一种微测井落重锤震源的制作方法

本技术涉及到一种地震探勘，具体涉及到一种微测井落重锤震源。

背景技术：

1、在地震勘探中，近地表地质结构调查至关重要，它既关系到能否为地震资料采集激发因数的选择提供可靠依据，也关系到能否为资料处理提取可准确的静校正量，还能获取地层对地震波的吸收衰减量，也就是地层品质因子q值，用于补偿高频地震信号，提高地面地震剖面分辨率。微测井技术被认为是获取以上参数最为有效的技术方法。微测井常用的资料采集方法是在地面激发地震波，在井中不同深度用检波器接收，获取地震波的初至时间，经过井源距校正得到垂直时间，拟合时深曲线，得到地层中垂向速度和分层厚度，同时利用不同深度的初至波频谱及时间，估算地层q值。

2、地面激发，震源选择方式灵活，可用炸药震源和非炸药震源。炸药震源激发能量强，但雷管及炸药的购买、储存、运输、使用等管控严格，审批手续复杂，周期长。非炸药震源主要有电火花、空气枪、重锤等。非炸药震源存在不足：如电火花震源，需配备发电机、高压充电设备，成本高、搬运困难，还存在随机延迟问题；空气枪震源必须在水中激发，装置搬运困难。针对所需激发能量较小的微测井施工，现有技术的《一种地震勘探野外微测井施工的专用激发装置》，专利号202322299613.7，采用了可燃气作为激发能量，避免了民爆物品的管控限制，因在水中激发，激发一致性较好。但燃爆室必须密封，只能在水中激发，而且激发能量不足，不能适应地层介质疏松、低降速层厚的黄土塬、沙漠等近地表条件下的微测井生产。

3、此外，现有落重式震源虽结构简单，但在激发过程中，重锤易产生摆动，导致撞击点偏移和撞击角度不垂直，严重影响了地震子波的一致性，降低了微测井资料的精度和可靠性。

4、综上所述，现有技术中存在的问题：1、采用炸药震源进行地面激发时，因炸药管控严格等问题，严重影响微测井地面激发施工进度。2、采用非炸药震源进行地面激发时，存在设备成本高、适用范围低的问题。3、现有机械式落重震源缺乏有效的导向与对中机制，激发子波一致性难以保证。为了解决现有技术中存在的问题，特提出本案予以解决。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种微测井落重锤震源，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

3、一种微测井落重锤震源，包括三脚架，三脚架上端可拆卸固定连接有顶端圆盘，顶端圆盘中心转动连接有安装架，安装架上转动连接有定滑轮，三脚架上可拆卸固定安装有提升装置，提升装置与钢丝绳一端连接，钢丝绳另一端绕过定滑轮上端后与脱钩器连接，脱钩器的挂钩上挂设有球形的落重锤，顶端圆盘下方同心设置有定位圈，定位圈位于定滑轮下方，钢丝绳贯穿定位圈，定位圈的内径小于落重锤的球径。

4、还包括安装在落重锤下方地面上的撞击垫板，撞击垫板一侧的地面上放置有触发检波器。触发检波器与地震仪电性连接。

5、作业时，通过提升装置驱动脱钩器和落重锤提升。在此过程中，落重锤与定位圈接触后，由于定位圈的内径小于落重锤的球径，落重锤与定位圈接触后，能有效约束并使得落重锤居中，从而抑制落重锤在空中摆动，确保落重锤释放瞬间的垂直度。操作人员通过脱钩器释放落重锤。落重锤在重力作用下，做自由落体运动，最终垂直、准确地撞击地面上的撞击垫板并产生一个能量集中、重复性高的地震波信号。该撞击同时引起放置在撞击垫板附近的触发检波器振动并产生电信号，以此触发地震仪启动记录，完成微测井资料的采集。

6、具体的，所述顶端圆盘外缘圆周均布固定有三个上耳板，三脚架上方的三个连接端分别与三个上耳板连接，上耳板上均开设有上穿孔，三脚架上方的连接端上均开设有安装孔，上穿孔与安装孔一一对应，螺栓贯穿相对应的上穿孔和安装孔，螺栓上螺纹连接有螺母。

7、具体的，所述定位圈上端固定有与上耳板对应的下耳板，下耳板上均开设有下穿孔，相对应的下耳板与上耳板通过支杆连接，支杆一端开设有圆孔，销钉贯穿圆孔和下穿孔，支杆另一端开设有长孔，长孔的长度方向与支杆的长度方向平行，螺栓贯穿长孔，螺母压紧支杆。

8、具体的，所述提升装置为手动绞盘，手动绞盘的输出轴上固定有收绳轮，钢丝绳与收绳轮固定连接，手动绞盘的输入轴上固定有摇把，手动绞盘的输入轴与输出轴的传动比为10∶1，手动绞盘能够自锁，手动绞盘通过u型金属连接件及紧固螺栓安装在三脚架上。

9、具体的，所述脱钩器的触发杆与牵引绳连接。

10、具体的，所述落重锤上端固定有吊钩，脱钩器的勾部钩挂在吊钩上。

11、具体的，所述落重锤为球形金属质量块，定位圈为刚性圆环。

12、具体的，所述触发检波器与撞击垫板边缘之间的距离为2cm-4cm。

13、具体的，所述撞击垫板为刚性板，撞击垫板下端固定有多个固定钉。

14、具体的，所述三脚架下方的支撑端上均焊接固定连接有一个锁扣，环形的铁链贯穿三个锁扣，三脚架的支撑端展开后铁链被拉紧。

15、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

16、1、本实用新型结构简单，成本低廉，所有部件均为常规机械零件，加工制造容易，无需复杂液压或电子系统，总体制造成本和维护成本低。

17、2、三脚架可拆卸，总重量轻，可由人员在复杂地形中轻松搬运和快速组装，特别适用于车辆无法到达的黄土塬、沙漠、山地等区域。

18、3、通过更换不同质量（如50kg, 100kg, 150kg）的落重锤，可根据勘探深度需求线性调整撞击能量（e = mgh），实现从浅层到中深层微测井的激发。

19、4、由于采用了可调式定位圈作为垂直居中对中机构，在落重锤脱钩前能够对其进行强制对中，确保了每次释放的初始条件一致，结合稳固的撞击垫板，保证了每次都是垂直撞击，极大限度地消除了侧向摆动带来的子波畸变。同时，重锤的自由落体运动具有极高的可重复性。这两点共同保证了激发产生的地震子波形态高度一致，为后续高精度资料处理提供了可靠的震源基础。

20、5、脱钩器的触发杆与牵引绳连接，触发机构允许操作人员在距震源点数米外安全操作，避免了传统锤击可能带来的伤害风险。

21、6、通过调整支杆可调节定位圈的高度，能够精确控制落重锤的提升高度，可根据勘探深度需求线性调整撞击能量，实现从浅层到中深层微测井的激发。

1.一种微测井落重锤震源，包括三脚架(1)，三脚架(1)上端可拆卸固定连接有顶端圆盘(3)，其特征在于，顶端圆盘(3)中心转动连接有安装架(301)，安装架(301)上转动连接有定滑轮(4)，三脚架(1)上可拆卸固定安装有提升装置，提升装置与钢丝绳(201)一端连接，钢丝绳(201)另一端绕过定滑轮(4)上端后与脱钩器(5)连接，脱钩器(5)的挂钩上挂设有球形的落重锤(7)，顶端圆盘(3)下方同心设置有定位圈(6)，定位圈(6)位于定滑轮(4)下方，钢丝绳(201)贯穿定位圈(6)，定位圈(6)的内径小于落重锤(7)的球径；还包括安装在落重锤(7)下方地面上的撞击垫板(8)，撞击垫板(8)一侧的地面上放置有触发检波器(9)，触发检波器(9)与地震仪电性连接。

2.根据权利要求1所述一种微测井落重锤震源，其特征在于，所述顶端圆盘(3)外缘圆周均布固定有三个上耳板(302)，三脚架(1)上方的三个连接端分别与三个上耳板(302)连接，上耳板(302)上均开设有上穿孔(3021)，三脚架(1)上方的连接端上均开设有安装孔，上穿孔(3021)与安装孔一一对应，螺栓贯穿相对应的上穿孔(3021)和安装孔，螺栓上螺纹连接有螺母。

3.根据权利要求2所述一种微测井落重锤震源，其特征在于，所述定位圈(6)上端固定有与上耳板(302)对应的下耳板(601)，下耳板(601)上均开设有下穿孔(602)，相对应的下耳板(601)与上耳板(302)通过支杆(12)连接，支杆(12)一端开设有圆孔(121)，销钉贯穿圆孔(121)和下穿孔(602)，支杆(12)另一端开设有长孔(122)，长孔(122)的长度方向与支杆(12)的长度方向平行，螺栓贯穿长孔(122)，螺母压紧支杆(12)。

4.根据权利要求1所述一种微测井落重锤震源，其特征在于，所述提升装置为手动绞盘(2)，手动绞盘(2)的输出轴上固定有收绳轮，钢丝绳(201)与收绳轮固定连接，手动绞盘(2)的输入轴上固定有摇把，手动绞盘(2)的输入轴与输出轴的传动比为10∶1，手动绞盘(2)能够自锁，手动绞盘(2)通过u型金属连接件及紧固螺栓安装在三脚架(1)上。

5.根据权利要求1所述一种微测井落重锤震源，其特征在于，所述脱钩器(5)的触发杆与牵引绳(501)连接。

6.根据权利要求1所述一种微测井落重锤震源，其特征在于，所述落重锤(7)上端固定有吊钩，脱钩器(5)的勾部钩挂在吊钩上。

7.根据权利要求1所述一种微测井落重锤震源，其特征在于，所述落重锤(7)为球形金属质量块，定位圈(6)为刚性圆环。

8.根据权利要求1所述一种微测井落重锤震源，其特征在于，所述触发检波器(9)与撞击垫板(8)边缘之间的距离为2cm-4cm。

9.根据权利要求1所述一种微测井落重锤震源，其特征在于，所述撞击垫板(8)为刚性板，撞击垫板(8)下端固定有多个固定钉。

10.根据权利要求1所述一种微测井落重锤震源，其特征在于，所述三脚架(1)下方的支撑端上均焊接固定连接有一个锁扣(10)，环形的铁链(11)贯穿三个锁扣(10)，三脚架(1)的支撑端展开后铁链(11)被拉紧。