專利名稱：淺水面地震勘探航測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
淺水面地震勘探航測裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種廣泛應用于水利水電工程、航道工程、海上工程等行業(yè)的工 程地震勘探工作的淺水面地震勘探航測裝置，屬于工程地質(zhì)探測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種 在河流、湖泊及海上進行地震勘探過程中，采用將地震檢波器內(nèi)置在一個或多個具有水聲 放大效應、漂浮在水面的檢波器浮標內(nèi)，并用拖船上的地震儀進行進行檢測的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]工程地震勘探是一門年輕的勘探地球物理學科，它是根據(jù)地震波在介質(zhì)中傳播的 物理特性來研究地下巖體或地層的地震參數(shù)與巖土特性參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，確定 各種地質(zhì)截面的空間位置、形態(tài)，解決非均勻復雜小構(gòu)造的地質(zhì)體的形態(tài)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及 對地下介質(zhì)進行綜合評價。在很多情況下，工程勘探需要探測河流、湖泊、淺海水面以下的 地面結(jié)構(gòu)，過去常用的方法是利用水上鉆探技術(shù)進行，隨著技術(shù)的發(fā)展，目前常規(guī)的淺水域 地震勘探采用水底放置檢波器或采用壓電型檢波器漂浮電纜進行檢測。但水底放置檢波器 工作量大、勞動強度大，并且存在安全隱患，耗材成本高，工作效率低。而壓電漂浮電纜由于 采用的是聲頻接收信號，這種信號與地震儀匹配效果差，震源采用電火花，頻率高、衰減快、 受水流聲影響大，且成本高。因此，這種采用水底放置檢波器或采用壓電型檢波器漂浮電纜 進行檢測的技術(shù)方案還是不理想。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種淺水面地震勘探航測裝 置，可以確?？碧焦ぷ鞯牡卣鹦盘柕钠ヅ涠?、穩(wěn)定性和可靠性，且該裝置工作方式靈活、設(shè) 備輕巧、工作效率高，還可以消除和降低波浪、運動水流的噪聲干擾，地震信號分辨率高。[0004]為實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型的一種淺水面地震勘探航測裝置，包括機 動拖船、地震儀和檢波器，地震儀位于機動拖船上，機動拖船上設(shè)有發(fā)電機，其中，所述機動 拖船的后方水面上設(shè)有電動機械震源拖魚，電動機械拖魚通過電纜與機動拖船相連；在電 動機械震源拖魚后方水面上設(shè)置有至少一個由兩個以上的檢波器拖魚組成的檢波器拖魚 串，每個檢波器拖魚內(nèi)設(shè)有至少一個檢波器。該檢波器為20 IOOHz陸上檢波器，并有防 水性能。本實用新型通過特制的水上聚能檢波器拖魚，內(nèi)置一個或多個陸地檢波器，解決了 水上地震信號的接收技術(shù)，提高了地震信號匹配和穩(wěn)定可靠度。[0005]進一步的，所述檢波器拖魚串中相鄰的檢波器拖魚的間距為2 5m。[0006]另外，所述電動機械震源拖魚內(nèi)設(shè)有可以自動控制的機械震源。該自動控制的機 械震源由電源、控制箱、電機、彈簧、盤線軸、連動軸、振錘和制動等部件組成，采用220V電 源控制功率500W，可實現(xiàn)振錘自動激振發(fā)射地震波信號，擊振頻率為O. 5 1Hz。[0007]除此之外,所述機動拖船與電動機械震源拖魚的距離為3 8 m。所述電動機械震 源拖魚與檢波器拖魚串的間距為8 12m。[0008]除此之外，所述檢波器拖魚的外殼為高強度塑料制成的結(jié)構(gòu)。所述電動機械震源拖魚的外殼底部為鋼質(zhì)材料制成的結(jié)構(gòu)、其余部位為塑料制成的結(jié)構(gòu)，各部位均防水密封。[0009]當采用該裝置進行地震勘探時，所述機動拖船相對于河水航行速度為O. 5 Im/ S，在機動拖船逆水航行時，通過電動機械震源拖魚對檢波器拖魚進行自動提拉和放纜，控 制檢波器拖魚在接收地震波時保持與水流同速漂，實現(xiàn)地震信號激發(fā)、檢波器拖魚串靜態(tài) 姿態(tài)準備、地震儀信號接收三者的程序化組合。[0010]本實用新型采用將地震檢波器內(nèi)置在一個或多個具有水聲放大效應、漂浮在水面 的檢波浮標內(nèi)的技術(shù)方案，該檢波浮標采用的是一種由多個檢波器拖魚組成的檢波器拖魚 串，激發(fā)震源采用具有連續(xù)擊發(fā)、自動提放檢波浮標的電動機械震源拖魚裝置。本實用新型 的檢波器和地震儀可直接使用一般陸地檢波器和常規(guī)工程地震儀，在山區(qū)河流、湖泊、淺海 進行地震反射、地震影像勘探，工作方式靈活、設(shè)備輕巧、工作效率高。由于采用了檢波器聚 能浮標和震源擊發(fā)前自動提拖檢波器串，大大消除和降低了波浪、運動水流的噪聲干擾，因 此本實用新型的地震信號分辨率高。本實用新型通過特制的檢波器拖魚和電動機械震源拖 魚，組成一套水上走航式地震勘探系統(tǒng)，根據(jù)實際確定系統(tǒng)主要參數(shù)，解決了內(nèi)陸河流、湖 泊和淺海工程地震勘探的技術(shù)問題。[0011]綜合以上，本實用新型的淺水面地震勘探航測裝置主要有以下優(yōu)點(1)檢波器 拖魚具有聚能效果，每個檢波器拖魚可安裝一至多個檢波器，提高了地震信號的可靠性；另 夕卜，可采用單個和多個檢波器拖魚串，選擇多種地震勘探方法，提高了工作效率；(2)地震 波激發(fā)采用電動拖魚，電動拖魚具有自動連續(xù)擊發(fā)，對檢波器串自動提拉和自動放纜，保 持檢波器拖魚在接收地震波保持與水流同速漂，有效地避免水流和船行時造成的噪聲干 擾；(3)檢波器拖魚串、電動機械震源拖魚和機動拖船組成的水上走式航式地震勘探系統(tǒng) 主要參數(shù)確定，可以獲得理想的檢測結(jié)果。其主要參數(shù)如下陸上檢波器自然頻率為20 100Hz、檢波器拖魚間距2 5m、電動機械震源拖魚采用220V電源控制功率500W、震源擊振 頻率O. 5 I H z、電動機械震源拖魚提升檢波器串長度lm、電動機械震源拖魚與檢波器偏 移距10m、機動拖船與電動機械震源拖魚距離5m、機動拖船相對于河水航行速度O. 5 Im/ s ；(4)工作時逆水航行、GPS定位、地震儀自動記錄。[0012]本實用新型成本低、技術(shù)先進、適用性強，可進行水上地震反射、地震影像勘探，工 作效率高，每天可完成IOkm剖面勘探外業(yè)工作。[0013]
[0014]圖1是本實用新型的地震勘探方法原理圖；[0015]圖2是本實用新型的檢波器拖魚平面示意圖；[0016]圖3是本實用新型的檢波器拖魚結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖4是圖3的A-A剖視圖；[0018]圖5是本實用新型的電動機械震源拖魚結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖6是圖4的A-A剖視圖。[0020]附圖中的標記為1-電動機械震源拖魚,2-檢波器拖魚串，3-發(fā)電機，4-機動拖 船，5-電纜，6-拖繩，7-地震儀，8-機械震源，21-檢波器，22-檢波器拖魚。
具體實施方式
[0021]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。[0022]先看圖1，圖1是本實用新型的淺水面地震勘探航測裝置的原理圖，從圖中可以看 至|J，本實用新型是通過機動拖船4航行在河流、湖泊或淺海的水面上，機動拖船4通過電纜5 拖動電動機械震源拖魚1，電動機械震源拖魚I通過拖繩6拖動著一串檢波器拖魚串2。機 動拖船4上設(shè)有地震儀7和發(fā)電機3，發(fā)電機3作為整個勘測系統(tǒng)的動力來源，而地震儀7 用于記錄地震信號反射波。看圖1 圖4，檢波器拖魚串2是由多個檢波器拖魚22通過串 聯(lián)組成的，每個檢波器拖魚22內(nèi)設(shè)有至少一個檢波器21?？磮D5、圖6，電動機械震源拖魚 I內(nèi)設(shè)有可以自動控制的機械震源8。該自動控制的機械震源8至少包括電源、控制箱、電 機、彈簧、盤線軸、連動軸、振錘和制動等部件，該機械震源8采用220V電源控制功率500W， 可實現(xiàn)振錘自動激振發(fā)射地震波信號，擊振頻率為O. 5 1Hz。[0023]看圖1，在進行水上走航式地震勘探時，通常水面下的地質(zhì)層分為河水層、細砂層、 礫石層和基巖地層等，通過電動機械震源拖魚I設(shè)置的震源發(fā)出地震射線，地震射線在遇 到各個地層后反射，被檢波器拖魚串2中檢波器21所接收，并將信號傳遞給機動拖船4上 的地震儀7，由地震儀7記錄數(shù)據(jù)并進行處理。[0024]當采用本實用新型的裝置進行地震勘探時，電動機械震源拖魚I可對檢波器拖魚 串2自動提拉和放纜；檢波器拖魚串2和電動機械震源拖魚I在機動拖船4拖動下逆水流 而行，并由設(shè)置在機動拖船4上的地震儀7進行地震波檢測。機動拖船4相對于河水航行 速度為O. 5 lm/s，并且通過電動機械震源拖魚I對檢波器拖魚串2的提拉和放纜，控制檢 波器拖魚22在接收地震波時保持與水流同速漂。[0025]另外，本實用新型的裝置中，檢波器拖魚串2中相鄰的檢波器拖魚22的間距為 2 5m。機動拖船4與電動機械震源拖魚I的距離為3 8 m。電動機械震源拖魚I與檢 波器拖魚串2的間距為8 12m。[0026]為保證本實用新型的檢波器拖魚22和電動機械震源拖魚I的可靠性，本實用新型 的檢波器拖魚22的外殼為高強度塑料制成的結(jié)構(gòu)。電動機械震源拖魚I的外殼底部為鋼 質(zhì)材料制成的結(jié)構(gòu)、其余部位為塑料制成的結(jié)構(gòu)，各部位均防水密封。[0027]本實用新型具體實施時，檢波器21采用20 IOOHz陸上檢波器，并有防水性能。 將檢波器21放置在檢波器拖魚22中，并且將多個檢波器拖魚22串聯(lián)成為檢波器拖魚串 2。根據(jù)電動機械震源拖魚I的結(jié)構(gòu)圖制作電動機械震源拖魚1，調(diào)節(jié)機械震源8的功率、程 序控制符合要求。連接檢波器21與機械震源8、地震儀7、發(fā)電機3，連接拖繩6和電纜5， 確認各部的距離參數(shù)，安裝GPS定位儀，確定測線的大致位置、方位，測定河水流速，保持逆 行。工作前先設(shè)置一般工作參數(shù)，在試驗河段進行試驗工作，測試和調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。正式工 作時，按試驗確定的參數(shù)進行系統(tǒng)調(diào)整、設(shè)置，依次按測線進行航測，記錄每條測線的地震 數(shù)據(jù)、測點GPS坐標，處理各測線的地震數(shù)據(jù)，形成地震反射剖面圖，計算水深、細砂層、礫 石層的厚度和埋深、基巖地層頂板深度。[0028]以上只是本實用新型的一個具體應用范例，本實用新型還有其他的實施方式，凡 采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本本實用新型所要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種淺水面地震勘探航測裝置，包括機動拖船(4)、地震儀(7)和檢波器(21)，地震儀(7)位于機動拖船(4)上，機動拖船(4)上設(shè)有發(fā)電機(3)，其特征在于所述機動拖船 (4)的后方水面上設(shè)有電動機械震源拖魚(1)，電動機械拖魚(I)通過電纜(5)與機動拖船(4)相連；在電動機械震源拖魚(I)后方水面上設(shè)置有至少一個由兩個以上的檢波器拖魚 (22 )組成的檢波器拖魚串(2 )，每個檢波器拖魚(22 )內(nèi)設(shè)有至少一個檢波器(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺水面地震勘探航測裝置，其特征在于所述檢波器拖魚串 (2)中相鄰的檢波器拖魚(22)的間距為2 5m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淺水面地震勘探航測裝置，其特征在于所述電動機械震源拖魚(I)內(nèi)設(shè)有可以自動控制的機械震源(8 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淺水面地震勘探航測裝置，其特征在于所述機動拖船(4) 與電動機械震源拖魚(I)的距離為3 8 m。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淺水面地震勘探航測裝置，其特征在于所述電動機械震源拖魚(I)與檢波器拖魚串(2)的間距為8 12m。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淺水面地震勘探航測裝置，其特征在于所述檢波器拖魚 (22)的外殼為高強度塑料制成的結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淺水面地震勘探航測裝置，其特征在于所述電動機械震源拖魚(I)的外殼底部為鋼質(zhì)材料制成的結(jié)構(gòu)、其余部位為塑料制成的結(jié)構(gòu)，各部位均防水密封。
專利摘要本實用新型公開了一種淺水面地震勘探航測裝置，該裝置是將檢波器(21)設(shè)置在檢波器拖魚(22)中，將多個檢波器拖魚(22)用線纜連接組成檢波器拖魚串(2)；采用電動機械震源拖魚(1)內(nèi)部設(shè)置的機械震源(8)激發(fā)地震波；電動機械震源拖魚(1)可對檢波器拖魚串(2)自動提拉和放纜；檢波器拖魚串(2)和電動機械震源拖魚(1)在機動拖船(4)拖動下逆水流而行，并由設(shè)置在機動拖船(4)上的地震儀(7)進行地震波檢測。該裝置可以確?？碧焦ぷ鞯牡卣鹦盘柕钠ヅ涠取⒎€(wěn)定性和可靠性，且該裝置工作方式靈活、設(shè)備輕巧、工作效率高，還可以消除和降低波浪、運動水流的噪聲干擾，地震信號分辨率高。
文檔編號G01V1/143GK202837561SQ20122051950
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者王波, 譚浩, 尹曜華 申請人:中國水電顧問集團貴陽勘測設(shè)計研究院