分体式检波器拖拽装置

技术领域

本发明涉及地质勘查技术领域，特别涉及分体式检波器拖拽装置。

背景技术

目前，中国经济高质量稳步推进，基础设施建设全面开展，高速铁路、大型机场、高速公路等大型公共基础项目的实施，有力的促进了地球物理探测技术在工程建设中的应用和发展。特别是地震探测技术，更是突破了传统地质勘查的范围，依靠勘测精度高，应用范围广的技术优势，在工程地质勘查中得到了广泛应用。

在项目的施工过程中，对于在硬化地表(混凝土和柏油路)的环境下进行地震探测施工时的主要技术特点：

1、根据地震探测技术设计要求，在满足分辨率前提下，设置地震检波器之间采集间距。间距的设置通常采用皮卷尺人工定位，根据定位标记，在皮尺对应的每个标记处依次安放检波器，并与主线缆接通。

2、检波器与地面接触部位，是地震设备的数据采集终端，与地面耦合效果直接决定地震数据采集的质量。对检波器常规的固定方法是采用快干石膏等粘合剂把检波器的针式接触器埋在硬化路面，待石膏硬化后达到与地面进行耦合固定目的。

3、完成前面的两项步骤之后，再把检波器依次连接到主电缆，主线缆再接通地震仪主机；主机开机后，首先检测每个检波器的接地效果，确认符合检测指标后进行首次数据采集工作。

4、一条测线的设计路线较长，通常无法单次采集完成，需要把包括主线缆和检波器在内的采集组合设备整体沿测线纵向移动，再次完成数据采集，依次滚动采集，最终完成整条测线的勘测工作量。

目前在实际工程施工中，由于勘测条件的改变，原有的地震采集设备并不能完全达到工程地质类勘查的技术要求，存在诸多有待改进方面。

在勘测深度方面的改变，由之前千米级别深度的矿产资源开发转向百米级别深度的浅层工程地质勘察，勘测深度的大幅度减小。在勘测广度方面改变，由之前动辄数公里的大范围大极距采集缩减为小范围小极距采集。在勘测目的方面改变，由传统的矿产资源开发类勘查转向浅层地质工程类勘察，例如山体滑坡等自然灾害治理，大型建筑物基础稳定性调查，地铁施工线路岩溶专项勘察等。这些条件的变化，都要求及时对地震设备的施工工艺流程设计和配套辅助工具做出相应调整和更新。

导致这些问题和缺点的原因：目前我们采用的地震设备是标准化通用型号，生产厂家提供的服务范围仅限于仪器工作性能的维护维修。而随着勘测广度、深度，以及勘测目的调整，厂家对于在施工中的遇到的具体问题，并不能提供专用辅助工具的定制服务。就地震设备中最常见的检波器而言，在矿产勘查施工中，通常采用的是长距离、大极距施工采集模式，工作量巨大，施工周期长；而工程类勘察却普遍采用短距离、小极距的施工模式，勘察范围小、针对性强，生产效率要求短平快。

在施工操作中，总结归纳如下典型问题：

检波器定位误差大，耗费时间长。依照现有施工技术方案，检波器间隔通常采用皮尺定位，检波器(采集终端设备)是独立的个体，检波器之间根据设计要求有一定的间隔；每根标准地震线缆有12个检波器，就需要逐个进行12次检波器定位。

检波器接地方式亟待改进。通用型的检波器采用的是针式耦合，适用于土质地面，而对于在硬化地表(混凝土和柏油路)的地面环境下进行检波器耦合就无法实现。采用针式接触器结合石膏硬化耦合方式，时间周期长，耦合效果差，检波器与地面的耦合效果是决定地震数据采集效果的重要因素。

循环滚动采集效率低。工程类勘察项目施工范围小、并且要求勘测准确度高；施工普遍采用短距离、小极距的工作模式，采集高效率同时并且机动性要强。目前采集设备包括；地震仪(主机)一台、主线缆一根(12道)、检波器12个。全套的设备整体是柔性组合，移动时需要逐个移动检波器，并且要对单个检波器进行重复的间隔定位，人工成本高，劳动强度大，采集步骤过于繁琐，导致单次采集周期过长，无法实现高效率施工。

频繁拆装电缆与主机接头及多次开关机，影响设备使用寿命。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种分体式检波器拖拽装置。

该分体式检波器拖拽装置，包括若干主体骨架，主体骨架之间可折叠连接，主体骨架上定距开有安装检波器用的开孔，检波器通过盘式组件安装在主体骨架上。

主体骨架采用C型钢龙骨，主体骨架长度相等，各主体骨架的端部通过合页折叠式连接。具体地，主体板材借用宽74mm高46mm长4000mm的C型钢龙骨材料。板材用钢质龙骨板材，针对施工路面对装置的磨损，增加强度和钢性。

进一步地，四到六个主体骨架通过固定式合页折叠式连接组成为一套单体装置，相邻两套单体装置之间通过开口式合页配合柱销可拆卸折叠连接。

进一步地，所述盘式组件包括圆盘钢板及穿过主体骨架上开孔的连接柱，连接柱穿过开孔后与检波器连接，圆盘钢板与主体骨架之间设有控制连接时产生的浮动间隙用的调节螺母。

进一步地，主体骨架的端部设有吊扣，吊扣通过螺栓或者焊接固定在主体骨架的端部。

进一步地，主体骨架的端部内侧紧卡有加固块。

进一步地，还包括检测用的线缆，线缆通过自粘式捆扎带绑固在主体骨架内。

综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：

针对目前地震工程类勘测设备，量身定做了专用配套的施工装置，为快速、精准进行地震采集作业提供了解决方案。

1.解决了检波器道距间隔控制不稳定问题，并提供了多种检波器道距组合方案。

2.改变了传统检波器的针式结构，创造性采用圆盘接地方式，灵活机动作业。

3.采集装置结构紧凑，整体性强，操作的标准化对于施工效率有大幅度的提高。

4.检波器的使用数量可灵活组合，以适应不同地震勘测方法的应用。

附图说明

图1为相邻两主体骨架连接结构视图。

图2为盘式组件结构视图。

图3为防丢销柱结构视图。

图4为固定式合页结构视图。

图5为开口式合页结构视图。

图中：

1主体骨架，2检波器，3加固块，4吊扣，5固定式合页，6开口式合页，7柱销，8连接柱，9圆盘钢板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

针对现有技术中的技术问题，本检波器分体式拖拽装置设计，总结大量的施工案例经验，针对特殊的硬化地表施工环境提出解决方案。

1.通过设置固定间隔尺寸提高检波器2的定位精度，并兼具可调式间隔组合方式。

2.采用直径100mm铁质圆盘连接检波器2，代替针式耦合方式，解决检波器2与地面耦合问题；铁质圆盘质量略重，通过焊接螺栓与检波器2紧密连接，方便移动，接地效果好。

3.整体拖拽装置骨架采用刚性材料固定检波器2，分段折叠方式便于收纳，整体表现为半刚性组合，解决了检波器2分散操作的问题，检波器2变为固定组合模式，全面提升施工效率，使数据采集工作更加标准化，规范化，高效率。

如图1所示，具体地，该分体式检波器2拖拽装置，包括若干主体骨架1，主体骨架1之间可折叠连接。折叠方式把单个主体骨架1长度限定在1250mm长度，收纳后整体小巧紧凑的的设计外观，解决了施工运输过程中占用空间大的问题。针对检波器2耦合问题，采用直径100MM铁质圆盘接地装置，替代针式接地装置，检波器2间距采用以500MM为基础单位的等距离间隔。分体式拆装连接，还具备无限连接的功能；如果工作量很大，测线又长，可根据测线设计的长度和工作范围，进行单体装置的无限连接复制(每个单体装置是四个到六个1250mm骨架的组合)，从而让施工效率大幅度提高，并并同时保证采集数据的质量不变。

主体骨架1上定距开有安装检波器2用的开孔，检波器2通过盘式组件安装在主体骨架1上。

主体骨架1采用C型钢龙骨，主体骨架1长度相等，各主体骨架1的端部通过合页折叠式连接。制作材料的选择对于解决施工装备如何轻量化问题很重要。物探勘测工作施工条件恶劣，多数位于正在施工的作业区或交通流量大的道路、广场等，采用人工操作的方式决定了如何使设备整体重量轻，便于携带和快速移动是重点考虑解决的问题。主体骨架1采用壁厚1mm的C型钢质龙骨材料，其兼顾轻量化的同时还具备一定的刚性。

四到六个主体骨架1通过固定式合页5(图4)折叠式连接组成为一套单体装置，固定式合页可以安装在主体骨架的背面。相邻两套单体装置之间通过开口式合页6(图5)配合柱销7(图3)可拆卸折叠连接，开口式合页安装在主体骨架端部的侧面。

如图2所示，盘式组件包括圆盘钢板9及穿过主体骨架1上开孔的连接柱8，连接柱8穿过开孔后与检波器2连接，圆盘钢板9与主体骨架1之间设有控制连接时产生的浮动间隙用的调节螺母。检波器2的接地方式是重点解决的问题，检波器2与地面的耦合效果是决定地震数据采集效果的重要因素。通过对不同硬化路面的实验效果对比，最终选择厚度10mm,直径100mm的Q235材料的圆盘形状钢板，在装配检波器2后整体质量0.70kg左右。另外，把标准配置的针式接触器改用圆形钢板的设计，加大了接地面积，解决了在硬化路面接地方式的问题，并同时实现连续不间断采集，大大的提高了采集效率。

主体骨架1的端部设有吊扣4，吊扣4通过螺栓或者焊接固定在主体骨架1的端部。主体骨架1的端部内侧紧卡有加固块3，加固块3为嵌在主体骨架1内的木块。还包括检测用的线缆，线缆通过自粘式捆扎带绑固在主体骨架1内。

具体地选材及制作过程为：

以两套单体装置为例进行说明，材料配置：

a)主体板材选用:宽74mm高46mm长4000mm的C型钢龙骨材料。

b)固定式连接合页选用：宽35mm厚度2mm长100mm规格，用于单体装置1250mm主体骨架1之间的连接。

c)开口式连接合页选用：尺寸35mm乘100mm配合直径10mm柱销7使用，用于单体装置之间的拆装连接。

d)钻尾螺丝选用：尺寸40mm长，用于骨架柱头之间的内置加固块3连接。

e)检波器2连接螺丝选用：用于检波器2与铁质圆盘的连接。

f)调节螺母选用：用于圆盘与骨架之间连接时产生的浮动间隙控制，是对不平整路面条件下，保证铁质圆盘充分接地。

g)铁质圆盘钢板9选用：尺寸直径100mm，厚度8mm。用于替代原有针式接触器。

h)吊扣4和提引器选用:用于装置整体拆装时的辅助功能。

i)柱头连接木板(加固块3)选用：用于主体骨架1柱头内的加固。

1j)数字喷码选用：0-9一套，喷漆若干。用于标记检波器2的道数和距离。

k)捆扎带选用：用于检波器2之间富余线缆的捆扎，并固定与骨架C型槽内。

施工装备的相关技术要求。

设备为折叠式整设计，分体式拆装连接，还具备无限连接的功能。单体装置四个到六个1250mm的主体骨架1之间，使用固定式合页5进行连接；单体装置之间使用开口式合页6配合销柱连接，拆装组合方便，检波器2根据采集间距设计可灵活调整。

1)一个单元组合装置由六个1250mm骨架组成。

2)单元组合装置之间采用可拆卸组合，根据施工要求无限组合。

3)检波器2间距最小设计间距500mm。

4)检波器2间距采用以500MM为基础单位的等距离间隔。

5)检波器2与地面的耦合设置采用直径100MM铁质圆盘。

分体式拖拽装备在施工项目中的安装和使用方法。

1)根据施工设计的要求，设置地震采集主线缆的道距，选择主拖板的预设孔位，等距离设置检波器2，并替换针式接触器为铁质圆盘接触器。

2)捆扎检波器2之间的富余线缆，并固定在C型线槽内，以避免拖拽磨损。

3)连接检波器2和铁质圆盘接地装置，并调整好螺母的间隙，满足铁质圆盘接地要求。

4)安装牵引器，施工时用与动力或人力整体匀速拖拽前行。

上述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩入本发明权利要求书所确定的保护范围内。