还无法保证每次对地表敲击的力度，存在勘探效率不高的现象。

发明内容

为了提高重锤对地表每一次敲击力度的一致性，本申请提供一种浅层地震勘探设备及其使用方法。

第一方面，本申请提供的一种浅层地震勘探设备，其采用如下的技术方案：

一种浅层地震勘探设备，包括支撑架、设置在支撑架上的重锤、转动连接在支撑架上的定滑轮、设置在重锤上的吊绳以及设置在支撑架上的牵引机构；所述吊绳与重锤可拆卸连接，所述吊绳绕过定滑轮后与牵引机构连接，所述牵引机构用于带动吊绳移动；所述支撑架上还设置有用于将重锤夹持在支撑架上的夹持机构。

通过采用上述技术方案，在地质勘探时，将支撑架移动至指定所要激发震源的位置，再将吊绳与重锤拆开，使重锤不再受到吊绳的拉力，随后打开夹持机构，重锤失去夹持机构提供的支撑力后，会在自身重力作用下掉落在地表上，对地表形成锤击的效果；再启动牵引机构，带动吊绳向靠近定滑轮的一侧移动，使吊绳的另一端向下移动至重锤上，将吊绳与重锤连接在一起后，使牵引机构反向移动，将重锤重新拉回初始高度，并使夹持机构复位，对重锤起到支撑作用，重复上述步骤即可实现反复锤击地表的效果，由于重锤每次落下的高度一致，则重锤落到地表上的力度也是一致的，而且无需人工锤击地表，减轻了勘探人员的劳动强度，提高了勘探效率。

可选的，所述夹持机构包括两个对称设置的夹持部，所述重锤位于两个所述夹持部之间；所述夹持部包括固设在支撑架上的固定板、铰接在固定板下方的支撑板以及设置在支撑架上用于带动支撑板转动的驱动件；两个所述支撑板间隔设置，所述重锤抵接在支撑板上。

通过采用上述技术方案，重锤放置在支撑板上，使重锤不会下落，通过驱动件带动支撑板向下转动，使重锤的下方失去支撑力，此时重锤则在重力的作用下掉落。

可选的，所述支撑板的上方设置有缓冲板，所述缓冲板与支撑板之间设置有弹簧。

通过采用上述技术方案，当牵引机构将重锤重新吊起后，支撑板向上转动，支撑板在转动的过程中，缓冲板抵接到重锤的下方，此时

可选的，所述缓冲板靠近支撑板的侧面固设有滑动杆，所述滑动杆贯穿支撑板与其滑移连接，所述弹簧套设在滑动杆上。

通过采用上述技术方案，滑动杆对缓冲的移动起到导向作用，保证

可选的，所述牵引机构包括固设在支撑架上的导向柱、滑动连接在导向柱上的滑块以及设置在支撑架上用于带动滑块移动的驱动组件；所述吊绳绕过定滑轮的一端与滑块固定连接。

通过采用上述技术方案，

可选的，所述重锤包括底座、固设在底座上的立柱以及多个套设在立柱上的配重块；多个所述配重块堆叠在一起，且所述立柱上还是设置有将多个配重块挤压在底座上的固定件；所述立柱与吊绳可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，可以根据不同的勘探需求，在底座上安装不同数量的配重块，以调整重锤的重量，适用于更多不同地质环境的勘探需求。

可选的，所述支撑架包括顶板和多个固设在顶板下方的支腿，所述支腿远离顶板的一侧转动连接有行走轮；所述牵引机构和夹持机构均安装在顶板上。

通过采用上述技术方案，多个支腿将顶板撑起，为牵引机构和夹持机构提供安装位置，多个支腿之间也为重锤提供了下落空间，使重锤下落时不会出现碰撞，整体结构强度较高，行走轮使支撑架便于移动转移。

可选的，所述支腿上套设有支撑套筒，所述行走轮位于支撑套筒内部，且所述行走轮的底端伸出支撑套筒；所述支腿上还设有用于带动支撑套筒沿自身在轴向滑动的连接件。

通过采用上述技术方案，将支撑架移动至指定位置后，使用连接件带动支撑套筒向下滑动，支撑套筒向下滑动的过程中逐渐将行走轮套设在其内部，直至支撑套筒与地面接触，继续移动支撑套筒，即可将行走轮抬起，从而使行走轮脱离底面，以此提高支撑架的稳定下，使重锤下落时支撑架不会晃动，而且，还能够根据地形的不同，调整不同支腿上支撑套筒的高度，便于将顶板调整至水平状态，提高勘探效果。

可选的，所述连接件包括固设在支腿上的固定套筒以及套设在固定套筒上与其螺纹连接的调节套筒，所述调节套筒转动连接在支撑套筒上。

通过采用上述技术方案，转动调节套筒，调节套筒则沿着固定套筒的轴向移动，从而带动支撑套筒滑动。

另一方面，本申请还提供一种用于上述中浅层地震勘探设备的使用方法，其使用步骤如下：

S1、将支撑架移动至指定的检测位置，调整支撑架水平度，保证重锤沿竖直方向下落；

S2、断开吊绳与重锤的连接；

S3、打开夹持机构，使重锤下落锤击地表，探测地震波，记录数据；

S4、启动牵引机构，使吊绳远离牵引机构的一端下降至重锤上，将吊绳与重锤连接后，再次使用牵引机构带动吊绳移动，将重锤吊起至初始高度，并使夹持机构复位；

S5、重复上述步骤S2-S4，直至达到探测所需的地震波。

通过采用上述技术方案：使重锤的每一次下落高度一致，即落在地表上的力度一致，保证勘探数据的准确度，且无需勘探人员搬动重锤，减小勘探人员的劳动强度，提高勘探效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过夹持机构确定每次重锤的下落高度，使重锤每一次下落时对地表的锤击力度一致，提高勘探数据的准确度；

2.使用牵引机构将重锤吊起，无需勘探人员搬动重锤，减小勘探人员的劳动强度，提高勘探效率；

3.在支腿上设置支撑套筒，使用支撑套筒将行走轮抬起，既能保证支撑架在重锤下落时的稳定性，又能通过调节支撑套筒的高度来调整重锤下落的角度，保证重锤下落的垂直度，提高勘探精度。

附图说明

图1是本申请实施例中勘探设备的结构示意图。

图2是表示定滑轮位置以及夹持机构的局部剖视图。

图3是表示支撑套筒、连接件和行走轮位置关系的局部剖视图。

图4是表示重锤结构的局部爆炸图。

图5是表示重锤与吊绳连接关系的局部爆炸图。

图6是表示夹持机构打开后的局部视图。

图7是图6中的A部分放大图。

附图标记说明：1、支撑架；11、顶板；12、支腿；13、行走轮；14、支撑杆；15、支撑套筒；16、连接件；161、固定套筒；162、螺纹套筒；2、重锤；21、底座；22、立柱；23、配重块；24、压盘；41、连接轴；42、连接套筒；3、定滑轮；4、吊绳；5、牵引机构；51、螺杆；52、滑块；53、驱动组件；531、驱动电机；532、减速器；54、导向杆；6、夹持机构；61、固定板；62、支撑板；63、驱动件；64、缓冲板；65、滑动杆；66、弹簧；67、限位板。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种浅层地震勘探设备。参照图1和图2，勘探设备包括支撑架1、设置在支撑架1上的重锤2、转动连接在支撑架1上的定滑轮3、设置在重锤2上的吊绳4以及设置在支撑架1上的牵引机构5；吊绳4的一端与重锤2可拆卸连接、另一端充定滑轮3上方绕过后与牵引机构5连接，牵引机构5用于带动吊绳4的一端沿高度方向滑动，从而带动吊绳4在定滑轮3上移动，控制重锤2在支撑架1内移动；支撑架1上还设置有夹持机构6，夹持机构6用于将重锤2夹持在定滑轮3的下方；在勘探地质时，将支撑架1移动至所需形成震源的位置，再将吊绳4与重锤2断开，随后打开夹持机构6，使重锤2失去支撑力后下落在地表上，从而锤击地表，再使用牵引机构5带动吊绳4的一端向上移动，吊绳4的另一端则向下移动，将吊绳4与重锤2连接后，牵引机构5再次移动，将重锤2吊起至初始位置，并使用夹持机构6夹持重锤2，反复操作即可实现反复锤击地表的功能。

参照图1和图3，支撑架1包括顶板11和多个固设在顶板11下方的支腿12，顶板11呈水平设置方形板，支腿12的数量为四个，支撑腿的横截面呈圆柱形设置，四个支腿12分别固设在顶板11底面的四个端角处；支腿12远离顶板11的一端转动连接有行走轮13，便于推动支撑架1移动；每相邻的两个支腿12之间还固设有支撑杆14，以加强整个支撑架1的结构强度。

参照图3，支腿12的底部还套设有支撑套筒15，支撑套筒15滑动连接在支腿12上，且行走轮13位于支撑套筒15内部，行走轮13的底端伸出支撑套筒15；支腿12上还设置有带动支撑套筒15滑动的连接件16，将支撑架1移动到指定位置后，可以通过连接件16带动支撑套筒15向下移动，使支撑套筒15与地面接触，并将行走轮13抬起，从而保证支撑架1在重锤2下落时的稳定性，还可以通过调整四个支撑套筒15的支撑高度来将顶板11调整到水平状态，提高重锤2下落时的垂直度。

参照图3，连接件16包括固设在支腿12上的固定套筒161，固定套筒161上套设有与其螺纹连接的螺纹套筒162，螺纹套筒162的底端与支撑套筒15转动连接，通过转动螺纹套筒162，即可带动支撑套筒15移动，而且当支撑套筒15接触到地表后，会受到摩擦力的作用和而无法转动，此时螺纹套筒162仍可进行转动，从而能够将行走轮13抬起。

参照图4，重锤2包括底座21、固设在底座21上的立柱22以及多个套设在立柱22上的配重块23；底座21呈圆形板设置，立柱22的轴线与底座21的轴线重合，配重块23呈环形设置，多个配重块23均套设在立柱22上，并沿立柱22的轴线堆叠在底座21上；立柱22的顶端可拆卸连接有固定件，固定件抵接在位于最上方的配重块23上，将多个配重块23挤压在底座21上。可以根据勘探的需求，选择底座21上配重块23的数量，以适用于不同地质环境的勘探。

参照图4和图5，固定件设置为压盘24，立柱22的顶部开设有螺纹，压盘24螺纹连接在立柱22上，从而实现对配重块23的压紧功能。吊绳4与重锤2连接的一端固设有连接轴41，连接轴41上转动连接有连接套筒42，连接套筒42也同样的套设在立柱22的顶部与其螺纹连接，使吊绳4与立柱22可拆卸连接，并且转动连接套筒42使，连接轴41不会带动吊绳4转动，防止吊绳4发生扭曲的现象。

参照图1，牵引机构5包括设置在支撑架1上的螺杆51、螺纹连接在螺杆51上的滑块52以及带动螺杆51转动的驱动组件53；螺杆51位于定滑轮3径向的一侧，螺杆51沿支撑架1的高度方向设置，螺杆51的两端分别与顶板11和对应的支撑杆14转动连接，吊绳4远离重锤2的一端固设在滑块52上，且滑块52移动的最高点低于定滑轮3的高度；螺杆51的一侧固设有导向杆54，导向杆54贯穿滑块52与其滑动连接；通过驱动组件53带动螺杆51转动，即可带动滑块52在导向杆54上滑动，从而带动吊绳4移动。

参照图1，驱动组件53包括安装在顶板11顶面的驱动电机531和减速器532，驱动电机531与减速器532连接，且螺杆51贯穿顶板11后与减速器532连接，使驱动电机531通过减速器532带动螺杆51转动，实现滑块52和吊绳4的移动。

参照图2和图6，夹持机构6包括两个支撑部，两个支撑部分别位于定滑轮3轴向的两侧，两个支撑部间隔且对称设置。支撑部包括固设在顶板11上的固定板61、铰接在固定板61上的支撑板62以及带动支撑板62转动的驱动件63；固定板61与顶板11相互垂直，支撑板62铰接在固定板61的底端，支撑板62远离固定板61的一端向靠近另一个固定板61一侧延伸，两个支撑板62间隔设置，重锤2抵接在两个支撑板62上；在驱动件63的作用下，使支撑板62无法向下转动，从而对重锤2起到支撑作用，防止重锤2下落。

参照图2，本实施例中驱动件63设置为电动推杆，也可以使气缸或液压缸，电动推杆的缸体铰接在对应一侧的支撑杆14上、活塞杆铰接在支撑板62的底面，通过控制电动推杆活塞杆的伸缩，即可带动支撑板62转动；在使重锤2下落使，两个支撑板62同步向下转动，即可使重锤2两侧同时失去支撑力，从而保证重锤2下落时不会出现倾斜，保证重锤2下落的垂直度。

参照图6和图7，将重锤2重新吊起后，先将重锤2吊起到支撑板62初始位置的上方，待两个支撑板62转动至初始位置后，再将重锤2下方到两个支撑板62上，可以保证重锤2与支撑板62接触。同时，为了减小重锤2与支撑板62接触时电动推杆承受的瞬间压力，在支撑板62的上方还固设有缓冲板64，缓冲板64与支撑板62平行，且缓冲板64靠近支撑板62的侧壁上固设有多个滑动杆65，滑动杆65贯穿支撑板62与其滑移连接，使缓冲板64能够在支撑板62上滑动；每一个滑动杆65上均套设有弹簧66，弹簧66的两端分别抵接在支撑板62和缓冲板64上，且滑动杆65穿过支撑板62的一端固设有限位板67，使滑动杆65无法受到弹簧66的作用而脱出。当重锤2下方时，会落到缓冲板64上，并压动缓冲板64和弹簧66，在多个弹簧66反作用力下，减小电动推杆承受的压力。

本申请实施例还提供一种用于上述中浅层地震勘探设备的使用方法。

一种浅层地震勘探设备的使用方法，其使用步骤如下：

S1、将支撑架1移动至指定的检测位置，转动每一个支腿12上的螺纹套筒162，使支撑套筒15撑在地表上，将行走轮13抬起，并使用水平仪检测是否水平，反复调整四个支撑套筒15的支撑高度，直至水平仪显示水平；

S2、转动连接套筒42，将连接套筒42从立柱22上断开，使吊绳4与重锤2分离；

S3、同时启动两个电动推杆，带动两个支撑板62同步向下转动，使重锤2下落到地表上，探测地表内的振动波，并记录数据；

S4、启动驱动电机531带动螺杆51转动，使滑块52向上滑动，此时吊绳4与滑块52连接的一端向上移动、另一端向下移动，使吊绳4落到重锤2上，并将连接套筒42与立柱22连接，随手使驱动电机531反向转动，滑块52向下移动，从而使吊绳4将重锤2吊起，使重锤2恢复初始位置，再启动电动推杆，使支撑板62恢复初始位置，并将重锤2下放到缓冲板64上；

S5、重复上述步骤S2-S4，直至达到探测所需的地震波。

通过上述使用方法，可以反复的将重锤2吊起后，使重锤2下落，达到反复锤击地表的功能，由于每次重锤2的下落高度是一致的，所以每次重锤2落在地表上的力度也是一致的，提高勘探数据的精确度；同时，重锤2的吊起和下落无需勘探人员的参与，减小勘探人员的劳动强度，提高勘探效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浅层地震勘探设备，其特征在于：包括支撑架(1)、设置在支撑架(1)上的重锤(2)、转动连接在支撑架(1)上的定滑轮(3)、设置在重锤(2)上的吊绳(4)以及设置在支撑架(1)上的牵引机构(5)；所述吊绳(4)与重锤(2)可拆卸连接，所述吊绳(4)绕过定滑轮(3)后与牵引机构(5)连接，所述牵引机构(5)用于带动吊绳(4)移动；所述支撑架(1)上还设置有用于将重锤(2)夹持在支撑架(1)上的夹持机构(6)。

2.根据权利要求1所述的一种浅层地震勘探设备，其特征在于：所述夹持机构(6)包括两个对称设置的夹持部，所述重锤(2)位于两个所述夹持部之间；所述夹持部包括固设在支撑架(1)上的固定板(61)、铰接在固定板(61)下方的支撑板(62)以及设置在支撑架(1)上用于带动支撑板(62)转动的驱动件(63)；两个所述支撑板(62)间隔设置，所述重锤(2)抵接在支撑板(62)上。

3.根据权利要求2所述的一种浅层地震勘探设备，其特征在于：所述支撑板(62)的上方设置有缓冲板(64)，所述缓冲板(64)与支撑板(62)之间设置有弹簧(66)。

4.根据权利要求3所述的一种浅层地震勘探设备，其特征在于：所述缓冲板(64)靠近支撑板(62)的侧面固设有滑动杆(65)，所述滑动杆(65)贯穿支撑板(62)与其滑移连接，所述弹簧(66)套设在滑动杆(65)上。

5.根据权利要求1所述的一种浅层地震勘探设备，其特征在于：所述牵引机构(5)包括固设在支撑架(1)上的导向柱、滑动连接在导向柱上的滑块(52)以及设置在支撑架(1)上用于带动滑块(52)移动的驱动组件(53)；所述吊绳(4)绕过定滑轮(3)的一端与滑块(52)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种浅层地震勘探设备，其特征在于：所述重锤(2)包括底座(21)、固设在底座(21)上的立柱(22)以及多个套设在立柱(22)上的配重块(23)；多个所述配重块(23)堆叠在一起，且所述立柱(22)上还是设置有将多个配重块(23)挤压在底座(21)上的固定件；所述立柱(22)与吊绳(4)可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种浅层地震勘探设备，其特征在于：所述支撑架(1)包括顶板(11)和多个固设在顶板(11)下方的支腿(12)，所述支腿(12)远离顶板(11)的一侧转动连接有行走轮(13)；所述牵引机构(5)和夹持机构(6)均安装在顶板(11)上。

8.根据权利要求7所述的一种浅层地震勘探设备，其特征在于：所述支腿(12)上套设有支撑套筒(15)，所述行走轮(13)位于支撑套筒(15)内部，且所述行走轮(13)的底端伸出支撑套筒(15)；所述支腿(12)上还设有用于带动支撑套筒(15)沿自身在轴向滑动的连接件(16)。

9.根据权利要求8所述的一种浅层地震勘探设备，其特征在于：所述连接件(16)包括固设在支腿(12)上的固定套筒(161)以及套设在固定套筒(161)上与其螺纹连接的调节套筒，所述调节套筒转动连接在支撑套筒(15)上。

10.一种用于上述权利要求1-9中任一项所述的浅层地震勘探设备的使用方法，其使用步骤如下：

S1、将支撑架(1)移动至指定的检测位置，调整支撑架(1)水平度，保证重锤(2)沿竖直方向下落；

S2、断开吊绳(4)与重锤(2)的连接；

S3、打开夹持机构(6)，使重锤(2)下落锤击地表，探测地震波，记录数据；

S4、启动牵引机构(5)，使吊绳(4)远离牵引机构(5)的一端下降至重锤(2)上，将吊绳(4)与重锤(2)连接后，再次使用牵引机构(5)带动吊绳(4)移动，将重锤(2)吊起至初始高度，并使夹持机构(6)复位；

S5、重复上述步骤S2-S4，直至达到探测所需的地震波。

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