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地震计下井装置

阅读:515发布:2020-05-12

IPRDB可以提供地震计下井装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开了一种地震计下井装置,涉及井下地震观测技术领域。本发明的结构是:电缆(60)、扶正器(20)、外密封筒(40)和定位座(50)依次连接;应力解除器(10)安装在连接扶正器(20)一端的电缆(60)上;钢绳(70)连接于应力解除器(10)的应力卡爪(13)和扶正器(20)的滑块(24)上;在外密封筒(40)内设置有内密封筒(30),在内密封筒(30)内设置有井下地震计(00)。本发明能够降低地震计的运行噪音,提高地震计的分辨率;大大降低钻孔成本,为钻孔仪器的普及提供良好的技术支撑。,下面是地震计下井装置专利的具体信息内容。

1.一种地震计下井装置,包括井下地震计(00);其特征在于:设置有应力解除器(10)、扶正器(20)、内密封筒(30)、外密封筒(40)、定位座(50)、电缆(60)和钢绳(70);

其位置和连接关系是:

电缆(60)、扶正器(20)、外密封筒(40)和定位座(50)依次连接;

应力解除器(10)安装在连接扶正器(20)一端的电缆(60)上;

钢绳(70)连接于应力解除器(10)的应力卡爪(13)和扶正器(20)的滑块(24)上;

在外密封筒(40)内设置有内密封筒(30),在内密封筒(30)内设置有井下地震计(00);

所述的应力解除器(10)的结构是:

包括应力连接杆(11)、弹簧(12)、应力卡爪(13)和基板(14);

在基板(14)的上下两点分别连接有应力连接杆(11)和应力卡爪(13)的一端,应力连接杆(11)和应力卡爪(13)的另一端连接有弹簧(12);

所述的扶正器(20)的结构是:

包括固定轴(21)、扶正连接杆(22)、扶正卡爪(23)、滑块(24)和外密封筒盖(25);

在外密封筒盖(25)上端面中心垂直设置有固定轴(21),在固定轴(21)的上部套接有滑块(24),在滑块(24)的下圆块(241)周边等距离连接有3根扶正连接杆(22)的一端,在外密封筒盖(25)的上圆块(251)周边等距离连接有3根扶正卡爪(23)的一端,扶正连接杆(22)的另一端和扶正卡爪(23)的另一端通过螺钉连接;滑块(24)通过钢绳(70)和应力卡爪(13)连接。

说明书全文

地震计下井装置

技术领域

[0001] 本发明涉及井下地震观测技术领域,尤其涉及一种地震计下井装置。

背景技术

[0002] 地球科学是以观测为基础的多学科综合科学,如何提高观测的信噪比始终是观测研究中最重要的课题。在工业化、城市化、现代化高度发展的今天,各种交通、工业等人为噪声,周围环境温度的变化,气压波动以及地倾斜等都使仪器的零位漂移,造成记录上很大干扰。在地面上进行长周期地震观测,常常会带来严重的背景噪声干扰,影响正常的记录。为了尽可能地排除地面噪声干扰的影响,提高观测信噪比,近年来国内外地震观测台站开始从地面向地下深井发展,建立了大量深井观测台站并组成了深井观测台网。
[0003] 日本在1980年前后启动深井地震观测,到2000年已有22所深井观测台站,取得了仅有地面观测台网无法得到的高精度、高信噪比的地震观测材料,推动了地震预报方面的研究。由于井下观测具有深远的科学意义,自20世纪90年代以来,美国、德国、荷兰等国相继建立了井下长期观测台站,我国自90年代后期才开始进行相关井下仪器的研制,研制出井下短周期地震计,取得了一定的观测数据和研究成果。
[0004] 多年来安装仪器的经验表明,装在地下深处的传感器通常比安装在地面或者近地表的要稳定。这就是为什么那些防空洞,废弃的地下矿井经常被用作低噪声的地震台台址。但是,要建台的地方并不能总找到现成的洞体或深井。而钻孔为此提供了一个切实可行的解决方案,几乎在任何地方都可以将地震传感器装在深处。
[0005] 钻孔内是一个很稳定的运行环境,因为温度稳定,封闭钻孔内压力恒定,所以可以在钻孔内运行精密仪器。宽频带传感器的温度和压力变化是产生噪声的主要原因。为了把温度影响降低到可接受水平,安装在地表或地窖内的仪器要求有绝热措施。类似的,为消除压力引起的噪声,要求精心设计压力容器,尤其是垂直向长周期仪器。随着宽频带仪器的出现,考虑温度和压力影响变得更为重要。因为这类仪器受外界影响的敏感频率范围很宽,使其免受外界影响更困难。由于巨大的热物质和周围地球的惯性,中等深度的封闭钻孔能够提供极好的温度稳定性。而且,大多数地震钻孔内装有非常厚的钢套管,这种套管构成一个刚性容器,大大降低了钻孔内的大气压力变化。

发明内容

[0006] 本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足,提供一种地震计下井装置,使能够有效保证地震计顺利下井,实现仪器与井壁的良好耦合。
[0007] 本发明的目的是这样实现的:
[0008] 本装置包括井下地震计;
[0009] 设置有应力解除器、扶正器、内密封筒、外密封筒、定位座、电缆和钢绳;
[0010] 其位置和连接关系是:
[0011] 电缆、扶正器、外密封筒和定位座依次连接;
[0012] 应力解除器安装在连接扶正器一端的电缆上;
[0013] 钢绳连接于应力解除器的应力卡爪和扶正器的滑块上;
[0014] 在外密封筒内设置有内密封筒,在内密封筒内设置有井下地震计。
[0015] 本发明具有下列优点和积极效果:
[0016] ①能够降低地震计的运行噪音,提高地震计的分辨率;
[0017] ②大大降低钻孔成本,为钻孔仪器的普及提供良好的技术支撑。

附图说明

[0018] 图1是本发明的结构示意图;
[0019] 图2是应力解除器的结构示意图;
[0020] 图3是扶正器的结构示意图。
[0021] 图中:
[0022] 00—井下地震计;
[0023] 10—应力解除器,
[0024] 11—应力连接杆, 12—弹簧, 13—应力卡爪,14—基板;
[0025] 20—扶正器,
[0026] 21—固定轴,22—扶正连接杆,23—扶正卡爪,
[0027] 24—滑块, 241—下圆块;
[0028] 25—外密封筒盖, 251—上圆块;
[0029] 30—内密封筒;
[0030] 40—外密封筒;
[0031] 50—定位座;
[0032] 60—电缆;
[0033] 70—钢绳。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图和实施例详细说明:
[0035] 一、总体
[0036] 如图1,本装置包括井下地震计00;
[0037] 设置有应力解除器10、扶正器20、内密封筒30、外密封筒40、定位座50、电缆60和钢绳70;
[0038] 其位置和连接关系是:
[0039] 电缆60、扶正器20、外密封筒40和定位座50依次连接;
[0040] 应力解除器10安装在连接扶正器20一端的电缆60上;
[0041] 钢绳70连接于应力解除器10的应力卡爪13和扶正器20的滑块24上;
[0042] 在外密封筒40内设置有内密封筒30,在内密封筒30内设置有井下地震计00。
[0043] 二、功能部件
[0044] 1、应力解除器10
[0045] 如图1、2,应力解除器10包括应力连接杆11、弹簧12、应力卡爪13和基板14;
[0046] 其位置和连接关系是:
[0047] 在基板14的上下两点分别连接有应力连接杆11和应力卡爪13的一端,应力连接杆11和应力卡爪13的另一端连接有弹簧12。
[0048] 应力解除器10的功能是:
[0049] 将其上部电缆60的晃动干扰对井下地震计00的影响减到最小,保证井下地震计00的准确性。
[0050] 其工作机理是:在下井过程中,在钢绳70的作用力下,应力卡爪13向下拉伸弹簧12,使整个装置顺利下井;在整个装置下到井底后,钢绳70对应力卡爪13的作用力消失,此时应力卡爪13在弹簧12的作用力下向上拉动,最终卡住井壁,使应力解除器10固定不动,从而防止电缆60的晃动。
[0051] * 应力连接杆11
[0052] 应力连接杆11是一种长方形条块,其两端分别设置有左、右小孔,左小孔连接弹簧12的上端,右小孔通过螺钉连接基板14的上点。
[0053] 其功能是固定弹簧12的上端。
[0054] * 弹簧12
[0055] 弹簧12是一种通用的螺旋弹簧,其上下两端分别连接应力连接杆11和应力卡爪13的左端;
[0056] 其功能是连接应力连接杆11和应力卡爪13。
[0057] * 应力卡爪13
[0058] 应力卡爪13是一种长形条块,左端为斜面,其两端分别设置有左、右小孔,左小孔连接弹簧12的下端,右小孔通过螺钉连接基板14的下点;
[0059] 其功能是使整个装置下井后卡住井壁。
[0060] * 基板14
[0061] 基板14是一种长方形块,其上下两点分别设置有两个圆孔,分别连接固定应力连接杆11和应力卡爪13的右端;
[0062] 其功能是使应力解除器10固定在电缆60上。
[0063] 2、扶正器20
[0064] 如图1、3,扶正器20包括固定轴21、扶正连接杆22、扶正卡爪23、滑块24和外密封筒盖25。
[0065] 其位置和连接关系是:
[0066] 在外密封筒盖25上端面中心垂直设置有固定轴21,在固定轴21的上部套接有滑块24,在滑块24的下圆块241周边等距离连接有3根扶正连接杆22的一端,在外密封筒盖25的上圆块251周边等距离连接有3根扶正卡爪23的一端,扶正连接杆22的另一端和扶正卡爪23的一端通过螺钉连接;滑块24通过钢绳70和应力卡爪13连接。
[0067] * 固定轴21
[0068] 固定轴21是一种圆轴。
[0069] * 扶正连接杆22
[0070] 扶正连接杆22是一种长方形条块,其两端分别设置有上、下小孔。
[0071] * 扶正卡爪23
[0072] 扶正卡爪23是一种长形条块,一端为斜面,其两端分别设置有上、下小孔。
[0073] * 滑块24
[0074] 滑块24是一种上大下小的阶梯圆块,其中心设置有通孔,在下小圆块241的圆周上均匀设置有3个耳孔。
[0075] * 外密封筒盖25
[0076] 外密封筒盖25是一种小上下大的阶梯圆块,其中心设置有通孔,在上小圆块251的圆周上均匀设置有3个耳孔。
[0077] 扶正器20的工作机理是:滑块24可以在在固定轴21的纵向上下移动;下井过程中扶正器20的扶正卡爪23在弹簧力作用下收起,扶正卡爪23张开卡紧井壁,整个装置竖直扶正于地震观测井中央。
[0078] 3、内密封筒30
[0079] 如图1,内密封筒30为一种圆筒;
[0080] 内密封筒30的下端面和外密封筒40的内壁底面连接;
[0081] 内密封筒30的功能是:地震波通过定位座50和内密封筒30传递到井下地震计00的传感器。
[0082] 4、外密封筒40
[0083] 如图1,外密封筒40为一种圆筒;
[0084] 外密封筒40的上端面与扶正器20的底面连接,下端面与定位座50的上端面连接。
[0085] 外密封筒40的功能是:屏蔽井孔中气压、水压变化,使外界压力的变化不能传递到内密封筒30。
[0086] 5、定位座50
[0087] 如图1,定位座50是一种锥形体,固定在外密封筒40的下端面。
[0088] 定位座50的功能是:稳固整个装置的下部。
[0089] 6、电缆60
[0090] 如图1,电缆60是一种通用件;一端连接扶正器20,另一端接井上控制系统。
[0091] 电缆60的功能是:一是在装置下井时承担装置的重量,二是和井下地震计00连接。
[0092] 7、钢绳70
[0093] 如图1,钢绳70是一种通用件;一端连接应力解除器10的卡爪13,另一端连接扶正器20的滑块24;
[0094] 钢绳70的功能是:下井过程中,钢绳70在弹簧12的作用力下将扶正器的卡爪23收起。
[0095] 三、本装置的工作机理:
[0096] 应力解除器10安装在连接扶正器20一端的电缆60上,并将其上部电缆60的晃动干扰对井下地震计00的影响减到最小,保证井下地震计00记录的准确性;
[0097] 扶正器20安装在外密封筒40的上端,下井过程中扶正器20的卡爪23在钢绳70作用下收起,卡爪23张开卡紧井壁,整个装置竖直扶正于地震观测井中央;
[0098] 井下地震计00的传感器及其底座安装在内密封筒30内,然后与扶正器20和底部的定位座50连接,使地震波通过定位座50和扶正器20传递到井下地震计00的传感器;外密封筒40屏蔽井孔中气压和水压变化,使外界压力的变化不能传递到内密封筒30;本装置沿着井孔垂直插到井底;本装置的一个重要特性在于整个装置下井过程中并不需要调整定位座50的方向,在将本装置放到井下后,无论井下地震计00的传感器处于任何方向,可以通过在井上安装只有一个水平分向的井上地震计,并使其敏感轴方向指向地理的北南向或者东西向,通过井下地震计00的传感器两个水平方向记录的数据进行角度转换后,将井上与井下同方向的数据进行相干性分析,得到井下地震计00的与地理方位的角度差,将这个角度差带入到具有角度转换功能的数采。
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