[发明专利]一种地震SH波三维勘探震源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种地震SH波三维勘探震源装置，属于地震、地质勘探技术领域。

背景技术

横波与纵波相比，具有速度低、频率低、波长短，且不受地下水影响的优点。因此，横波地震勘探可以达到纵波地震勘探所无法达到的分辨率和精确度，能更好的探测第四纪覆盖层厚度及其下伏基岩小构造。

横波有两种类型，一种是SV波，是指质点在包括射线在内的铅垂面内振动的横波，即质点的振动和波的传播射线都在通过测线的铅垂面内，水平检波器沿X方向布置；一种为SH波，是质点在水平面内振动的横波，波在射线平面内传播时，质点的振动在垂直于射线平面的水平面内振动，水平检波器沿Y方向布置。

当入射波为SH波时，只产生同类的反射和透射波，而不发生波形的转换，也就是所谓的自生波，主要是因为SH波的振动方向决定了它没有法线分量，只有位移分量。SH波经过界面的时候不产生转换波，在工程勘察中具有很大的优势。

利用可控震源激发地震波，是进行地震勘探的重要技术。因此发展一种可以控制产生地震波的频率、能量大小、波类型的震源，在地质勘察领域起着越来越重要的作用，特别是三维地震SH波的震源，对于开展SH波三维勘探起着决定性的作用。

发明内容

本发明的目的是在SH波勘探中，提供一种采用有针对的激发模式，能产生比较单一的地震SH波，适用于工程地质勘察，也可用于金属矿勘探的且比较轻便的SH波震源装置，以满足勘探的需求。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种地震SH波三维勘探震源装置，包括步进电机、伺服控制器组、传动轴、震源激震箱体，所述的步进电机内部自带编码器，编码器通过连接线与伺服控制器组电连接；步进电机的输出轴轴心通过轴承连接传动轴，传动轴随轴心转动，传动轴上安装有扇叶，扇叶与震源激震箱体的外盘连接；所述的震源激震箱体以步进电机的输出轴轴心为中心轴，震源激震箱体由上盖和内、外盘组成，上盖与外盘连接，所述的内、外盘底部均焊接有金属钉齿；步进电机的输出轴轴心穿过内盘的中心，在内盘底部的轴心末端焊接有金属的底锥，内盘底部的底锥和钉齿用于将装置固定于地面；步进电机通过传动轴驱动扇叶带动外盘、上盖围绕内盘转动，外盘转动使外盘底部的钉齿与地面之间产生切向的振动，产生各个方向的SH波。

所述的伺服控制器组包括信号发生器和伺服驱动器。

所述的激震箱体内、外盘底部的金属钉齿为对称均匀焊接的金属三棱椎体，内盘的钉齿比较外盘的密集，内盘通过钉齿和底锥插入地面增大装置和地面之间的摩擦力。

所述的激震箱体、传动轴和伺服控制器组组合安装的重量小于30KG。

所述的传动轴上安装的扇叶为对称设置的，扇叶上设有增加重量的固定栓。

本发明的地震SH波三维勘探震源装置内盘、外盘之间有一定的空隙，保证两个盘在旋转过程中不发生摩擦。激震箱体、步进电机、伺服驱动器和传动轴的重量小于30KG，总重量可以在扇叶的固定栓上对称增加，以适应不同的重量和能量需求。

本发明的装置激震箱体的内盘底部有较多的钉齿，能够很好地抓紧地面，外盘有一圈钉齿，相对内盘的钉齿数量较少，在传动轴的驱动下，扇叶带动外盘旋转，外盘旋转引起底部的钉齿与地面相切，产生剪切力，激发出SH波。

本发明的地震SH波三维勘探震源装置具有如下优点：

1、本发明是通过伺服控制器组控制并产生工作频率，因此其工作信号和基本特性可以人为控制，可以在设计震源扫描信号时避开干扰信号，提高自身信号的分辨率。

2、本发明的装置中激震箱体与步进电机间采用传动轴连接的方式，大大减少了激震箱体震动时与步进电机之间的互相干扰，提高了信号的分辨率。

3、本发明的装置为轻便小型可控震源组合装置，激震箱体、传动轴和伺服控制器组组合安装的重量小于30KG。装置采用模块式组装，运输方便，适用于地震勘探，金属矿勘探等地形复杂、车辆不易到达的地方，模块式组装方式便于拆卸和运输。

附图说明

图1为本发明的地震SH波三维勘探震源装置的结构正面剖视示意图。

图2为本发明图1中去掉上盖和电机上部的俯视示意图。

图3为本发明图1的底视示意图。

图4为本发明地震SH波三维勘探震源装置的工作流程图。

上述图中：1-传动轴、2-轴心、3-上盖、4-扇叶、5-固定栓、6-步进电机、7-编码器、8-伺服驱动器、9-信号发生器、10-内盘、11-外盘、12-底锥、13-钉齿。

具体实施方式