一种移动式地震勘探装置及可拆卸式地震勘探作业线的制作方法

1.本发明属于环境勘探技术领域，具体涉及一种移动式地震勘探装置及可拆卸式地震勘探作业线。


背景技术：

2.地震勘探过程中检波器通过与软质或者硬质路面耦合获得地震波信息进而对深部目标体进行勘探，是一种间接勘探方法。目前市场上出现的传统地震勘探设备主要由线缆、检波器和主机构成，这些设备的整合度低，组装程序复杂，在工作中每完成一处勘探点的探测都需要拆卸并组装一次仪器，通常在长距离的探测中，一条测线可能有数百个勘探点，几十个检波器，多次拆卸和组装会极大的增加工作人员的劳动强度，降低工作效率，并且对探测设备造成损伤，影响探测精度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种移动式地震勘探装置，以解决在不同类型的路面进行地震勘探作业时需要频繁拆卸检波器，组装程序复杂，设备损耗大的问题。
4.本发明提供了如下的技术方案：一种移动式地震勘探装置，包括：绕轴旋转的框架；所述框架内安装不少于一个检波器，旋转所述框架使其中一个所述检波器位于检测位，所述检测位朝向路面；所述轴上安装定向导电滑环，旋转所述框架使所述定向导电滑环将所述检测位上的检波器与主机导通。
5.具体地，所述定向导电滑环包括导电弹片、绝缘弹片和定向弹片；所述绝缘弹片和定向弹片以同一圆周方向间隔地固定于所述轴上，所述定向弹片为导电材质；多个所述导电弹片分布于所述绝缘弹片外侧的同一圆周内，所述导电弹片之间绝缘，每个所述导电弹片与一个检波器电连接；其中，所述定向弹片位于所述检测位上，所述定向弹片、所述检测位上的导电弹片与主机之间电连接。
6.优选的，所述检波器包括用于在软质路面勘探的第一检波器，所述第一检波器插入软质路面后由第一弹性件向远离软质路面的方向施加复位拉力；所述框架内安装锁定机构，用于将所述第一检波器锁定于软质路面中，所述锁定机构从上方压紧所述第一检波器。
7.作为一种可选方案，所述锁定机构包括基座、第二弹性件和销块；所述基座固定于所述框架内，所述基座的内侧开槽；所述第二弹性件嵌入所述基座内且连接所述销块，所述销块滑动式安装于所述槽
内，所述销块的内侧伸出所述槽外。
8.优选的，所述销块的内侧壁顶部设有向外倾斜的坡面，所述第一检波器下行时向外挤压该坡面从而滑过该坡面。
9.优选的，所述第一检波器悬挂于一块滑板的下方，所述框架内设有导向槽，用于对所述滑板的上下移动导向，所述滑板可挤压所述坡面；所述第一弹性件的底部固定于所述滑板上。
10.优选的，所述销块的外侧固接铁柱，所述基座内安装电磁铁，所述电磁铁与信号接收天线电连接，所述信号接收天线与遥控器通信耦合；所述遥控器控制所述电磁铁通电以吸附所述铁柱向外移动，使销块脱离所述滑板实现解锁。
11.优选的，所述框架内由纵横交错的隔条形成多个镂空腔，一对所述第一检波器相背地安装于两个所述镂空腔内。
12.优选的，所述框架内相背地安装一对用于在硬质路面勘探的第二检波器，一对所述第二检波器与一对所述第一检波器呈十字形分布。
13.本发明的另一目的是提供一种可拆卸的地震勘探作业线，以解决勘探作业线的设备组装程序复杂，探测过程中需要频繁拆卸、设备损耗大、劳动强度高的问题。
14.可拆卸式地震勘探作业线包括导线管组、线缆接口以及所述的移动式地震勘探装置，每个导线管组上安装所述移动式地震勘探装置形成一个探测单元，相邻两个导线管组由所述线缆接口电连接，末端的导线管组连接主机形成一条勘探作业线；每个导线管组包括两根平行设置的导线管，两根导线管分别与所述轴的两端固接。
15.本发明的有益效果是：本发明移动式地震勘探装置中至少有一个检波器即可进行勘探，检波器之间互相独立。本发明在轴上安装定向导电滑环，定向导电滑环使主机与框架上的各个检波器之间的通断状态可控，旋转框架即可以使定向导电滑环将检测位上的检波器与主机导通，从而使用不同功能的检波器对根据路面情况进行地震勘探，例如可同时在硬质路面和软质路面进行勘探，具有较强的场地适应能力，切换效率高；有效解决了在软、硬路面条件下勘探时多次拔插检波器、频繁拆解组装整条测线造成的设备损耗等问题。
16.本发明的定向导电滑环分为两层结构，内层的绝缘弹片和一个定向弹片固定于轴上，定向弹片为导电材质；外层的多个导电弹片分布于同一圆周内，每个导电弹片通过子线缆与一个检波器电连接；定向弹片、检测位上的导电弹片与主机之间电连接。仅导电弹片连接子线缆，当内层固定，外层旋转时，有且仅有位于检测位的检波器与主机导通。此设计能够确保仅采集有效检波器的数据，避免所有检波器共同作用引起的干扰。
17.本发明的锁定机构在检测时将检测位上的第一检波器锁定于框架内，防止其回位，通过遥控对锁定机构解锁，操作简便、动作可靠。
18.本发明的可拆卸式二维地震勘探作业线主要由探测单元及主机构成，在实际测量中，将探测单元按顺序连接，形成一条探测线，测量深度及范围能够随着测量单元数目的增减而增减，满足不同测量范围、不同测量深度的探测要求。拼装而成的探测线具有轻量化、强度大的特点，满足操作人员手持导线管直接搬运的要求，也满足操作人员拖动测线移动的要求。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明的地震勘探作业线的一个探测单元结构示意图；图2是本发明的移动式地震勘探装置的主视结构示意图；图3是本发明的定向导电滑环的结构示意图；图4是本发明的定向导电滑环安装于框架上的示意图；图5是本发明的移动式地震勘探装置局部剖视结构示意图；图6是本发明的导线管线缆接口示意图。
20.图中标记为：1.移动式地震勘探装置；2.框架；3.隔条；4.镂空腔；5.第一检波器；6.第二检波器；7.开窗；8.探针；9.轴；10.检测位；11.定向导电滑环；12.导电弹片；13.绝缘弹片；14.定向弹片；15.子线缆；16.主线缆；17.第一弹性件；18.基座；19.第二弹性件；20.销块；21.信号线；22.槽；23.坡面；24.滑板；25.悬挂绳；26.导向槽；27.铁柱；28.电磁铁；29.导线管；30.线缆接口；31.公口；32.母口；33.限位环；34.连接管；35.延伸管。
具体实施方式
21.实施例1一种移动式地震勘探装置，用于探测不同类型的目标物，本实施例以探测软质路面和硬质路面的瞬时面波为例，但不限于上述类型，也包含本领域公知的其他类型。
22.如图1和图2所示，移动式地震勘探装置1包括一个框架2，该框架2内部由多根纵横交错的隔条3形成多个镂空腔4，一对第一检波器5相背地安装于两个镂空腔4内，另一对第二检波器6相背地安装于框架2上，第一检波器5和第二检波器6呈十字形分布。框架2的顶部和底部各设有一个开窗7，供第一检波器的探针8通过。
23.框架2中部沿前后方向安装一根轴9，轴9是固定的，框架2可以绕该轴9旋转，使其中一个检波器位于检测位10，检测位10是朝向路面的，检测位是起作用的检波器的位置，在本装置中为与路面耦合的那个检波器的位置。
24.如图3和图4所示，轴9上安装定向导电滑环11，定向导电滑环11的作用是控制检波器与主机之间的通断状态，旋转框架2使定向导电滑环11将检测位上的检波器与主机导通，其他检波器则不与主机导通。
25.具体地，定向导电滑环11包括导电弹片12、绝缘弹片13和定向弹片14。
26.三片绝缘弹片13和一片定向弹片14以同一圆周方向间隔地固定于轴9的外壁上，它们相对于导电弹片12而言位于内层，是固定不动的。定向弹片14为导电材质，定向弹片14位于检测位10，其连接子线缆15，子线缆15连接主线缆16，进而与主机连接。
27.四片导电弹片12位于外层，并且都在同一圆周内，各个导电弹片12之间绝缘，每个导电弹片12与一个检波器通过信号线21连接。外层的导电弹片12与框架2同步旋转，使位于检测位10上的导电弹片12与定向弹片14导通，使与该导电弹片对应的检波器与主机之间导通，实现信号的传输，而其他弹片之间则不导通。
28.如图2所示，还包括第一弹性件17，第一弹性件17的顶部安装于一根横向隔条上，第一检波器5工作时，它的探针8插入软质路面后，由第一弹性件17向远离软质路面的方向
施加复位拉力，便于检测完成后自动复位第一检波器17。第一弹性件17可选用拉伸弹簧。
29.框架2内安装锁定机构，用于将探针8锁定于软质路面中，防止第一检波器5在工作时反弹。锁定机构从上方压紧第一检波器5。
30.具体地，如图2和图5所示，锁定机构包括基座18、第二弹性件19和销块20。
31.基座18两两成对地固定于框架2的两根平行的纵向隔条上，基座18内设有弹簧腔，第二弹性件19安装于弹簧腔内，第二弹性件19可选用压缩弹簧，第二弹性件19的端部抵接销块20。基座18的内侧开槽22，与弹簧腔连通，销块20插入该槽22内，销块20可以左右滑动地安装于槽22内，自由状态下销块20的内侧伸出槽22外。
32.销块20的内侧壁顶部设有向外倾斜的坡面23，第一检波器5下行时向外挤压该坡面23，从而挤压销块20，将销块20缩入槽22内，然后第一检波器5滑过坡面23，插入软质路面内。
33.第一弹性件17的底部安装于一块滑板24上，第一检波器5由悬挂绳25安装于滑板24的下方，另外两根纵向隔条的内侧壁上设有对滑板24的上下移动进行导向的导向槽26，滑板24的两端分别伸入两个导向槽26内，滑板24向下移动时挤压销块的坡面23。
34.本装置远程控制销块20自动对第一检波器解锁。作为一种可选的实施方式，销块20的外侧固接铁柱27，铁柱27位于弹簧腔内，基座18内安装微型电磁铁，该电磁铁28由电池供电，电磁铁28与信号接收天线通断式电连接，信号接收天线与遥控器通信连接；遥控器向信号接收天线发射电信号，使电磁铁28通电以吸附铁柱27向外移动，使销块20脱离滑板24，滑板24在第一弹性件17的拉力作用下上行，实现远程解锁。
35.还可以使用其他的远程解锁方式，例如由遥控器控制微电机或者微气缸驱动销块向外移动等，不再赘述。
36.本装置用于软质路面的面波探测时，旋转框架2，将框架2内的其中一个第一检波器5转至检测位上，此时该第一检波器5在定向导电滑环11的作用下与主机连通，主机仅采集该第一检波器的数据。
37.然后向下压第一检波器5，将它的探针8插入软质路面内，其滑板24经过销块20时向外挤压销块20，滑过销块后，销块20在第二弹性件19的压力作用下向内侧复位，压在滑板24顶部，防止第一检波器5回位。
38.探测完毕后，使用遥控器控制销块20缩入基座18中，对滑板24解锁，第一检波器5在第一弹性件17的拉力作用下自动复位。
39.本装置用于探测硬质路面时，在第二检波器6下部涂抹石膏等耦合剂提高耦合效果；旋转框架2，将第二检波器6朝向路面，第二检波器6在定向导电滑环11的作用下与主机连通，主机仅采集该第二检波器的数据。
40.实施例2如图1所示，一种可拆卸式地震勘探作业线，包括导线管组、线缆接口30以及实施例1中的移动式地震勘探装置1，每个导线管组包括两根平行设置的导线管29，每个导线管组上安装一个移动式地震勘探装置1，形成一个探测单元。导线管组的导线管29内穿插主线缆，前后相邻两个导线管组的主线缆在线缆接口30处连接，位于末端的导线管组内的主线缆连接主机，形成一条勘探作业线。
41.此种勘探作业线可以整条测线同时移动或者拖动，免去了每测一条测线都需要拆
除装置重新安放的麻烦。
42.如图1和图6所示，线缆接口30位于导线管组的两端，导线管组的两端有互相配合的公口31和母口32，其中一端还设有限位环33。组装时先将两端的线缆接口对接，然后将公口31和母口32螺纹连接，施加扭力，限位环33抵接母口内壁，将两段导线管组迫紧形成刚性连接。本实施例的导线管组接头能够满足反复拆装、搬运、拖动的强度要求，并且具有相当的刚性。
43.两根平行的导线管29之间由一根连接管34连接，形成更稳固的h型结构。两根导线管29的下方固定安装竖直的延伸管35，两根延伸管35分别与轴9的两端固接。子线缆15的端部与定向滑片14电连接，子线缆15穿过延伸管35后进入导线管29内。
44.移动式地震勘探装置1的长度和高度相同，例如长、宽、高分别为0.25m、0.2m、0.25m，由于该勘探装置为对称结构，则每移动两个边长长度的倍数，即0.5m的倍数就可以进行下一勘探点的勘探，此设计能够满足绝大多数勘探中对点距的要求，并且在已知测量装置边长的情况下可以摆脱皮尺，直接使用勘探装置的边长进行测距。
45.本勘探作业线的使用方法为：选择的路面必须保证平直，不能有过大起伏；根据所需的探测深度组装设备，将连接完成的探测单元的中心点放置于勘探点位置，将探测单元连接主机、电源，将主机、电源等放在推车上，随勘探作业线移动而移动；移动时主机应和探测单元同时移动，防止接口断裂；搬运设备时，应至少有三人同时协作，避免设备组受力发生断裂；旋转框架2，根据路面软硬程度选择合适的检波器，检查检波器是否导通，开始测量；在每完成一次测量后触发解锁按键，检波器在解锁机构作用下自动回弹收回，解锁机构复位，将勘探作业线上的移动式地震勘探装置向后移动一定间距，进行下一勘探点的测量，移动间距根据测量的精度要求确定；当完成整条勘探作业线的测量后，整体移动设备组至下一条勘探作业线，重复上述步骤；当完成全部测量后拆除设备，整理收回。
46.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。