CN218956821U - 一种地震勘探用自动重锤激发震源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，该自动重锤激发震源装置设于运载车上，包括机架、驱动部和锤击系统，机架设于运载车上，驱动部通过传动组件与锤击系统相连；所述锤击系统包括收卷部、旋转提升部和锤击部，旋转提升部通过轴承组件转动安装于机架上，收卷部固设于机架一端并通过压绳经滑轮组件绕过旋转升降部与锤击部相连，驱动部通过传动组件与旋转提升部相连。本实用新型不需要像传统技术中一样通过多人进行人工夯击，自动化程度高，避免了人为因素对锤击地震波的能量幅值和频率特征造成影响，能够较好保证锤击地震波能量幅值和频率特征的稳定，保证震源多次激发后接收信号叠加的数据质量效果，适用于地震勘探技术领域。

Description

一种地震勘探用自动重锤激发震源装置

技术领域

本实用新型属于地震勘探技术领域，具体的说，涉及一种地震勘探用自动重锤激发震源装置。

背景技术

在陆地地震勘探时，需要对震点进行人工激发振动产生地震波(弹性波)，利用地下不同介质间弹性和密度的差异，通过观测和分析地震波在地下的传播规律，来推断地下岩层的性质和形态。地下每个地震波阻抗变化的界面，如地层面、不整合面、断层面等都可产生反射波和折射波，在地表面接收来自不同界面的反射波和折射波，通过计算分析其规律可详细查明地下岩层的分层结构及其几何形态。

目前在陆地地震勘探中利用率最高的震源方式为可控震源及人工重锤夯击震源。其中可控震源效率高，但是对施工场地要求极高且资金投入巨大；人工重锤夯击震源对施工场地要求低、操作简便且经济实惠，是普遍采用的一种震源方式。使用传统人工重锤夯击震源激发时，受人为因素的影响，不能保证每次激发能量一致和地震波频率特征的稳定，导致多次夯击产生的地震波能量幅值和频率特征存在较大差异，影响多次激发后接收叠加信号的数据质量。

实用新型内容

本实用新型提供一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，用于解决现有技术中陆地地震勘探时，通过传统人工重锤夯击震源激发时，受人为因素的影响，不能保证每次激发能量一致和地震波频率特征的稳定，导致多次夯击产生的地震波能量幅值和频率特征存在较大差异，影响多次激发后接收叠加信号的数据质量的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，该自动重锤激发震源装置设于运载车上，包括机架、驱动部和锤击系统，机架设于运载车上，驱动部通过传动组件与锤击系统相连；所述锤击系统包括收卷部、旋转提升部和锤击部，旋转提升部通过轴承组件转动安装于机架上，收卷部固设于机架一端并通过压绳经滑轮组件绕过旋转升降部与锤击部相连，驱动部通过传动组件与旋转提升部相连。

进一步的，所述旋转提升部包括曲轴，曲轴两端通过轴承组件转动安装于机架上，曲轴中间位置设有压绳轮，压绳一端绕过滑轮组件与收卷部相连，另一端绕过压绳轮经机架另一端的支撑部与锤击部相连。

进一步的，所述支撑部包括桅杆和塔轮，桅杆固设于机架的另一端，塔轮转动安装于桅杆顶部，压绳另一端经压绳轮绕过塔轮与锤击部相连。

进一步的，所述收卷部包括卷扬机，滑轮组件包括定滑轮，卷扬机固设于机架一端，定滑轮转动安装于机架上并位于卷扬机和曲轴之间，压绳一端绕过定滑轮与卷扬机相连。

进一步的，所述锤击部包括重锤和击实体，重锤的顶部与压绳的另一端固定连接，击实体位于重锤下方的勘探地面上。

进一步的，所述击实体包括砧铁，砧铁内部设有用于对重锤底端吸合用的电磁铁，电磁铁通过重力开关与电源相连。

进一步的，所述重锤为上小下大的圆锥体，重锤底部开设有卸能槽。

进一步的，所述砧铁为圆盘状结构，砧铁的直径大于重锤底端直径，且开设有与重锤底端适配的圆形的限位槽。

进一步的，所述卸能槽为十字形结构的凹槽。

进一步的，所述传动组件包括棘轮传动机构，驱动部包括驱动电机和减速器，驱动电机经减速器和棘轮传动机构与锤击系统相连。

本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：驱动部通过传动组件与旋转提升部相连，通过驱动部带动旋转提升部转动，旋转提升部通过压绳拉动锤击部做升降运动，从而使锤击部对震点进行夯击，机架设于运载车上，可随着运载车的移动，对不同位置进行震源的夯击，通过收卷部可以对压绳进行收放，便于移动和收纳及锤击高度的调整，锤击瞬间电磁铁使砧铁强力吸附锤体，保证了锤击瞬间产生的地震波频率特征较为稳定，该装置不需要像传统技术中一样通过多人进行人工夯击，自动化程度高，避免了人为因素造成夯击地震波的幅值和频率特征不一致情况出现，能够较好保证锤击所产生的地震波能量幅值和频率特征的稳定，保证震源多次激发后接收叠加信号的数据质量，适用于地震勘探技术领域。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例中重锤的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中砧铁的结构示意图。

标注部件：1-机架，2-收卷部，21-卷扬机，3-滑轮组件，31-定滑轮，4-旋转提升部，41-轴承组件，42-压绳轮，43-曲轴，44-驱动电机，45-传动组件，5-支撑部，51-塔轮，52-桅杆，53-扇形座，6-压绳，7-重锤，71-卸能槽，8-砧铁，81-限位槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型公开了一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，如图1所示，该自动重锤激发震源装置设于运载车上，包括机架1、驱动部和锤击系统，机架1设于运载车上，驱动部通过传动组件45与锤击系统相连；所述锤击系统包括收卷部2、旋转提升部4和锤击部，旋转提升部4通过轴承组件41转动安装于机架1上，收卷部2固设于机架1一端并通过压绳6经滑轮组件3绕过旋转升降部与锤击部相连，驱动部通过传动组件45与旋转提升部4相连。

驱动部通过传动组件45与旋转提升部4相连，通过驱动部带动旋转提升部4转动，旋转提升部4通过压绳6拉动锤击部做升降运动，从而使锤击部对震点进行夯击，机架1设于运载车上，可随着运载车的移动，对不同位置进行震源的夯击，通过收卷部2可以对压绳6进行收放，便于移动和收纳及锤击高度的调整，该装置不需要像传统技术中一样通过多人进行人工夯击，自动化程度高，避免了人为因素对夯击地震波能量幅值和频率特征的影响，能够较好保证地震波能量幅值和频率特征的稳定，保证震源多次激发后接收叠加信号的数据质量。

作为一个优选的实施例，如图2所示，所述旋转提升部4包括曲轴43，曲轴43两端通过轴承组件41转动安装于机架1上，曲轴43中间位置设有压绳轮42，压绳6一端绕过滑轮组件3与收卷部2相连，另一端绕过压绳轮42经机架1另一端的支撑部5与锤击部相连。所述支撑部5包括桅杆52和塔轮51，桅杆52固设于机架1的另一端，塔轮51转动安装于桅杆52顶部，压绳6另一端经压绳轮42绕过塔轮51与锤击部相连。所述收卷部2包括卷扬机21，滑轮组件3包括定滑轮31，卷扬机21固设于机架1一端，定滑轮31转动安装于机架1上并位于卷扬机21和曲轴43之间，压绳6一端绕过定滑轮31与卷扬机21相连。曲轴43横向转动安装于机架1上，两端通过轴承组件41与机架1转动连接，压绳6纵向布置，压绳6的一端从定滑轮31上方绕过后缠绕固定在卷扬机21上，另一端从压绳轮42下方绕过后，再绕过塔轮51上方之后与重锤7的顶端固定连接，重锤7顶端安装有吊环，压绳6固定在吊环上。

作为一个优选的实施例，如图2所示，桅杆52与机架1的连接处设有角度调整机构，角度调整机构包括固设于机架1上的扇形座53，扇形座53上开设有销孔，桅杆52底端与机架1转动连接，并通过定位销与扇形座53固定连接。可以通过改变定位销的位置调整桅杆52的倾斜角度，从而配合卷扬机21对压绳6的收卷长度调整重锤7的下落高度，实现对砧铁8锤击力度的调整。

作为一个优选的实施例，如图3所示，所述锤击部包括重锤7和击实体，重锤7的顶部与压绳6的另一端固定连接，击实体位于重锤7下方的勘探地面地面上。如图4所示，所述击实体包括砧铁8，砧铁8内部设有用于对重锤7底端吸合用的电磁铁，电磁铁通过重力开关与电源相连。当砧铁8之上承受重力小于重锤7重量二分之一时，重力开关为常开状态，电磁铁得不到电源无磁力；当砧铁8之上承受重力大于等于重锤7重量二分之一时重力开关闭合，电磁铁接通电源产生强磁力。当重锤7下落到砧铁8上，重力开关感应到重力信号，接通电磁铁电路使砧铁8产生强磁力，强磁力作用下重锤7与砧铁8牢牢吸附，避免重锤7接触砧铁8后反弹产生多次撞击振动波，稳定了撞击瞬间产生的地震波频率特征。提起重锤7瞬间重力开关感应到重力减小断开电磁铁电源，砧铁8磁力消失砧铁8保持在原位重锤7被提起，进行下一个锤击工作循环。此设计有效避免了传统夯击时重锤7反弹造成地震波频率特征不稳定的情况发生，保证震源多次激发后接收叠加信号的数据质量更好。

作为一个优选的实施例，所述重锤7为上小下大的圆锥体，重锤7底部开设有卸能槽71。所述砧铁8为圆盘状结构，砧铁8的直径大于重锤7底端直径，且开设有与重锤7底端适配的圆形的限位槽81。所述卸能槽71为十字形结构的凹槽。传统重锤7设计圆柱体，重锤7落地易左右摆动影响波速数据准确。本实用新型砧铁8的直径大于重锤7底面直径10厘米，重锤7设计为圆锥体形式，重锤7底面设置卸能槽71，重锤7接触砧铁8瞬间，压缩空气能沿着卸能槽71释放，即保证了锤击质量，也能够减少反弹力，避免多次撞击产生的振动波，优化地震子波特征，重锤7落地稳定不左右晃动，震源地震波频率特征更稳定。

作为一个优选的实施例，所述传动组件45包括棘轮传动机构，驱动部包括驱动电机44和减速器，驱动电机44经减速器和棘轮传动机构与锤击系统相连。棘轮传动机构单向转动，结构同自行车的链轮结构相似，可保证曲轴43在驱动电机44带动下进行重锤7提升，同时保证重锤7自由落体运动。另外，也可以采用起重设备的锥形转子电机来实现重锤7的提升和自由落体运动(其中阻力忽略)。

本实用新型的工作原理为：平整待勘探的场地，将机架1水平放置于运载车上，把砧铁8平整放置于待锤击的重锤7落点位置，使砧铁8位于重锤7正下方，保证砧铁8中心与重锤7中心重合，此时，曲轴43上的压绳轮42位于最高点位置，操作卷扬机21释放重锤7，使之下落到砧铁8的限位槽81内，完成准备工作；

开启驱动电机44，驱动电机44经过减速机和棘轮传动机构带动曲轴43旋转，压绳轮42随曲轴43旋转做圆周运动，压绳轮42在曲轴43带动下由高点位向低点位运动，压绳轮42随着曲轴43转动使压绳6逐渐提升重锤7，重锤7在压绳6的拉力作用下压覆在砧铁8上的作用力越来越小，直到砧铁8上承受的作用力小于重锤7重力的二分之一时，重力开关断开，砧铁8内的电磁铁断电，失去电磁力吸引的重锤7被提起，当压绳轮42转到最低点时，重锤7被提升至最高点，压绳轮42由最低点继续转向最高点同时，重锤7由最高点自由落体撞击砧铁8，激发出振动波并传向地下地层，当重锤7下落到砧铁8之上时，重力开关瞬间吸合，砧铁8内电磁铁产生强磁力牢牢吸附重锤7，由此完成一个锤击的工作过程，根据实际需要确定曲轴43旋转的圈数和重锤7的锤击次数，从而完成一个震点的锤击后，移动运载车，进行下一个震点的锤击工作，如此周而复始直至完成整个勘测工作。

综上所述，“自动重锤激发震源装置”做到了电动提起重锤7、下落锤击并吸附砧铁；能够保证重锤7的提升高度和锤击地震波频率特征的一致性，接收叠加信号的数据质量更好并且节约人工(人工夯击需要四名工人操作，此设备由1—2名操作手完成)，提高自动化程度，降低工人劳动强度，避免了人为因素对夯击地震波能量幅值和频率特征的影响，能够较好保证地震波能量幅值和频率特征的稳定，保证震源多次激发后接收叠加信号的数据质量，适用于地震勘探技术领域。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，该自动重锤激发震源装置设于运载车上，其特征在于：包括机架、驱动部和锤击系统，机架设于运载车上，驱动部通过传动组件与锤击系统相连；所述锤击系统包括收卷部、旋转提升部和锤击部，旋转提升部通过轴承组件转动安装于机架上，收卷部固设于机架一端并通过压绳经滑轮组件绕过旋转升降部与锤击部相连，驱动部通过传动组件与旋转提升部相连。

2.根据权利要求1所述的一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，其特征在于：所述旋转提升部包括曲轴，曲轴两端通过轴承组件转动安装于机架上，曲轴中间位置设有压绳轮，压绳一端绕过滑轮组件与收卷部相连，另一端绕过压绳轮经机架另一端的支撑部与锤击部相连。

3.根据权利要求2所述的一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，其特征在于：所述支撑部包括桅杆和塔轮，桅杆固设于机架的另一端，塔轮转动安装于桅杆顶部，压绳另一端经压绳轮绕过塔轮与锤击部相连。

4.根据权利要求2所述的一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，其特征在于：所述收卷部包括卷扬机，滑轮组件包括定滑轮，卷扬机固设于机架一端，定滑轮转动安装于机架上并位于卷扬机和曲轴之间，压绳一端绕过定滑轮与卷扬机相连。

5.根据权利要求2所述的一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，其特征在于：所述锤击部包括重锤和击实体，重锤的顶部与压绳的另一端固定连接，击实体位于重锤下方的勘探地面地面上。

6.根据权利要求5所述的一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，其特征在于：所述击实体包括砧铁，砧铁内部设有用于对重锤底端吸合用的电磁铁，电磁铁通过重力开关与电源相连。

7.根据权利要求6所述的一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，其特征在于：所述重锤为上小下大的圆锥体，重锤底部开设有卸能槽。

8.根据权利要求7所述的一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，其特征在于：所述砧铁为圆盘状结构，砧铁的直径大于重锤底端直径，且开设有与重锤底端适配的圆形的限位槽。

9.根据权利要求7所述的一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，其特征在于：所述卸能槽为十字形结构的凹槽。

10.根据权利要求1所述的一种地震勘探用自动重锤激发震源装置，其特征在于：所述传动组件包括棘轮传动机构，驱动部包括驱动电机和减速器，驱动电机经减速器和棘轮传动机构与锤击系统相连。

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