CN115236725A - 一种用于浅层地震勘探的激震装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于浅层地震勘探的激震装置，属于地震勘探技术领域。一种用于浅层地震勘探的激震装置，包括安装板和重锤，安装板的底部设置有支撑杆，安装板的顶部两侧分别设置有第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板上分别设置有第一伸缩杆和第二伸缩杆，第一伸缩杆和第二伸缩杆之间设置有收卷套管，收卷套管与重锤之间设置有气动机构，收卷套管包括相互卡合的第一套管和第二套管，第一套管和第二套管分别与第一伸缩杆和第二伸缩杆相连，第一套管内设置有用于定位第二套管的卡合组件；本发明可实现对重锤的连续自动起落，无需人工参与，便于提高对地震勘探的工作效率，且提高重锤对地面较强能量的激发效果。

Description

一种用于浅层地震勘探的激震装置

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，尤其涉及一种用于浅层地震勘探的激震装置。

背景技术

地震勘探是指利用探测空间范围内介质弹性和密度的差异，通过观测和分析人工地震产生的地震波在地下的传播规律，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。震源是地震勘查技术的重要组成部分，是产生地震信号的源头。震源的信号质量与地震勘查效果密切相关，直接决定着地震勘探底层穿透深度和分辨率。

现有技术中专利号为CN201920132919.4的中国专利公开了一种浅层地震勘探的机械震源激发装置，包括支架，其包括若干支撑杆和承重台，若干支撑杆的一端均与承重台连接，若干支撑杆的另一端可固定在地面上，该装置结构简洁、搬运方便，产生的激发能量强，有效解决了野外勘探激发能量不足、探测深度不够的问题，满足复杂山区地下水封洞库的物探勘察；但该装置在具体使用的过程中，需要人工对重锤进行钩挂，提高了工作人员的劳动量，影响了对地震勘探的效率；同时重锤落下的区域烟尘以及坑洞较多，人工钩挂增加了工作的作业难度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种用于浅层地震勘探的激震装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于浅层地震勘探的激震装置，包括安装板和重锤，所述安装板的底部设置有支撑杆，所述安装板的顶部两侧分别设置有第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板上分别设置有第一伸缩杆和第二伸缩杆，所述第一伸缩杆和第二伸缩杆之间设置有收卷套管，所述收卷套管与重锤之间设置有气动机构，所述收卷套管包括相互卡合的第一套管和第二套管，所述第一套管和第二套管分别与第一伸缩杆和第二伸缩杆相连，所述第一套管内设置有用于定位第二套管的卡合组件，所述安装板上设置有用于解除卡合组件对第二套管限制的松动组件，所述第一侧板上设置有用于驱动所述收卷套管旋转的旋转机构。

优选的，所述重锤包括上锤体和下锤体，所述上锤体内开设有活动腔，所述活动腔内活动连接有第二塞板，所述第二塞板与下锤体之间设置有连接锤体。

优选的，所述气动机构包括套设在收卷套管上的绳索，所述绳索设置为双层结构，所述双层结构分别为钢丝编织的外套管以及用于导气的内管，所述绳索远离收卷套管的一端穿过上锤体并向活动腔内延伸。

优选的，所述气动机构还包括设置在第一套管上的限位板，所述限位板上固定连接有第二螺杆，所述第二螺杆与第一套管螺纹连接，所述第二螺杆远离限位板的一端穿过第一套管并连接有旋钮。

优选的，所述第二套管包括主管体，所述主管体内滑动连接有活动管体，所述活动管体与主管体的内壁之间设置有第三弹性元件，所述主管体上设置有第二导气管，所述第二导气管依次穿过主管体、第二伸缩杆并与限位板相连，所述限位板背离第二导气管的一侧与绳索相连。

优选的，所述限位板内开设有腔体，所述腔体两侧均转动连接有转动板，两个所述转动板分别与绳索和第二导气管相连。

优选的，所述卡合组件包括开设在第一套管上的插槽，所述第二套管上设置有与插槽相配合的插块，所述插槽内壁开设有活动槽，所述活动槽内滑动连接有定位块，所述定位块与活动槽内壁之间设置有第一弹性元件，所述插块上开设有与定位块相配合的定位槽。

优选的，所述松动组件包括固设在安装板底部的连接板，所述连接板的底部连接有弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆远离连接板的一端连接有受力板，所述受力板与重锤活动相抵，所述受力板上设置有气囊，所述气囊上设置有第一导气管，所述第一导气管远离气囊的一端依次穿过安装板、第一伸缩杆并向第一套管内延伸，所述第一套管内开设有与第一导气管相互连通的导气槽，所述第一套管内开设有与导气槽相互连通的密闭腔，所述密闭腔内滑动连接有第一塞板，所述第一塞板与密闭腔之间设置有第二弹性元件，所述第一塞板上连接有移动杆，所述定位块上开设有与移动杆相配合的挤压槽，所述挤压槽与移动杆上设置有相配合的挤压斜面。

优选的，所述旋转机构包括固设在第一侧板上的驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有转轴，所述转轴远离驱动电机的一端穿过第一侧板并连接有第一螺杆，所述第一螺杆上螺纹连接有套筒，所述套筒与第一套管转动相连，所述旋转机构还包括分别设置在第一螺杆和第一伸缩杆上的同步轮，两个所述同步轮之间设置有皮带。

优选的，所述套筒上设置有弧形块，所述第一套管上开设有与弧形块相配合的环形槽。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于浅层地震勘探的激震装置，具备以下有益效果：

1、该用于浅层地震勘探的激震装置，通过对收卷套管进行旋转，使重锤随绳索起落过程中配合卡合组件、松动组件以及气动机构实现对重锤的连续自动起落，无需人工参与，便于提高对地震勘探的工作效率。

2、该用于浅层地震勘探的激震装置，通过将重锤分为上下两部分，使重锤可以对勘探区域进行双重振动，实现较强能量的激发效果。

3、该用于浅层地震勘探的激震装置，通过使限位板置于第一套管的不同位置，可控制重锤下落的距离，便于实现对不同深度的勘探检测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的图1中A部局部放大示意图；

图3为本发明的旋转机构的结构示意图；

图4为本发明的第一套管和第二套管的剖面结构示意图；

图5为本发明的图4中B部局部放大示意图；

图6为本发明的收卷套管的结构示意图；

图7为本发明的第二套管的剖面结构示意图；

图8为本发明的重锤的结构示意图；

图9为本发明的绳索的横截面结构示意图；

图10为本发明的限位板的剖面结构示意图。

图中：1、安装板；101、支撑杆；102、第一侧板；1021、第一伸缩杆；103、第二侧板；1031、第二伸缩杆；2、第一套管；3、第二套管；301、主管体；302、活动管体；4、绳索；401、外套管；402、内管；5、重锤；501、上锤体；5011、活动腔；5012、第二塞板；502、下锤体；503、连接锤体；6、插槽；601、插块；602、活动槽；603、定位块；6031、挤压槽；604、第一弹性元件；605、定位槽；7、连接板；701、弹性伸缩杆；702、受力板；703、气囊；704、第一导气管；705、导气槽；8、密闭腔；801、第一塞板；802、第二弹性元件；803、移动杆；9、驱动电机；901、第一螺杆；902、套筒；9021、弧形块；10、皮带；11、环形槽；12、限位板；121、腔体；122、转动板；13、第二螺杆；131、旋钮；14、第三弹性元件；15、第二导气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10，一种用于浅层地震勘探的激震装置，包括安装板1和重锤5，安装板1的底部设置有支撑杆101，安装板1的顶部两侧分别设置有第一侧板102和第二侧板103，第一侧板102和第二侧板103上分别设置有第一伸缩杆1021和第二伸缩杆1031，第一伸缩杆1021和第二伸缩杆1031之间设置有收卷套管，收卷套管与重锤5之间设置有气动机构，收卷套管包括相互卡合的第一套管2和第二套管3，第一套管2和第二套管3分别与第一伸缩杆1021和第二伸缩杆1031相连，第一套管2内设置有用于定位第二套管3的卡合组件，安装板1上设置有用于解除卡合组件对第二套管3限制的松动组件，第一侧板102上设置有用于驱动收卷套管旋转的旋转机构。

进一步的，重锤5包括上锤体501和下锤体502，上锤体501内开设有活动腔5011，活动腔5011内活动连接有第二塞板5012，第二塞板5012与下锤体502之间设置有连接锤体503；具体的，重锤5设置为上下结构，使下锤体502与地面接触撞击之后，上锤体501在自身重力下再次对下锤体502进行作用力，使下锤体502再次对地面进行撞击，使重锤5可以对勘探区域进行双重振动，实现较强能量的激发效果。

进一步的，气动机构包括套设在收卷套管上的绳索4，绳索4设置为双层结构，双层结构分别为钢丝编织的外套管401以及用于导气的内管402，绳索4远离收卷套管的一端穿过上锤体501并向活动腔5011内延伸；通过将内管402设置为空心管，便于将活动腔5011内部的空气进行输送，在上锤体501相对下锤体502下移时，第二塞板5012对活动腔5011内的空气进行挤压，并导入绳索4内，在内管402外侧设置钢丝编织的外套管401对内管402进行防护，同时可以提高对重锤5提拉的韧性。

进一步的，气动机构还包括设置在第一套管2上的限位板12，限位板12上固定连接有第二螺杆13，第二螺杆13与第一套管2螺纹连接，第二螺杆13远离限位板12的一端穿过第一套管2并连接有旋钮131；通过转动旋钮131，使第二螺杆13转动，进而调整限位板12在第一套管2上的位置，可以调整绳索4缠绕在第二套管3上的长度，进而控制重锤5下落的距离，便于实现对不同深度的勘探检测。

进一步的，第二套管3包括主管体301，主管体301内滑动连接有活动管体302，活动管体302与主管体301的内壁之间设置有第三弹性元件14，主管体301上设置有第二导气管15，第二导气管15依次穿过主管体301、第二伸缩杆1031并与限位板12相连，限位板12背离第二导气管15的一侧与绳索4相连；具体的，从活动腔5011内进入绳索4的空气可以通过限位板12和第二导气管15进入第二套管3内，使活动管体302相对主管体301移动，使活动管体302向第一套管2处插接。

进一步的，限位板12内开设有腔体121，腔体121两侧均转动连接有转动板122，两个转动板122分别与绳索4和第二导气管15相连；具体的，限位板12可以随第一套管2的转动而转动，而限位板12上的两个转动板122可以相对转动板122转动，并与其连接的第二导气管15和绳索4保持固定状态。

进一步的，卡合组件包括开设在第一套管2上的插槽6，第二套管3上设置有与插槽6相配合的插块601，插槽6内壁开设有活动槽602，活动槽602内滑动连接有定位块603，定位块603与活动槽602内壁之间设置有第一弹性元件604，插块601上开设有与定位块603相配合的定位槽605；具体的，活动管体302受力向第一套管2移动插接时，插块601插入插槽6内部并对定位块603的斜面进行抵压，使定位块603收缩进入活动槽602内，当插块601继续移动且定位槽605移动至定位块603处，定位块603不再受力会在第一弹性元件604的弹力作用下复位并插入定位槽605内，使第一套管2和第二套管3进行固定限位，当第一套管2转动时第二套管3随之转动。

进一步的，松动组件包括固设在安装板1底部的连接板7，连接板7的底部连接有弹性伸缩杆701，弹性伸缩杆701远离连接板7的一端连接有受力板702，受力板702与重锤5活动相抵，受力板702上设置有气囊703，气囊703上设置有第一导气管704，第一导气管704远离气囊703的一端依次穿过安装板1、第一伸缩杆1021并向第一套管2内延伸，第一套管2内开设有与第一导气管704相互连通的导气槽705，第一套管2内开设有与导气槽705相互连通的密闭腔8，密闭腔8内滑动连接有第一塞板801，第一塞板801与密闭腔8之间设置有第二弹性元件802，第一塞板801上连接有移动杆803，定位块603上开设有与移动杆803相配合的挤压槽6031，挤压槽6031与移动杆803上设置有相配合的挤压斜面；具体的，当重锤5随绳索4上升时，重锤5最终会与受力板702相抵，受力板702向连接板7处移动，气囊703被挤压，气囊703中的空气通过第一导气管704通入第一套管2内部，并通过导气槽705进入密闭腔8，推动密闭腔8内部的第一塞板801移动，使第一塞板801上的移动杆803向定位块603处移动，移动杆803对挤压槽6031内壁斜面进行抵压，使定位块603上移，定位块603不再对第二套管3进行限制，第二套管3在第三弹性元件14的弹力作用下复位，使得第二套管3上缠绕的绳索4不再受力变得松懈，此时重锤5可在自身重力作用下快速下落。

进一步的，旋转机构包括固设在第一侧板102上的驱动电机9，驱动电机9的输出端连接有转轴，转轴远离驱动电机9的一端穿过第一侧板102并连接有第一螺杆901，第一螺杆901上螺纹连接有套筒902，套筒902与第一套管2转动相连，旋转机构还包括分别设置在第一螺杆901和第一伸缩杆1021上的同步轮，两个同步轮之间设置有皮带10；具体的，通过控制驱动电机9运行，使驱动电机9的输出端通过转轴带动第一螺杆901转动，第一螺杆901转动时带动套筒902位移，使套筒902带动第一套管2位移，第一螺杆901在转动时还通过同步轮和皮带10带动第一伸缩杆1021转动，第一伸缩杆1021带动第一套管2转动，使第一套管2对绳索4进行收卷，对绳索4进行收卷时收卷套管移动，保证绳索4均匀缠绕在收卷套管中，避免第二套管3撤回与第一套管2分离时，绳索4由于集中缠绕导致绳索4打结，影响重锤5最终的下落距离。

进一步的，套筒902上设置有弧形块9021，第一套管2上开设有与弧形块9021相配合的环形槽11；提高第一套管2与套筒902之间活动的稳定性。

工作原理：在选取的进行浅层地震勘探的区域通过支撑杆101将安装板1支起并固定在地面上，必要时支撑杆101支脚处放置石块或其他重物加固，首先根据需要物探勘察的深度，控制绳索4的下放距离，以保证重锤5提拉的时候使重锤5可以与受力板702相抵接，通过转动旋钮131，使旋钮131带动第二螺杆13转动，进而调整限位板12在第一套管2上的位置，使多余不用的绳索4缠绕在第一套管2上，绳索4的端部固定在第一套管2上，且其端部与限位板12相连，多余不用的绳索4最终缠绕置于第一套管2的末端，随后驱动电机9运行，使驱动电机9的输出端通过转轴带动第一螺杆901转动，第一螺杆901转动时带动套筒902位移，使套筒902带动第一套管2位移，第一螺杆901在转动时还通过同步轮和皮带10带动第一伸缩杆1021转动，第一伸缩杆1021带动第一套管2转动，进而使与第一套管2插接的第二套管3转动，使第二套管3对绳索4进行收卷，对绳索4进行收卷时收卷套管移动，保证绳索4均匀缠绕在收卷套管中，避免第二套管3撤回与第一套管2分离时，绳索4由于集中缠绕导致绳索4打结，影响重锤5最终的下落距离，当重锤5随绳索4上升时，重锤5最终会与受力板702相抵，受力板702向连接板7处移动，气囊703被挤压，气囊703中的空气通过第一导气管704通入第一套管2内部，并通过导气槽705进入密闭腔8，推动密闭腔8内部的第一塞板801移动，使第一塞板801上的移动杆803向定位块603处移动，移动杆803对挤压槽6031内壁斜面进行抵压，使定位块603上移，定位块603不再对第二套管3进行限制，第二套管3在第三弹性元件14的弹力作用下复位，使得第二套管3上缠绕的绳索4不再受力变得松懈，此时重锤5可在自身重力作用下快速下落，对地面产生机械震源，重锤5设置为上下结构，使下锤体502与地面接触撞击之后，上锤体501在自身重力下再次对下锤体502进行作用力，使下锤体502再次对地面进行撞击，使重锤5可以对勘探区域进行双重振动，实现较强能量的激发效果，在上锤体501相对下锤体502下移时，第二塞板5012对活动腔5011内的空气进行挤压，并导入绳索4内，从活动腔5011内进入绳索4的空气可以通过限位板12和第二导气管15进入第二套管3内，使活动管体302相对主管体301移动，使活动管体302向第一套管2处插接，活动管体302受力向第一套管2移动插接时，插块601插入插槽6内部并对定位块603的斜面进行抵压，使定位块603收缩进入活动槽602内，当插块601继续移动且定位槽605移动至定位块603处，定位块603不再受力会在第一弹性元件604的弹力作用下复位并插入定位槽605内，使第一套管2和第二套管3重新固定限位，当需再次提升重锤5时，控制驱动电机9反转，使绳索4重新缠绕在第二套管3上。

本发明可实现对重锤5的连续自动起落，无需人工参与，便于提高对地震勘探的工作效率，且提高重锤5对地面较强能量的激发效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于浅层地震勘探的激震装置，包括安装板(1)和重锤(5)，其特征在于，所述安装板(1)的底部设置有支撑杆(101)，所述安装板(1)的顶部两侧分别设置有第一侧板(102)和第二侧板(103)，所述第一侧板(102)和第二侧板(103)上分别设置有第一伸缩杆(1021)和第二伸缩杆(1031)，所述第一伸缩杆(1021)和第二伸缩杆(1031)之间设置有收卷套管，所述收卷套管与重锤(5)之间设置有气动机构，所述收卷套管包括相互卡合的第一套管(2)和第二套管(3)，所述第一套管(2)和第二套管(3)分别与第一伸缩杆(1021)和第二伸缩杆(1031)相连，所述第一套管(2)内设置有用于定位第二套管(3)的卡合组件，所述安装板(1)上设置有用于解除卡合组件对第二套管(3)限制的松动组件，所述第一侧板(102)上设置有用于驱动所述收卷套管旋转的旋转机构。

2.根据权利要求1所述的一种用于浅层地震勘探的激震装置，其特征在于，所述重锤(5)包括上锤体(501)和下锤体(502)，所述上锤体(501)内开设有活动腔(5011)，所述活动腔(5011)内活动连接有第二塞板(5012)，所述第二塞板(5012)与下锤体(502)之间设置有连接锤体(503)。

3.根据权利要求2所述的一种用于浅层地震勘探的激震装置，其特征在于，所述气动机构包括套设在收卷套管上的绳索(4)，所述绳索(4)设置为双层结构，所述双层结构分别为钢丝编织的外套管(401)以及用于导气的内管(402)，所述绳索(4)远离收卷套管的一端穿过上锤体(501)并向活动腔(5011)内延伸。

4.根据权利要求3所述的一种用于浅层地震勘探的激震装置，其特征在于，所述气动机构还包括设置在第一套管(2)上的限位板(12)，所述限位板(12)上固定连接有第二螺杆(13)，所述第二螺杆(13)与第一套管(2)螺纹连接，所述第二螺杆(13)远离限位板(12)的一端穿过第一套管(2)并连接有旋钮(131)。

5.根据权利要求4所述的一种用于浅层地震勘探的激震装置，其特征在于，所述第二套管(3)包括主管体(301)，所述主管体(301)内滑动连接有活动管体(302)，所述活动管体(302)与主管体(301)的内壁之间设置有第三弹性元件(14)，所述主管体(301)上设置有第二导气管(15)，所述第二导气管(15)依次穿过主管体(301)、第二伸缩杆(1031)并与限位板(12)相连，所述限位板(12)背离第二导气管(15)的一侧与绳索(4)相连。

6.根据权利要求5所述的一种用于浅层地震勘探的激震装置，其特征在于，所述限位板(12)内开设有腔体(121)，所述腔体(121)两侧均转动连接有转动板(122)，两个所述转动板(122)分别与绳索(4)和第二导气管(15)相连。

7.根据权利要求1所述的一种用于浅层地震勘探的激震装置，其特征在于，所述卡合组件包括开设在第一套管(2)上的插槽(6)，所述第二套管(3)上设置有与插槽(6)相配合的插块(601)，所述插槽(6)内壁开设有活动槽(602)，所述活动槽(602)内滑动连接有定位块(603)，所述定位块(603)与活动槽(602)内壁之间设置有第一弹性元件(604)，所述插块(601)上开设有与定位块(603)相配合的定位槽(605)。

8.根据权利要求7所述的一种用于浅层地震勘探的激震装置，其特征在于，所述松动组件包括固设在安装板(1)底部的连接板(7)，所述连接板(7)的底部连接有弹性伸缩杆(701)，所述弹性伸缩杆(701)远离连接板(7)的一端连接有受力板(702)，所述受力板(702)与重锤(5)活动相抵，所述受力板(702)上设置有气囊(703)，所述气囊(703)上设置有第一导气管(704)，所述第一导气管(704)远离气囊(703)的一端依次穿过安装板(1)、第一伸缩杆(1021)并向第一套管(2)内延伸，所述第一套管(2)内开设有与第一导气管(704)相互连通的导气槽(705)，所述第一套管(2)内开设有与导气槽(705)相互连通的密闭腔(8)，所述密闭腔(8)内滑动连接有第一塞板(801)，所述第一塞板(801)与密闭腔(8)之间设置有第二弹性元件(802)，所述第一塞板(801)上连接有移动杆(803)，所述定位块(603)上开设有与移动杆(803)相配合的挤压槽(6031)，所述挤压槽(6031)与移动杆(803)上设置有相配合的挤压斜面。

9.根据权利要求1所述的一种用于浅层地震勘探的激震装置，其特征在于，所述旋转机构包括固设在第一侧板(102)上的驱动电机(9)，所述驱动电机(9)的输出端连接有转轴，所述转轴远离驱动电机(9)的一端穿过第一侧板(102)并连接有第一螺杆(901)，所述第一螺杆(901)上螺纹连接有套筒(902)，所述套筒(902)与第一套管(2)转动相连，所述旋转机构还包括分别设置在第一螺杆(901)和第一伸缩杆(1021)上的同步轮，两个所述同步轮之间设置有皮带(10)。

10.根据权利要求9所述的一种用于浅层地震勘探的激震装置，其特征在于，所述套筒(902)上设置有弧形块(9021)，所述第一套管(2)上开设有与弧形块(9021)相配合的环形槽(11)。

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