CN114442144A - 一种地球物理勘探用人工震源装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地球物理勘探用人工震源装置，包括重力锤和防护罩，重力锤可上下移动的设置；防护罩竖直安装在重力锤的下方，其上下两端均敞口，重力锤可下移穿过防护罩砸在地面上，或上移回位。本发明的有益效果是结构简单，设计合理，可进行多次震动试验，试验方便，试验效果较佳；同时，重力锤在下落回弹过程中可通过防护罩进行防护，避免造成周围人员受伤，安全可靠。

Description

一种地球物理勘探用人工震源装置

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，具体涉及一种地球物理勘探用人工震源装置。

背景技术

地球物理勘探简称物探，它是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件。由于组成地壳的不同岩层介质往往在密度、弹性、导电性、磁性、放射性以及导热性等方面存在差异，这些差异将引起相应的地球物理场的局部变化。通过量测这些物理场的分布和变化特征，结合已知地质资料进行分析研究，就可以达到推断地质性状的目的。该方法兼有勘探与试验两种功能，和钻探相比，具有设备轻便、成本低、效率高、工作空间广等优点。但由于不能取样，不能直接观察，故多与钻探配合使用。

地球物理勘探是以岩石、矿石(或地层)与围岩的物理性质差密度、磁化性质、导电性、放射性差异为基础。地质学专业术语，地球物理学用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测。

地球物理勘探探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。

现有的地球物理勘探大多都会运用到人工震源装置，大多都是直接让重力锤自由落体，从而进行判断，但重力锤下落后，很容易出现回弹的现象，从而容易造成不必要的伤亡，很是危险。因此，我们设计出一种地球物理勘探用人工震源装置以解决上述技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种地球物理勘探用人工震源装置，旨在解决现有技术中的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种地球物理勘探用人工震源装置，包括重力锤和防护罩，所述重力锤可上下移动的设置；所述防护罩竖直安装在所述重力锤的下方，其上下两端均敞口，所述重力锤可下移穿过所述防护罩砸在地面上，或上移回位。

本发明的有益效果是：试验时，可通过本领域技术人员所能想到的方式使得重力锤下移砸地面，同时通过防护罩进行防护，避免重力锤反弹而造成人员受伤，安全可靠。本发明结构简单，设计合理，可进行多次震动试验，试验方便，试验效果较佳；同时，重力锤在下落回弹过程中可通过防护罩进行防护，避免造成周围人员受伤，安全可靠。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括安装架，所述防护罩和所述重力锤分别安装在所述安装架上。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，通过安装架可将防护罩和重力锤集成于一体，集成度高，使用更为方便。

进一步，所述防护罩可拆卸的安装在所述安装架的底部。

采用上述进一步方案的有益效果是试验时，可通过本领域技术人员所能想到的方式使得重力锤下移并穿过防护罩后砸地面，同时通过防护罩进行防护，避免重力锤反弹而造成人员受伤，防护效果较佳，安全可靠；在此过程中，防护罩与安装架可拆卸连接，可在试验时调整防护罩的位置使得防护罩的底部与地面接触，进一步提高防护的效果。

进一步，所述防护罩呈圆筒状结构，其与所述安装架螺纹连接。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，防护罩与安装架螺纹连接，手动转动防护罩即可快速调整防护罩的位置，操作简便，省时省力。

进一步，所述防护罩的内壁上固定安装有防护层。

采用上述进一步方案的有益效果是试验时，防护层可进一步对反弹的重力锤进行缓冲防护，进一步提高防护的效果。

进一步，所述安装架的底部均匀间隔安装有多个轮子，且所述安装架的底部安装有将其定位在地面上的定位机构。

采用上述进一步方案的有益效果是使用时，借助轮子方便移动整个设备，无需人工搬抬，降低了人工劳动的强度，提高了工作效率。

进一步，所述定位机构包括至少一个定位件，每个所述定位件可上下移动的安装在所述安装架的底部并定位，其下移可插入地面内以定位住所述安装架，或上移至从地面抽出以松开所述安装架。

采用上述进一步方案的有益效果是试验时，通过定位件对安装架进行定位，避免试验时整个设备发生晃动而影响试验，提高试验的效果。

进一步，所述安装架的顶部安装有收放机构，所述收放机构通过绳索与所述重力锤连接，用于收放所述绳索。

采用上述进一步方案的有益效果是试验时，通过收放机构收放绳索，以使得重力锤上下移动，从而进行震源试验。

进一步，所述收放机构包括驱动件和转动件，所述转动件水平转动的安装在所述安装架的顶部，所述绳索的一端与所述转动件固定连接并缠绕在所述转动件上；所述驱动件安装在所述安装架上，其与所述转动件传动连接，用于驱动所述转动件转动以收放所述绳索。

采用上述进一步方案的有益效果是试验时，通过驱动件驱动转动件转动以收放绳索，使得重力锤上下移动，从而进行震源试验，提高试验的效率。

进一步，所述驱动件包括电机和限位组件，所述电机固定安装在所述安装架的顶部，其可通过连接组件与所述转动件连接或断开；所述限位组件安装在所述安装架的顶部，其用于在所述转动件收起所述绳索后定位住所述转动件或在进行震动试验时松开所述转动件。

采用上述进一步方案的有益效果是试验之前，电机首先通过连接组件连接转动件，并通过连接组件驱动转动件转动以收起绳索，然后通过限位组件定位住转动件；试验时，电机通过连接组件与转动件断开，同时限位组件松开转动件，此时重力锤在自身重力的作用下下落并穿过防护罩砸在地面上，以进行震源试验。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A的放大图；

图3为本发明中防护罩和防护层的结构示意图；

图4为本发明中转动管和电动伸缩杆的结构示意图；

图5为本发明中顶板的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、安装板；2、第一螺纹套；3、防护罩；4、轮子；5、第二螺纹套；6、定位件；7、重力锤；8、绳索；9、支撑柱；10、顶板；11、转动座；12、转动管；13、连接管；14、防护层；16、电动伸缩杆；17、插块；18、开口；19、安装管；20、拉杆；21、弹簧；22、活动板；23、连接块；24、支架；25、电机。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1至图5所示，本发明提供一种地球物理勘探用人工震源装置，包括重力锤7和防护罩3，重力锤7可上下移动的设置；防护罩3竖直安装在重力锤7的下方，其上下两端均敞口，重力锤7可下移穿过防护罩3砸在地面上以防止重力锤7反弹伤人，或上移回位。

试验时，可通过本领域技术人员所能想到的方式使得重力锤7下移砸地面，同时通过防护罩3进行防护，避免重力锤7反弹而造成人员受伤，安全可靠。

本实施例结构简单，设计合理，可进行多次震动试验，试验方便，试验效果较佳；同时，重力锤7在下落回弹过程中可通过防护罩3进行防护，避免造成周围人员受伤，安全可靠。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例还包括安装架，防护罩3和重力锤7分别安装在安装架上。该方案结构简单，设计合理，通过安装架可将防护罩3和重力锤7集成于一体，集成度高，使用更为方便。

优选地，本实施例中，安装架包括安装板1和顶板10，安装板1水平设置，顶板10水平架设在安装板1的上方，其通过多根支撑柱9与安装板1连接，即每根支撑柱9的上下两端分别与顶板10和安装板1固定连接。防护罩3安装在安装板1上，重力锤7可上下移动的安装在顶板10上。

另外，上述安装板1和顶板10的形状可以相同，也可以不同；安装板1和/或顶板10可以为矩形板，也可以为圆形板，还可以为其他适宜的几何形状的板体。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例中，防护罩3可拆卸的安装在安装架的底部即可拆卸的安装在安装板1上。

试验时，可通过本领域技术人员所能想到的方式使得重力锤7下移并穿过防护罩3后砸地面，同时通过防护罩3进行防护，避免重力锤7反弹而造成人员受伤，防护效果较佳，安全可靠。

除上述实施方式外，也可以采用防护板替代防护罩3，防护板优选弧形板。这种方案同样可以对重力锤7进行防护，但是其防护效果不如上述方案。

实施例4

在实施例3的基础上，本实施例中，防护罩3呈圆筒状结构，其与安装架螺纹连接，具体安装方式为：安装板1上设有上下贯穿的通孔，该通孔内固定安装有上下两端均敞口的第一螺纹套2，防护罩3的外壁上设有螺纹段，该螺纹段与第一螺纹套2螺纹连接。

该方案结构简单，设计合理，防护罩3与安装架螺纹连接，手动转动防护罩3即可快速调整防护罩3的位置，操作简便，省时省力。

试验时，可手动转动防护罩3使得防护罩3下移至其下端与地面贴合，以便更好的进行防护；防护罩3的下端也可以与地面之间存在一定间距，但是这种方案防护的效果不如上述方案。

除上述实施方式外，防护罩3也可以采用矩形体状结构，此时其可采用其他的固定方式，例如防护罩3可上下移动的安装在安装板1上的通孔内，其上下两端分别延伸至通孔的两端外；安装板1上设有至少一个与通孔连通的螺孔，每个螺孔内螺纹连接有锁紧螺钉，手动拧动螺钉至其一端抵住或松开防护罩3，以固定住或松开防护罩3，实现防护罩3的上下移动，操作简便。

实施例5

在实施例3至实施例4任一项的基础上，本实施例中，防护罩3的内壁上固定安装有防护层14。试验时，防护层14可进一步对反弹的重力锤7进行缓冲防护，进一步提高防护的效果。

优选地，本实施例中，上述防护层14可以为橡胶层，弹性好，成本低，防护效果较佳。

实施例6

在实施例2至实施例5任一项的基础上，本实施例中，安装架的底部均匀间隔安装有多个轮子4，且安装架的底部安装有将其定位在地面上的定位机构。

使用时，借助轮子4方便移动整个设备，无需人工搬抬，降低了人工劳动的强度，提高了工作效率。

优选地，本实施例中，上述多个轮子4分别转动的安装在安装板1的底部；定位机构安装在安装板1上。

优选地，本实施例中，每个轮子4优选带刹车的万向轮，随走随刹，使用更为方便。

实施例7

在实施例6任一项的基础上，本实施例中，定位机构包括至少一个定位件6，每个定位件6可上下移动的安装在安装架的底部并定位，其下移可插入地面内以定位住安装架，或上移至从地面抽出以松开安装架。

优选地，本实施例中，定位件6的数量优选多个，多个定位件6均匀间隔分布在安装板1的边缘。

另外，定位件6为螺纹钻杆，且安装板1上水平固定安装有与螺纹钻杆一一对应的第二螺纹套5，每个螺杆钻杆螺纹安装在对应的第二螺纹套5内。试验时，首先人工手动将整个设备移动至设定位置，然后手动拧动螺纹钻杆使其下端插入地面以下，以固定住整个设备，避免设备发生晃动而影响试验。

另外，每个螺纹钻杆的下端呈尖锥状结构，方便插入地面以下，操作简便，省时省力；另外，每个螺纹钻杆的上端呈圆环状，方便操作。

试验时，通过定位件对安装架进行定位，避免试验时整个设备发生晃动而影响试验，提高试验的效果。

除上述实施方式外，每个定位件6也可以采用定位杆，且安装板1上固定安装有上下两端均敞口的定位筒，定位杆竖直且可上下滑动并定位的安装在定位筒内，且其两端分别延伸至定位筒的两端外。定位时，人工手动上下移动定位杆至其下端插入地面下以固定住整个设备，或者至其下端从地面抽出以松开整个设备。

另外，每个定位杆定位的具体方式可以为：每个定位筒上设有上下贯穿的螺孔，螺孔内螺纹连接有锁紧螺钉，人工手动拧动锁紧螺钉至其一端抵住或松开定位杆，即可固定住或松开定位杆。

实施例8

在实施例2至实施例7任一项的基础上，本实施例中，安装架的顶部即安装板1上安装有收放机构，收放机构通过绳索8与重力锤7连接，用于收放绳索8；安装板1上设有上下贯穿的开口18，绳索8从开口18内穿过。

试验时，通过收放机构收放绳索8，以使得重力锤7上下移动，从而进行震源试验。

实施例9

在实施例8的基础上，本实施例中，收放机构包括驱动件和转动件，转动件水平转动的安装在安装架的顶部，绳索8的一端与转动件固定连接并缠绕在转动件上；驱动件安装在安装架上，其与转动件传动连接，用于驱动转动件转动以收放绳索8。

试验时，通过驱动件驱动转动件转动以收放绳索8，使得重力锤7上下移动，从而进行震源试验，提高试验的效率。

实施例10

在实施例9的基础上，本实施例中，驱动件包括电机25和限位组件，电机25固定安装在安装架的顶部即顶板10上，其可通过连接组件与转动件连接或断开；限位组件安装在安装架的顶部即顶板10上，其用于在转动件收起绳索8后定位住转动件或在进行震动试验时松开转动件。

试验之前，电机25首先通过连接组件连接转动件，并通过连接组件驱动转动件转动以收起绳索8，然后通过限位组件定位住转动件；试验时，电机25通过连接组件与转动件断开，同时限位组件松开转动件，此时重力锤7在自身重力的作用下下落并穿过防护罩3砸在地面上，以进行震源试验。

优选地，本实施例中，上述转动件为转动管12，顶板10上相对固定安装有两个转动座11，转动管12水平转动的安装在两个转动座11上且其内部中空、两端均敞口，具体安装方式为：

方案一：两个转动座11上相对设有两个贯穿的圆孔，转动管12转动的安装在两个圆孔内，且其两端分别穿过两个圆孔延伸至两个转动座11相互远离的一侧。

方案二：两个转动座11的顶部相对设有转槽，转动管12转动的安装在两个转槽内，且其两端分别穿过两个转槽后延伸至两个转动座11相互远离的一侧。

另外，顶板10上设有多个与多个转动座11一一对应的凹槽，每个转动座11分别固定安装在对应的凹槽内，节省空间。

上述连接组件包括连接管13、电动伸缩杆16和插块17，电机25固定安装在顶板10上对应其中一个转动座11远离另一个转动座11的一侧，其驱动端沿转动管12的轴向延伸，且连接管13同轴固定安装在电机25的驱动端上，且其远离电机25的一端敞口；另外，电动伸缩杆16固定安装在转动管12内，其沿转动管12的轴向延伸并与插块17固定连接。使用时，电动伸缩杆16伸缩并带动插块17穿过转动管12的一端插入连接管13内并定位，电机25驱动连接管13转动时可带动插块17、电动伸缩杆16及转动管12一起转动，以收起绳索8。

另外，上述连接管13和插块17的截面均呈方形结构，且插块17的尺寸小于连接管13的尺寸，设计合理，插块17插入连接管13内后即可随着连接管13一起转动，无需额外的定位件。

上述限位组件包括安装管19、拉杆20、弹簧21、活动板22和支架24，支架24固定安装在顶板10上，其与电机25相对设置，且两个转动座11位于支架24和电机25之间；支架24上水平转动的安装有连接块23，连接块23的一端与转动管12的另一端固定连接，且连接块23上沿其转动的方向间隔设有多个插孔。

另外，安装管19竖直固定安装在支架24上，其下端敞口、上端封闭，且其上端设有圆孔；拉杆20竖直安装在上述圆孔内且可上下移动，活动板22固定套设在拉杆20对应安装管19内的部位上，弹簧21同轴滑动的套设在拉杆20对应安装管19内的部位上，其位于活动板22的上方，且其上端与安装管19顶部的内壁抵接，下端与活动板22抵接。使用时，手动向上拉拉杆20使其退出连接块23上的插孔以松开连接块23，此时连接块23可随转动管12一起转动；当绳索8收起后，此时可松开拉杆20，拉杆20在弹簧21弹力的作用下使其下端插入对应的插孔内，以固定住连接块23和转动管12。

试验时，电动伸缩杆16伸缩并带动插块17退出连接管13，使得电机25与转动管12分离；然后，人工手动向上拉拉杆20使其退出连接块23上的插孔以松开连接块23和转动管12，此时重力锤7自由下落，且转动管12在重力锤7的重力作用下转动并带动连接块2转动，以进行震源试验；

一次试验完成后，电动伸缩杆16伸缩并带动插块17穿过转动管12的一端插入连接管13内并定位，电机25驱动连接管13转动时可带动插块17、电动伸缩杆16及转动管12一起转动，以收起绳索8至重力锤7回到初始位置，此时可人工松开拉杆20，拉杆20在弹簧21弹力的作用下使其下端插入对应的插孔内，以固定住连接块23和转动管12，此时电动伸缩杆16伸缩并带动插块17退出连接管13，使得电机25与转动管12分离，以便进行下一次震源试验。

本发明的工作原理如下：

第一，人工将整个设备移动至设定位置，同时转动多个螺纹钻杆使其一端同时插入地面，以固定住整个设备；

第二，人工手动转动防护罩3至其下端与地面贴合；

第三，电动伸缩杆16伸缩并带动插块17退出连接管13，使得电机25与转动管12分离；然后，人工手动向上拉拉杆20使其退出连接块23上的插孔以松开连接块23和转动管12，此时重力锤7自由下落，且转动管12在重力锤7的重力作用下转动并带动连接块2转动，以进行震源试验；

一次试验完成后，电动伸缩杆16伸缩并带动插块17穿过转动管12的一端插入连接管13内并定位，电机25驱动连接管13转动时可带动插块17、电动伸缩杆16及转动管12一起转动，以收起绳索8至重力锤7回到初始位置，此时可人工松开拉杆20，拉杆20在弹簧21弹力的作用下使其下端插入对应的插孔内，以固定住连接块23和转动管12，此时电动伸缩杆16伸缩并带动插块17退出连接管13，使得电机25与转动管12分离，以便进行下一次震源试验；

重复上述操作，以便进行多次震源试验。

需要说明的是，本发明所涉及到的电子部件均采用现有技术，并且上述各个部件与控制器(型号TC-SCR)电连接，控制器与各个部件之间的控制电路为现有技术。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地球物理勘探用人工震源装置，其特征在于：包括重力锤(7)和防护罩(3)，所述重力锤(7)可上下移动的设置；所述防护罩(3)竖直安装在所述重力锤(7)的下方，其上下两端均敞口，所述重力锤(7)可下移穿过所述防护罩(3)砸在地面上，或上移回位。

2.根据权利要求1所述的地球物理勘探用人工震源装置，其特征在于：还包括安装架，所述防护罩(3)和所述重力锤(7)分别安装在所述安装架上。

3.根据权利要求2所述的地球物理勘探用人工震源装置，其特征在于：所述防护罩(3)可拆卸的安装在所述安装架的底部。

4.根据权利要求3所述的地球物理勘探用人工震源装置，其特征在于：所述防护罩(3)呈圆筒状结构，其与所述安装架螺纹连接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的地球物理勘探用人工震源装置，其特征在于：所述安装架的底部均匀间隔安装有多个轮子(4)，且所述安装架的底部安装有将其定位在地面上的定位机构。

6.根据权利要求5所述的地球物理勘探用人工震源装置，其特征在于：所述定位机构包括至少一个定位件(6)，每个所述定位件(6)可上下移动的安装在所述安装架的底部并定位，其下移可插入地面内以定位住所述安装架，或上移至从地面抽出以松开所述安装架。

7.根据权利要求2-4任一项所述的地球物理勘探用人工震源装置，其特征在于：所述安装架的顶部安装有收放机构，所述收放机构通过绳索(8)与所述重力锤(7)连接，用于收放所述绳索(8)。

8.根据权利要求7所述的地球物理勘探用人工震源装置，其特征在于：所述收放机构包括驱动件和转动件，所述转动件水平转动的安装在所述安装架的顶部，所述绳索(8)的一端与所述转动件固定连接并缠绕在所述转动件上；所述驱动件安装在所述安装架上，其与所述转动件传动连接，用于驱动所述转动件转动以收放所述绳索(8)。

9.根据权利要求8所述的地球物理勘探用人工震源装置，其特征在于：所述驱动件包括电机(25)和限位组件，所述电机(25)固定安装在所述安装架的顶部，其可通过连接组件与所述转动件连接或断开；所述限位组件安装在所述安装架的顶部，其用于在所述转动件收起所述绳索(8)后定位住所述转动件或在进行震动试验时松开所述转动件。

10.根据权利要求1-4任一项所述的地球物理勘探用人工震源装置，其特征在于：所述防护罩(3)的内壁上固定安装有防护层(14)。

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