專利名稱：多級(jí)三分量檢波器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于石油勘探的地震檢波器裝置，具體地說(shuō)是一種適用于小 井徑、可定向探測(cè)的多級(jí)三分量檢波器裝置。
背景技術(shù)：
目前，我們?cè)谑?、煤炭行業(yè)進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)時(shí)，傳統(tǒng)的多級(jí)三分量檢波器都存在定 向較為困難，或者體積較大，不方便運(yùn)輸，使用成本較高的問(wèn)題；特別是對(duì)于在小口徑勘測(cè) 井作業(yè)以及使用多級(jí)定向檢波器過(guò)程中，存在每只檢波器間的方向性難以控制、檢波器與 井壁間的耦合性能不好，以及檢波器的外形尺寸偏大等問(wèn)題；特別是當(dāng)井底下有泥漿等情 況時(shí)，普通三分量檢波器難以推送到預(yù)定檢測(cè)位置。國(guó)外有大型的測(cè)井設(shè)備，其特點(diǎn)是直徑 粗、重量大、施工操作和維護(hù)復(fù)雜，對(duì)施工井的要求非常嚴(yán)格和苛刻，需要施工井的井徑較 大。本申請(qǐng)人中國(guó)專利2008200205800公布了一種測(cè)井檢波器裝置，其一種氣控式的 單級(jí)測(cè)井檢波器裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作靈活，適宜在野外進(jìn)行快速、方便地單點(diǎn)測(cè)井 使用。隨著對(duì)微測(cè)井垂直地震剖面，這一地震觀測(cè)方法的深入研究和實(shí)踐，該類裝置仍存在 如下使用局限性(1)單級(jí)測(cè)井檢波器主體，決定了在使用過(guò)程中只能將該主體按一定規(guī) 律進(jìn)行逐點(diǎn)的單點(diǎn)采集，并重復(fù)推靠、重復(fù)激發(fā)震源、重復(fù)接受信號(hào)，然而重復(fù)激發(fā)的震源 信號(hào)能量不盡相同，所包含的各頻率也不盡相同，因此對(duì)于多次單點(diǎn)激發(fā)單點(diǎn)接收的地震 信號(hào)無(wú)法很好的反映該區(qū)域地質(zhì)的客觀情況；(2)由于采用軟提繩結(jié)構(gòu)，不能控制橫波分 量檢波器在井中的方向，無(wú)法確保橫波分量始終能與震源方向保持一特定夾角關(guān)系。因此， 最終處理的地震資料將不能完全反映實(shí)際的地質(zhì)構(gòu)造，也就無(wú)法準(zhǔn)確地分析相應(yīng)波場(chǎng)的傳 播和衰減規(guī)律。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種構(gòu)造簡(jiǎn) 單、合理，檢波器定位準(zhǔn)確，信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性高，具有良好的 定向性，以及與井壁間良好的耦合性的多級(jí)三分量檢波器裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種多級(jí)三分量檢波器裝置， 其設(shè)有若干個(gè)檢波器單元和推送桿，每個(gè)檢波器單元設(shè)有一筒狀主體，三分量檢波器安裝 在筒狀主體內(nèi)，檢波器單元之間通過(guò)鋼絲繩連接，通過(guò)鋼絲繩實(shí)現(xiàn)檢波器的提拉和收回，其 特征是所說(shuō)檢波器單元筒狀主體外側(cè)設(shè)有一彈性支撐臂，依靠彈性支撐臂彈力實(shí)現(xiàn)與井 壁的貼壁耦合，推送桿由若干節(jié)連接桿組合聯(lián)接而成，每節(jié)連接桿上設(shè)有一叉槽，叉槽與安 裝在彈性支撐臂上的支臂銷軸配合，實(shí)現(xiàn)向下定向推送檢波器單元。本實(shí)用新型所說(shuō)的筒狀主體內(nèi)還內(nèi)置安裝有模數(shù)轉(zhuǎn)換器。三分量檢波器分別在X、 Y、Z三個(gè)分量上拾取相應(yīng)的震動(dòng)信號(hào)，通過(guò)各自獨(dú)立的傳輸通道以模擬量信號(hào)輸出，模擬信 號(hào)分別經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)多路控制電路進(jìn)行串行輸出。數(shù)字量的信號(hào)輸出，避免了模擬量信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)的信號(hào)衰減和外界電、磁的干擾。本實(shí)用新型所說(shuō)的多級(jí)三分量檢波器通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器串行輸出的數(shù)字信號(hào)由防 水插頭與一根多芯電纜相連接，將信號(hào)傳輸給地面的地震儀器。多芯電纜既是電路電源線、 也是數(shù)字信號(hào)輸出線。所說(shuō)多芯電纜最好為20芯電纜。所說(shuō)防水插頭相應(yīng)地最好為20芯 公插頭和20芯母插頭。本實(shí)用新型所說(shuō)的每級(jí)檢波器單元筒狀主體中均安裝有呈笛卡爾坐標(biāo)系分布的 三分量檢波器機(jī)芯，其中一橫波分量與彈性支撐臂伸出方向一致。本實(shí)用新型可將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，提高三分量的抗干擾能力，同時(shí)所用 線纜數(shù)量也大為減少，將噪聲減少到最低，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性。通過(guò)防水插 頭的連接，大大提高了使用效率，同時(shí)對(duì)于維修檢測(cè)也提供了方便條件。檢波器單元筒狀主 體依靠彈性支撐臂彈力實(shí)現(xiàn)與井壁的貼壁耦合，有著良好的定向性，通過(guò)推送桿將多級(jí)三 分量檢波器送入井中，既有效的解決了檢波器在下送過(guò)程中位置的準(zhǔn)確定位，又解決了檢 波器下送過(guò)程中遇到井壁內(nèi)障礙而不能順利送入預(yù)定位置的問(wèn)題。在施工過(guò)程中可以根據(jù) 具體的施工需求來(lái)加減組裝的級(jí)數(shù)，每一級(jí)檢波器單元均具有良好的通用性，并可實(shí)現(xiàn)單 級(jí)獨(dú)立控制。對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、連接方便可靠，具有直徑尺寸小、小孔徑 適應(yīng)性強(qiáng)、連接拆卸方便的特點(diǎn)，大大降低了勘測(cè)成本。適用于石油地震勘探、地礦地質(zhì)以 及建筑工程等的測(cè)井檢波。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型單級(jí)檢波器單元示意圖；圖3是本實(shí)用新型推送桿單節(jié)連接桿示意圖。圖中1.鋼絲繩，2.環(huán)頭螺栓，3.端蓋，4.筒狀主體，5.多芯電纜，6.機(jī)芯，7.模 數(shù)轉(zhuǎn)換器，8.彈性支撐臂，9.防水插頭，10.推送桿，11.連接桿外接頭，12.連接桿內(nèi)接頭， 13.叉槽，14.支臂銷軸。
具體實(shí)施方式
從圖1、圖2、圖3中可以看出，本實(shí)用新型一種多級(jí)三分量檢波器裝置，其設(shè)有若 干個(gè)檢波器單元和推送桿10，每個(gè)檢波器單元設(shè)有一筒狀主體4，筒狀主體4為細(xì)長(zhǎng)圓柱形 結(jié)構(gòu)，其上部連接有端蓋3，端蓋3上連接一環(huán)頭螺栓2，筒狀主體4通過(guò)環(huán)頭螺栓2與鋼絲 繩1連接。這樣，檢波器單元之間通過(guò)鋼絲繩1連接，通過(guò)鋼絲繩1實(shí)現(xiàn)檢波器的提拉和收 回。三分量檢波器機(jī)芯6安裝在筒狀主體4內(nèi)。三分量檢波器機(jī)芯6密封安裝，呈笛卡爾 坐標(biāo)系分布。其中一橫波分量與彈性支撐臂8伸出方向一致。三分量檢波器用于從多方位 接收地震信號(hào)，并由防水插頭9與多芯電纜5相連接，將輸出信號(hào)傳輸給地面的地震儀器。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是所說(shuō)檢波器單元筒狀主體4外側(cè)設(shè)有一彈性支撐臂8，所說(shuō) 的彈性支撐臂8可以是一板簧，其用螺栓連接于筒狀主體4外側(cè)。依靠彈性支撐臂8彈力 實(shí)現(xiàn)與井壁的貼壁耦合。推送桿10由若干節(jié)連接桿組合聯(lián)接而成。本實(shí)用新型每節(jié)連接桿上通過(guò)焊接或螺釘緊固等方式剛性設(shè)有連接桿外接頭11、連接桿內(nèi)接頭12。前一節(jié)連接桿通過(guò)其連接桿外接頭11與后一節(jié)連接桿的連接桿內(nèi)接頭 12快速連接。每節(jié)連接桿上設(shè)有一叉槽13，叉槽13與安裝在彈性支撐臂8上的支臂銷軸 14配合，實(shí)現(xiàn)向下定向推送檢波器單元。連接桿依靠?jī)?nèi)外接頭進(jìn)行連接，連接桿內(nèi)接頭12 是一封閉圓管，圓管頂端開(kāi)有十字槽，兩根剛性連接桿連接時(shí)必須將帶有外接頭的連接桿 放平才能與另一根連接桿的內(nèi)接頭12對(duì)接，此時(shí)連接桿外接頭11沉入內(nèi)接頭12圓柱中， 然后將帶外接頭的連接桿旋轉(zhuǎn)成豎直狀態(tài)，連接桿外接頭11就被連接桿內(nèi)接頭12卡住，實(shí) 現(xiàn)快速連接；而要想拆開(kāi)連接必須再次將其中一根連接桿放平，才能將兩根連接連接桿拆 開(kāi)，實(shí)現(xiàn)快速拆卸。本實(shí)用新型推送桿10可根據(jù)實(shí)際深度做出更換調(diào)整，推送桿10組合完成后可以 在井中完成小角度的變向，如果勘測(cè)井出現(xiàn)深度方向有偏離情況，推送桿仍然可以將三分 量檢波器送到預(yù)定勘測(cè)位置。本實(shí)用新型所說(shuō)的彈性支撐臂8是一種推靠裝置，依靠彈性支撐臂8彈力來(lái)實(shí)現(xiàn) 與井壁的完全貼壁耦合，對(duì)三分量檢波器實(shí)現(xiàn)了定向的功能。所說(shuō)的彈性支撐臂8是一弧 形板簧。弧形板簧一端用螺栓連接于筒狀主體4外側(cè)，弧形板簧上通過(guò)焊接或螺釘緊固等 方式剛性連接一支臂銷軸14，支臂銷軸14與推送桿10的叉槽13形成可動(dòng)連接。當(dāng)對(duì)鋼 絲繩施加向上的拉力時(shí)，支臂銷軸13可以輕易地卡在推送桿10的叉槽13缺口中，此時(shí)對(duì) 剛性推送桿10施加壓力，不僅能使彈性支撐臂8板簧受力壓扁，利于下井運(yùn)動(dòng)，還能對(duì)筒狀 主體4的擺動(dòng)方向進(jìn)行可控干預(yù)，使得多級(jí)連接后的多個(gè)筒狀主體4均在一個(gè)可控的定向 范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)向下定向推送檢波器。如圖2、圖3所示，本實(shí)用新型支臂銷軸14與推送桿10 上的叉槽配合連接。由于叉槽13是向下開(kāi)槽，所以當(dāng)運(yùn)行到預(yù)定位置，需要向上提起推送 桿10時(shí)，其可以很自然地與支臂銷軸14脫離，實(shí)現(xiàn)推送桿的收回。本實(shí)用新型檢波器單元筒狀主體依靠彈性支撐臂彈力實(shí)現(xiàn)與井壁的貼壁耦合，有 著良好的定向性，通過(guò)推送桿將三分量檢波器送入井中，既有效的解決了檢波器在下送過(guò) 程中位置的準(zhǔn)確定位，又解決了檢波器下送過(guò)程中遇到井壁內(nèi)障礙而不能順利送入預(yù)定位 置的問(wèn)題。在施工過(guò)程中可以根據(jù)具體的施工需求來(lái)加減組裝的級(jí)數(shù)，每一級(jí)檢波器單元 均具有良好的通用性，并可實(shí)現(xiàn)單級(jí)獨(dú)立控制。 本實(shí)用新型筒狀主體4內(nèi)還內(nèi)置安裝有模數(shù)轉(zhuǎn)換器7，三分量檢波器分別在X、Y、 Z三個(gè)分量上拾取相應(yīng)的震動(dòng)信號(hào)，通過(guò)各自獨(dú)立的傳輸通道以模擬量信號(hào)輸出，模擬信號(hào) 分別經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)多路控制電路進(jìn)行串行輸出。數(shù)字量的信號(hào) 輸出，避免了模擬量信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)的信號(hào)衰減和外界電、磁的干擾。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器 7的具體組成、連接屬于公知技術(shù)，不再詳述。本實(shí)用新型可將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，提 高三分量的抗干擾能力。 本實(shí)用新型多級(jí)檢波器單元之間的信號(hào)傳輸由防水插頭9和多芯電纜5組成。防 水插頭9和多芯電纜5主要用于多級(jí)三分量檢波器單元之間的電氣連接。具體使用時(shí)，只 需將多芯電纜5的母插頭與下面一級(jí)的公插頭對(duì)接、將多芯電纜5的公插頭與上面一級(jí)的 母插頭對(duì)接，即可將下面一級(jí)主體的電源線、數(shù)字信號(hào)線與上一級(jí)的相應(yīng)接線相連，而當(dāng)使 用完畢之后只需斷開(kāi)公母插頭即可實(shí)現(xiàn)多芯電纜5與單級(jí)三分量檢波器裝置的快速分離， 便于存放、運(yùn)輸以及維修、維護(hù)使用。所說(shuō)多芯電纜最好為20芯電纜。所說(shuō)防水插頭相應(yīng) 地最好為20芯公插頭和20芯母插頭。這樣，所用線纜數(shù)量大大減少，將噪聲減少到最低，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性。通過(guò)防水插頭連接，大大提高了使用效率，同時(shí)對(duì)于維 修檢測(cè)也提供了方便條件。本實(shí)用新型具體推送操作過(guò)程是首先分別組裝推送桿10和多級(jí)檢波器單元。將 剛性連接桿進(jìn)行對(duì)接完成后，支臂銷軸14直接卡在剛性推送桿10的叉槽13中，然后進(jìn)行 推送操作，推送桿帶動(dòng)筒狀主體4以及彈性支撐臂8向井下運(yùn)行，推送桿既起到了推動(dòng)作用 同時(shí)又起到了定向作用。最后將三分量檢波器推送至井內(nèi)，到達(dá)檢測(cè)位置時(shí)，彈性支撐臂8 將三分量檢波器推靠到井壁上，實(shí)現(xiàn)了與井壁間的耦合。根據(jù)推送桿的標(biāo)定，到達(dá)井下預(yù)定 深度，而后向上提拉推送桿10，叉槽13與支臂銷軸14實(shí)現(xiàn)快速分離，將推送桿拉出井口。 而三分量檢波器依靠彈性支臂推靠在井壁上。檢波試驗(yàn)完成后，拖動(dòng)鋼絲繩1，將下井的三 分量檢波器單元依次拉出井口，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)三分量檢波器以及推送桿的下井和收回。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、連接方便可靠，操作、使用方便，具有直徑尺寸小，小孔徑適 應(yīng)性強(qiáng)，連接拆卸方便的特點(diǎn)，并且可定向施工和接收，大大降低了勘測(cè)成本。適用于石油 地震勘探、地礦地質(zhì)以及建筑工程等的測(cè)井檢波。
權(quán)利要求一種多級(jí)三分量檢波器裝置，其設(shè)有若干個(gè)檢波器單元和推送桿，每個(gè)檢波器單元設(shè)有一筒狀主體，三分量檢波器安裝在筒狀主體內(nèi)，檢波器單元之間通過(guò)鋼絲繩連接，通過(guò)鋼絲繩實(shí)現(xiàn)檢波器的提拉和收回，其特征是所說(shuō)檢波器單元筒狀主體外側(cè)設(shè)有一彈性支撐臂，依靠彈性支撐臂彈力實(shí)現(xiàn)與井壁的貼壁耦合，推送桿由若干節(jié)連接桿組合聯(lián)接而成，每節(jié)連接桿上設(shè)有一叉槽，叉槽與安裝在彈性支撐臂上的支臂銷軸配合，實(shí)現(xiàn)向下定向推送檢波器單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)三分量檢波器裝置，其特征是所說(shuō)的筒狀主體內(nèi)還內(nèi) 置安裝有模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)三分量檢波器裝置，其特征是多級(jí)檢波器單元之間由 防水插頭與一根多芯電纜相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)三分量檢波器裝置，其特征是所說(shuō)的多芯電纜為20芯 電纜，所說(shuō)防水插頭相應(yīng)地為20芯公插頭和20芯母插頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)三分量檢波器裝置，其特征是所說(shuō)的彈性支撐臂是一 弧形板簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)三分量檢波器裝置，其特征是所說(shuō)的每級(jí)檢波器單元 筒狀主體中均安裝有呈笛卡爾坐標(biāo)系分布的三分量檢波器機(jī)芯，其中一橫波分量與彈性支 撐臂伸出方向一致。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多級(jí)三分量檢波器裝置，其設(shè)有若干個(gè)檢波器單元和推送桿，每個(gè)檢波器單元設(shè)有一筒狀主體，三分量檢波器安裝在筒狀主體內(nèi)，檢波器單元之間通過(guò)鋼絲繩連接，所說(shuō)檢波器單元筒狀主體外側(cè)設(shè)有一彈性支撐臂，依靠彈性支撐臂彈力實(shí)現(xiàn)與井壁的貼壁耦合，推送桿由若干節(jié)連接桿組合聯(lián)接而成，每節(jié)連接桿上設(shè)有一叉槽，叉槽與安裝在彈性支撐臂上的支臂銷軸配合，實(shí)現(xiàn)向下定向推送檢波器單元。本實(shí)用新型構(gòu)造緊湊、連接方便可靠，操作、使用簡(jiǎn)便，具有直徑尺寸小，小孔徑適應(yīng)性強(qiáng)，連接拆卸方便的特點(diǎn)，并且可定向施工和接收，大大降低了勘測(cè)成本。適用于石油地震勘探、地礦地質(zhì)以及建筑工程等的測(cè)井檢波。
文檔編號(hào)G01V1/40GK201681163SQ20102019872
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者劉志田, 孫中心, 安峰, 宋加恩, 尚應(yīng)軍, 楊懷春, 武學(xué)兵, 王甲甲, 田殿倉(cāng), 申恒廣, 胡立新, 顏永安 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局地球物理勘探開(kāi)發(fā)公司;威海雙豐物探設(shè)備股份有限公司