CN217443552U - 一种高稳定性的横波地震检波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高稳定性的横波地震检波器，包括底盖、上磁靴、下磁靴、磁钢、绝缘子、顶盖、温度补偿环、引线簧和外壳，其中底盖、上磁靴、下磁靴、磁钢和顶盖均安装在同一中心轴上，磁钢位于上磁靴和下磁靴之间，温度补偿环安装在磁钢的外端，两个绝缘子通过引线簧连接在接线柱上；还包括上线圈组件和下线圈组件，上线圈缠绕在上线圈架上，下线圈缠绕在下线圈架上，上线圈架的底面凹槽与下线圈架的顶面凸起相配合并组成组合式线圈架；顶盖与上磁靴之间设置有上弹簧片，底盖与下磁靴之间设置有下弹簧片。本实用新型构思巧妙，布局合理，具有低频率、体积小和重量轻、高稳定性等优点，能够有效的勘探到更深层的地震波信号。

Description

一种高稳定性的横波地震检波器

技术领域

本实用新型涉及地震检波器领域，尤其涉及一种高稳定性的横波地震检波器。

背景技术

地震检波器是用于地质勘探和工程测量的专用传感器，是一种将地面振动转变为电信号的传感器,或者说是将机械能转化为电能的能量转换装置。地震数据采集系统主要由传感器(又称检波器)和数字地震仪组成。检波器埋置于地面的装置，把地震波引起的地面震动转换成电讯号并通过电缆将电讯号送入地震仪；数字地震仪将接受到电讯号放大、经过模/数转换器转换成二进制数据、组织数据以及存贮数据。

随着油气勘探的深入，多波地震采集技术越来越受到重视，而多波地震采集工作的质量很大程度上取决于三分量地震检波器的性能，在研究裂缝油储和岩层的各向异性及在研究裂缝存在、裂缝密度和裂缝方向的工作中都需要进行三分量地震勘探。而横波检波器又是三分量检波器的重要组成部分，它的功能是采集地震勘探中横向波。

由于现在三分量勘探中所采用的检波器都是10Hz低灵敏度的检波器，这样就造成了勘探时，地质资料成像不清晰，难以采集深层地震信号，容易产生极化参数的误差，影响对资料各项参数的判断，进而造成解释上的失误。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高稳定性的横波地震检波器，具有低频率、体积小、重量轻和高稳定性等优点，能够有效的勘探到更深层的地震波信号。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种高稳定性的横波地震检波器，包括底盖、上磁靴、下磁靴、磁钢、绝缘子、顶盖、温度补偿环、引线簧和外壳，所述底盖、上磁靴、下磁靴、磁钢和顶盖均安装在同一中心轴上，所述磁钢位于所述上磁靴和下磁靴的中心凹槽内，所述温度补偿环安装在所述磁钢的外端，所述顶盖安装在所述外壳的上端，所述底盖安装在所述外壳的下端，所述顶盖与外壳之间以及底盖与外壳之间均安装有密封圈，所述绝缘子设置有两个，且两个绝缘子均安装在顶盖的上端，两个绝缘子的下端焊接引线簧，所述引线簧的下端焊接在接线柱上；包括上线圈组件和下线圈组件，所述上线圈组件包括上线圈和上线圈架，所述下线圈组件包括下线圈和下线圈架，所述上线圈缠绕在所述上线圈架上，所述下线圈缠绕在所述下线圈架上，所述上线圈架的底面凹槽与所述下线圈架的顶面凸起相配合，所述上线圈架与所述下线圈架嵌入连接后组成组合式线圈架，所述组合式线圈架位于所述外壳与磁靴之间；所述顶盖与上磁靴之间设置有上弹簧片，所述底盖与下磁靴之间设置有下弹簧片，所述上弹簧片通过自身的固定卡头定位，所述上线圈架的顶部设置有卡槽，固定卡头嵌入安装到所述卡槽内，所述下弹簧片通过卡簧直接压铆在所述下线圈架的底部。

进一步的，所述上线圈和所述下线圈的匝均设置在1500至2000匝之间，且所述上线圈和所述下线圈的缠绕方向相反。

进一步的，所述上线圈架和所述下线圈架位于所述温度补偿环一侧均设置有防摔凸起。

进一步的，所述磁钢的厚度大于所述上磁靴、下磁靴的厚度。

进一步的，所述磁钢的材质为钕铁硼材料，剩磁感应强度大于13KGs，所述磁钢的最大磁能积大于48MGOe，所述磁钢的内禀矫顽力大于15KOe。

进一步的，所述上弹簧片和下弹簧片内均设置有三个呈圆周交错排布的支撑臂，每个支撑臂的中心有一段弯折，每个支撑臂的开口区域长度与自身长度的比值为2:1；弹簧片中心区域加宽至3.8mm。

进一步的，所述上弹簧片和下弹簧片均采用铍青铜材料制成。

进一步的，所述横波地震检波器的频率范围为8Hz+5％至8Hz-5％之间。

进一步的，所述外壳的厚度大于等于2mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

1)弹簧片版型的中心区域加宽设计，使得检波器在工作时能保证一个很好的水平工作状态，大大提高了稳定性；卡簧采用直接压铆的方式将下弹簧片固定在下线圈架的底部，使得弹簧片与下线圈架紧密贴合，也对检波器稳定性提供了很大的作用；

2)线圈匝数的合理选择，选择匝数为1500至2000匝之间能够在不影响地震检波器的灵敏度情况下使其具有较小的体积和重量；

3)在磁钢与线圈架的连接处设有温度补偿环，配合上弹簧片和下弹簧片能够有效的对磁损耗进行补偿，保证磁靴和磁钢的工作稳定性，提高地震检波器的灵敏度；同时，外壳厚度的增加能够有效的完善磁路的均匀分布，增加外壳的强度，减少外壳的破损率；

4)组合式线圈架的设计，使产品的跌落性能更出色，提高产品寿命。

总的来说，本实用新型构思巧妙，布局合理，具有低频率、体积小和重量轻、高稳定性等优点，能够有效的勘探到更深层的地震波信号。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型高稳定性的横波地震检波器示意图；

图2为本实用新型上弹簧片结构图；

图3为本实用新型下弹簧片结构图；

附图标记说明：1、底盖；2、上磁靴；3、下磁靴；4、磁钢；5、上线圈；6、下线圈；7、绝缘子；8、顶盖；9、上弹簧片；10、上线圈架；11、下线圈架；12、下弹簧片；13、温度补偿环；14、卡簧；15、密封圈；16、引线簧；17、外壳；18、防摔凸起。

具体实施方式

如图1-3所示，一种高稳定性的横波地震检波器，包括底盖1、上磁靴2、下磁靴3、磁钢4、绝缘子7、顶盖8、温度补偿环13引线簧16和外壳17，所述底盖1、上磁靴2、下磁靴3、磁钢4和顶盖8均安装在同一中心轴上，所述磁钢4位于所述上磁靴2和下磁靴3的中心凹槽内，所述温度补偿环13安装在所述磁钢4的外端，所述顶盖8安装在所述外壳17的上端，所述底盖1安装在所述外壳17的下端，所述顶盖8与外壳17之间以及底盖1与外壳17之间均安装有密封圈15，所述绝缘子7设置有两个，且两个绝缘子7均安装在顶盖8的上端，两个绝缘子7的下端焊接引线簧16，所述引线簧16的下端焊接在接线柱上；包括上线圈组件和下线圈组件，所述上线圈组件包括上线圈5和上线圈架10，所述下线圈组件包括下线圈6和下线圈架11，所述上线圈5缠绕在所述上线圈架10上，所述下线圈6缠绕在所述下线圈架11上，所述上线圈架10的底面凹槽与所述下线圈架11的顶面凸起相配合，所述上线圈架10与所述下线圈架11嵌入连接后组成组合式线圈架，所述组合式线圈架位于所述外壳17与磁靴之间；所述顶盖8与上磁靴2之间设置有所述上弹簧片9，所述底盖1与下磁靴3之间设置有下弹簧片12，所述上弹簧片9通过自身的固定卡头901定位，具体的在上线圈架10的顶部设置有卡槽，固定卡头901嵌入安装到卡槽内实现定位，所述下弹簧片12通过卡簧14直接压铆在所述下线圈架11的底部，使得弹簧片与组合式线圈架紧密贴合，也对检波器稳定性提供了很大的作用。

具体的，温度补偿环13的设计，能够在外界温度升高时对由温度引起的磁损耗进行补偿，进而保证上磁靴2、下磁靴3和磁钢4的工作稳定性，提高地震检波器的灵敏度；上弹簧片9和下弹簧片12拥有低谐波失真≤0.1，具有减震作用，配合温度补偿环13能够使检波器的灵敏度和阻尼得以较大的提高。

所述上线圈5和所述下线圈6的匝均设置在1500至2000匝之间，且所述上线圈5和所述下线圈6的缠绕方向相反，且上线圈5和下线圈6均为漆包线线圈。

所述上线圈架10和所述下线圈架11位于所述温度补偿环13一侧均设置有防摔凸起18。具体的，组合式线圈架的设置在中部实现了定位及限位，改善了产品的可靠性，提高抗跌落性能。常规检波器跌落过程中，线架顶、底端直接与顶盖、底盖碰撞，这个过程容易造成卡簧槽变形，或卡簧松动，进而导致跌落后检波器的频率参数发生明显变化。本实用新型采取中部嵌入式连接方式，跌落过程中，组合式线圈架两端与顶盖、底盖的碰撞转换为内部底面凹槽与顶面凸起以及防摔凸起18与磁靴边沿的碰撞，有效减小了跌落过程频率的变化量。

所述磁钢4的厚度大于所述上磁靴2、下磁靴3的厚度；通过一个磁钢和两个磁靴组成的整体磁系中，当外形尺寸不变的情况下，减薄磁靴厚度提高磁钢厚度，可以有效的提高整体磁系的磁能积。所述磁钢4的材质为钕铁硼材料，剩磁感应强度大于13KGs，所述磁钢4的最大磁能积大于48MGOe，所述磁钢4的内禀矫顽力大于15KOe。钕铁硼的矫顽力很高，降低了检波器磁衰减，提高了检波器的稳定性和抗疲劳性。然而，钕铁硼温度系数大，为解决这一问题，磁钢外设计了温度补偿环13，温度补偿环吸收磁力线的能力与温度成反比，进尔降低磁靴与外壳之间的环形区域内磁通密度变化，保证了该横波地震检波器电气参数一致性。

所述上弹簧片9和下弹簧片12内均设置有三个呈圆周交错排布的支撑臂，每个支撑臂的中心有一段弯折，每个支撑臂的开口区域长度与自身长度的比值为2:1；弹簧片中心区域加宽至3.8mm，如图3中H1所示的位置。所述上弹簧片9和下弹簧片12均采用铍青铜材料制成。这种设计不但增大了弹簧片轴向和径向的支撑力，同时降低了弹簧片悬臂降弹性系数，降低了弹簧片的非线性度，进而保证了本实用新型的谐波失真。

所述横波地震检波器的频率范围为8Hz+5％至8Hz-5％之间。

所述外壳17的厚度大于等于2mm，外壳的厚度增加能够有效的抵御外界环境如高温高压的影响，同时能够有效的完善磁路的均匀分布，增加外壳的强度，减少外壳的破损率。

本实用新型的使用过程如下：

使用时，地震检波器的工作方向为横向，线圈的运动方向为横向，由于在磁钢4的外围设有温度补偿环13，配合弹簧片能够有效的对磁损耗进行补偿，保证磁靴和磁钢的工作稳定性，提高地震检波器的灵敏度，同时增加外壳的厚度，能够有效的完善磁路的均匀分布，降低了检波器的固有频率，提高了检波器的灵敏度。通过对组合式线圈架的改进，可以进一步提高抗摔能力，延长使用寿命。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高稳定性的横波地震检波器，包括底盖(1)、上磁靴(2)、下磁靴(3)、磁钢(4)、绝缘子(7)、顶盖(8)、温度补偿环(13)、引线簧(16)和外壳(17)，所述底盖(1)、上磁靴(2)、下磁靴(3)、磁钢(4)和顶盖(8)均安装在同一中心轴上，所述磁钢(4)位于所述上磁靴(2)和下磁靴(3)的中心凹槽内，所述温度补偿环(13)安装在所述磁钢(4)的外端，所述顶盖(8)安装在所述外壳(17)的上端，所述底盖(1)安装在所述外壳(17)的下端，所述顶盖(8)与外壳(17)之间以及底盖(1)与外壳(17)之间均安装有密封圈(15)，所述绝缘子(7)设置有两个，且两个绝缘子(7)均安装在顶盖(8)的上端，两个绝缘子(7)的下端焊接引线簧(16)，所述引线簧(16)的下端焊接在接线柱上；其特征在于：包括上线圈组件和下线圈组件，所述上线圈组件包括上线圈(5)和上线圈架(10)，所述下线圈组件包括下线圈(6)和下线圈架(11)，所述上线圈(5)缠绕在所述上线圈架(10)上，所述下线圈(6)缠绕在所述下线圈架(11)上，所述上线圈架(10)的底面凹槽与所述下线圈架(11)的顶面凸起相配合，所述上线圈架(10)与所述下线圈架(11)嵌入连接后组成组合式线圈架，所述组合式线圈架位于所述外壳(17)与磁靴之间；所述顶盖(8)与上磁靴(2)之间设置有上弹簧片(9)，所述底盖(1)与下磁靴(3)之间设置有下弹簧片(12)，所述上弹簧片(9)通过自身的固定卡头(901)定位，所述上线圈架(10)的顶部设置有卡槽，固定卡头(901)嵌入安装到所述卡槽内，所述下弹簧片(12)通过卡簧(14)直接压铆在所述下线圈架(11)的底部。

2.根据权利要求1所述的高稳定性的横波地震检波器，其特征在于：所述上线圈(5)和所述下线圈(6)的匝均设置在1500至2000匝之间，且所述上线圈(5)和所述下线圈(6)的缠绕方向相反。

3.根据权利要求1所述的高稳定性的横波地震检波器，其特征在于：所述上线圈架(10)和所述下线圈架(11)位于所述温度补偿环(13)一侧均设置有防摔凸起(18)。

4.根据权利要求1所述的高稳定性的横波地震检波器，其特征在于：所述磁钢(4)的厚度大于所述上磁靴(2)、下磁靴(3)的厚度。

5.根据权利要求4所述的高稳定性的横波地震检波器，其特征在于：所述磁钢(4)的材质为钕铁硼材料，剩磁感应强度大于13KGs，所述磁钢(4)的最大磁能积大于48MGOe，所述磁钢(4)的内禀矫顽力大于15KOe。

6.根据权利要求1所述的高稳定性的横波地震检波器，其特征在于：所述上弹簧片(9)和下弹簧片(12)内均设置有三个呈圆周交错排布的支撑臂，每个支撑臂的中心有一段弯折，每个支撑臂的开口区域长度与自身长度的比值为2:1；弹簧片中心区域加宽至3.8mm。

7.根据权利要求6所述的高稳定性的横波地震检波器，其特征在于：所述上弹簧片(9)和下弹簧片(12)均采用铍青铜材料制成。

8.根据权利要求1所述的高稳定性的横波地震检波器，其特征在于：所述横波地震检波器的频率范围为8Hz+5％至8Hz-5％之间。

9.根据权利要求1所述的高稳定性的横波地震检波器，其特征在于：所述外壳(17)的厚度大于等于2mm。

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