井下集成三分量節點式地震儀采集系統及其錨桿轉接裝置的制作方法

本發明屬于地球物理勘探技術領域，具體涉及一種煤礦井下集成三分量節點式地震儀采集系統。

背景技術：

我國煤礦采深正以平均每年10～25m的速度增加，在已探明的煤炭資源中，埋深在1000m以下的資源量占53％，千米深井條件極其復雜，地面勘探已經無能為力，因此煤礦井下勘探尤為重要。地震勘探是煤炭資源快速、精細勘查的主要和有效手段，發展高性能、輕便、易操作的礦井地震勘探儀器是目前面臨的主要問題。

礦井地震儀從防爆方式經歷了簡單外殼防爆和本質安全防爆；從采集方式經歷了光點式、集中式、分布式；從傳輸方式經歷了有線、無線和無纜存儲式。目前，本安有線遙測地震儀在礦井勘探中應用廣泛，但這種設備繁重，有大線、工作站、中繼站、電源等設備，工作程序繁雜，工作人員大部分工作時間都在井下，加大了人員的危險性。

現有的井下三分量檢波器是由三個單獨的單分量檢波器組成，每個單分量檢波器帶一段小線和一個接頭，卡接在大線上，大線末端與地震儀連接，三個單分量檢波器按照x、y、z不同方向固定在一個轉接裝置上，轉接裝置固定在煤壁或者頂板的預留出來錨桿上，這樣的三分量檢波器，工作人員在安裝時需要時時注意方向。

目前，井下使用的錨桿和檢波器的轉接裝置，均采用螺絲固定轉接裝置在錨桿上，若錨桿預留的過短，比如1-2cm，轉接裝置無法固定，即少一個觀測點，數據完整性不好；且螺絲固定需要攜帶專業的安裝工具，安裝費時費力。

技術實現要素：

本發明為了克服現有技術上的上述缺陷，提供了一種礦井集成三分量節點式地震儀采集系統。該系統構成簡單，由節點式地震儀、集成三分量檢波器、檢波器錨桿對接裝置三部分組成，并滿足防爆要求。整個系統徹底甩掉主機、大線，省去布線、查道等繁瑣的工作，克服了無線通信丟碼率、誤碼率等問題，解決了多個檢波器固定過程中的方向問題，也解決了錨桿預留過短造成無法固定檢波器的問題，形成了一套完整的礦井三分量節點式地震儀采集系統，總重量不超過5kg。整個系統輕便、易攜帶、易安裝回收，大大提高工作效率，減少井下工作時間，降低井下數據采集作業風險，提高人員安全性。

根據本發明的實施例，提供了一種用于煤礦井下集成三分量節點式地震儀系統的檢波器錨桿轉接裝置，包括帶開口的連接體和錐形固定螺帽(9)，連接體一端為棱柱形，用于連接所述地震儀系統的檢波器(2)，棱柱外壁上設置有與端面垂直的柱面，每個柱面上設置有螺孔，連接體一端為開口卡爪部分，用于連接錨桿(8)，所述開口卡爪部分具有用于抓持所述錨桿(8)的多個卡爪，每個卡爪之間留有空隙，其中，所述開口卡爪部分呈錐形，從棱柱一側到用于連接錨桿(8)的末端逐漸變細，其中，所述錐形固定螺帽(9)用于套接并緊固錐形卡爪。

本發明所述的集成三分量節點式地震采集系統，整個系統一個采集站、一個集成三分量檢波器、一個檢波器錨桿對接裝置；整個系統徹底甩掉主機、大線，省去布線、查道等繁瑣的工作，克服了無線通信丟碼率、誤碼率等問題，解決了多個檢波器固定過程中的方向問題，解決了錨桿預留過短造成無法固定檢波器的問題。整個系統輕便、易攜帶、易安裝回收，能夠大大提高工作效率，減少井下工作時間，降低井下數據采集作業風險，提高人員安全性。

附圖說明

圖1為根據本發明的實施例的礦井集成三分量節點式地震采集系統的煤壁側幫安裝示意圖；

圖2為根據本發明的實施例的地震采集儀的示意圖；

圖3為根據本發明的實施例的檢波器錨桿轉接裝置的示意圖；

圖4為根據本發明的實施例的檢波器錨桿轉接裝置的分解截面示意圖；

圖5為根據本發明的實施例的檢波器錨桿轉接裝置的分解示意圖。

具體實施方式

下面，結合附圖對技術方案的實施作進一步的詳細描述。

本領域的技術人員能夠理解，盡管以下的說明涉及到有關本發明的實施例的很多技術細節，但這僅為用來說明本發明的原理的示例、而不意味著任何限制。本發明能夠適用于不同于以下例舉的技術細節之外的場合，只要它們不背離本發明的原理和精神即可。

另外，為了避免使本說明書的描述限于冗繁，在本說明書中的描述中，可能對可在現有技術資料中獲得的部分技術細節進行了省略、簡化、變通等處理，這對于本領域的技術人員來說是可以理解的，并且這不會影響本說明書的公開充分性。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

圖1為根據本發明的實施例的礦井集成三分量節點式地震采集系統的煤壁側幫安裝示意圖。

如圖1所示，根據本發明的實施例的煤礦井下集成三分量節點式地震儀系統主要包括地震采集儀1、集成三分量檢波器2、檢波器錨桿轉接裝置3、u型卡槽4。

作為示例，節點式地震儀1為單站三分量，其功能有：支持“連續定時采集”和“單次觸發采集”工作模式；利用gps信號以及高精度時鐘芯片實現時間的精確同步；數據分散采集、集中回收，每個采集站接收放炮數據后自動存儲，再用專門的數據回收系統把所有放炮數據從采集站中取出來；外殼上的數據接口采用9芯航空插頭公頭，與集成三分量檢波器對接。

作為示例，所述地震采集儀1的操作面板上設有數據接口為9芯的航空插頭公頭5，其與集成三分量檢波器2的線纜6一端的航空插頭母頭7對接，用來傳輸采集數據。

作為示例，集成三分量檢波器3內置檢波器芯3只，縱波1只，橫波2只，均為28hz；檢波器引線采用6芯高強度全銅電纜，引線一端焊接9芯的航空插頭母頭，與地震儀1對接。

集成三分量檢波器2通過檢波器錨桿轉接裝置3及u型卡槽4被固定在煤壁預留的錨桿8上。

圖3為根據本發明的實施例的檢波器錨桿轉接裝置3的示意圖；圖4為根據本發明的實施例的檢波器錨桿轉接裝置的分解截面示意圖；圖5為根據本發明的實施例的檢波器錨桿轉接裝置的分解示意圖。

如圖3至5所示，轉接裝置3包括帶開口的連接體和錐形固定螺帽9兩部分，連接體一端的外壁上設置有若干個與端面垂直的柱面(例如，形成四棱柱)，每個柱面上均有螺孔，u型卡槽4固定時，要確保三角板向上，這樣可固定檢波器垂直向上；連接體另一端為開口卡爪(例如，六爪型)，每個卡爪之間有2mm的空隙，爪的長方向為錐形，即，錐形卡爪從棱柱一側到用于卡住錨桿8的末端逐漸變細，錐形卡爪的外壁有一段螺紋，錐形固定螺帽9用于套接錐形卡爪，錐形固定螺帽9的內壁具有相應的螺紋，用于將兩者對接固定，并在通過螺紋旋緊的過程中縮小每個爪子之間的空隙，使錐形卡爪收緊，達到緊扣錨桿的效果。例如，加內襯套后可固定直徑范圍為16-26mm的錨桿。

在連接時，錐形固定螺帽9提前套設在錐形卡爪上，錨桿8穿過錐形固定螺帽9并伸入錐形卡爪之后，轉動錐形固定螺帽9，旋緊螺紋，使錐形卡爪緊緊抓住錨桿8。

轉接裝置3另一端棱柱的四個柱面10均設有螺孔，u型卡槽4的u型端具有兩個平行板，預留兩個與兩個對立平行柱面10匹配的螺孔11、12(例如左右兩個柱面10)，利用兩個螺絲固定在柱面10上。u型卡槽4的后端有一個三角板13，三角板13上預留三個螺孔14至16與集成三分量檢波器2的三個尾椎17至19配套，再利用每個螺孔各自的上螺母20和下螺母21，緊固檢波器，這樣，u型卡槽卡在對接裝置兩個對立柱面上，通過螺絲固定，即可把集成三分量檢波器3固定于預留在煤壁或頂板的任意長錨桿上。

檢波器2的頂面可設有水平儀(例如，圓形水泡22)，可查看并調節檢波器的水平。可選地，能夠在上下兩個柱面10上固定檢波器2，只需要按照側幫固定的方法，擰松螺絲把轉接裝置3旋轉90°，再擰緊螺絲固定即可，這樣也能夠使檢波器垂直向上固定。

可選地，u型卡槽4的u型端除了左右固定板之外，也可具有上/下固定板，從而能夠更穩固地固定檢波器2。

圖2為根據本發明的實施例的地震采集儀的示意圖。

如圖2所示，節點式地震儀1可為單站三分量，無大線，采集數據后自動存儲，最后數據地面集中回收；無需通訊可同步采集，內置電池，功耗低、穩定性高、采樣率高、動態范圍大、可靈活無限擴展。另外，其可集成三分量檢波器，內置1只縱波檢波器芯，2只橫波檢波器芯，檢波器頻率均為28hz；底部帶3個尾椎，上端面裝有圓形水泡，用于指示檢波器水平，2個橫波檢波器方向在外殼表面用箭頭標出；側面帶1.5m線纜，線纜末端接航空插頭用于連接地震儀。

本發明主要具有以下特點：

[1]上述的地震儀采集系統中地震儀為節點式地震儀，無需大線、主機，無需通訊可同步采集，數據地面集中回收，功耗低、穩定性高、采樣率高、動態范圍大、可靈活擴展。

[2]上述的地震儀采集系統中地震儀為節點式地震儀，利用gps信號以及高精度時鐘芯片實現時間的精確同步。

[3]上述的地震儀采集系統中地震儀為節點式地震儀，外殼采用尼龍，數據接口為一個9芯的航空插頭公頭，與檢波器對接。

[4]上述的地震儀采集系統中的集成三分量檢波器，內置檢波器芯3只，縱波1只，橫波2只，帶3個尾椎。

[5]上述的地震儀采集系統中的集成三分量檢波器，上端面裝有圓形水泡，用于指示檢波器水平，2個橫波檢波器方向在外殼表面用箭頭標出。

[6]上述的地震儀采集系統中的集成三分量檢波器，外殼采用尼龍，引線采用6芯高強度全銅電纜，引線的一端焊接9芯的航空插頭母頭，與地震儀對接。

[7]上述的地震儀采集系統中的檢波器錨桿對接裝置，一端設置4個柱面，連底面，共5個面都設有螺絲孔，用于靈活固定集成三分量檢波器，每個絲孔內置鋼絲套，防止尼龍絲孔滑絲。

[8]上述的地震儀采集系統中的檢波器錨桿對接裝置，另一端有6個卡爪，卡爪之間的空隙為2mm，內部均為粗糙面防滑。

[9]上述的地震儀采集系統中的檢波器錨桿對接裝置，中間有一段外螺紋與錐形固定螺帽配套。

[10]上述的地震儀采集系統中的檢波器錨桿對接裝置，可固定在直徑范圍在16-26mm的錨桿上，能卡住預留在煤壁或者頂板上過短的錨桿。

[11]上述地震儀采集系統在固定集成三分量檢波器時，需要制作一個帶卡槽的尼龍板，尼龍板上預留三個絲孔和檢波器的配套。

最后，本領域的技術人員能夠理解，對本發明的上述實施例能夠做出各種修改、變型、以及替換，其均落入如所附權利要求限定的本發明的保護范圍。