以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)，屬于工程地震勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，本實(shí)用新型利用潛孔錘錘頭的高能量激發(fā)，代替電火花等能量較小的震源，保證接收到更遠(yuǎn)距離的地震信號；其次，地震成像方法中震源越接近目標(biāo)體，對目標(biāo)體反映的準(zhǔn)確度越高，潛孔錘逐漸向下鉆進(jìn)，錘頭相對地面更接近目標(biāo)體，因此這種孔內(nèi)震源激發(fā)的地震方法分辨率更高；更重要的是隨著潛孔錘的鉆進(jìn)，同時獲得了鉆孔周圍介質(zhì)的彈性波速度分布情況，根據(jù)地面情況可以任意布置檢波器，對鉆孔周圍覆蓋面積更大，且可形成三維圖像，表達(dá)更直觀。
【專利說明】以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工程地震勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種井地地震層析成像系統(tǒng)，具體涉及一種以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工程勘察中對于地層的劃分、巖體軟弱程度的識別多是采用地震勘探的方法，地震勘探方法可以反映出地下介質(zhì)的分層及巖體軟弱程度，在工程勘察中用來解決地質(zhì)分層、不良地質(zhì)體識別等問題，但在實(shí)際應(yīng)用中存在兩點(diǎn)問題:①工程地震勘察受造價及安全的考慮，很少采用炸藥震源，多采用大錘敲擊或電火花，因此能量較弱，故而探測距離較?。虎诘孛娴卣鸪上穹椒ㄕ鹪措x目標(biāo)體較遠(yuǎn)，相對井中震源方式這種方式分辨率較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供了一種以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]本實(shí)用新型的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)，包括設(shè)置在地表的地震檢波器和地震信號觸發(fā)器，與地震檢波器和地震信號觸發(fā)器連接的地震記錄儀；該系統(tǒng)還包括潛孔錘鉆機(jī)以及與潛孔錘鉆機(jī)連接用于鉆孔的鉆桿和連接在鉆桿端部的潛孔錘錘頭。
[0006]所述的鉆桿和潛孔錘錘頭在勘察區(qū)域的中心處鉆孔，地震檢波器以鉆孔為中心，成排地布置，形成多條測線。
[0007]所述的地震信號觸發(fā)器設(shè)置在鉆孔周圍半徑Im的范圍內(nèi)。
[0008]本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)思路如下:①以潛孔錘在孔中向下錘擊的能量為震源，在激發(fā)的時候準(zhǔn)確記錄錘頭激發(fā)深度，作為井地地震反演中炮點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)；②以鉆孔為中心在地面布置多條測線，根據(jù)勘察目的和要求配置測線長度和地震檢波器間距；③在潛孔錘鉆進(jìn)的后完成井地地震數(shù)據(jù)的觀測，室內(nèi)進(jìn)行初至?xí)r間拾取及反演成像，沿鉆孔形成三維速度分布圖像，反映鉆孔周邊一定范圍內(nèi)介質(zhì)的軟弱程度，然后進(jìn)行地質(zhì)分層、評價等工作。
[0009]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0010]本實(shí)用新型利用潛孔錘錘頭的高能量激發(fā)，代替電火花等能量較小的震源，保證接收到更遠(yuǎn)距離的地震信號；其次，地震成像方法中震源越接近目標(biāo)體，對目標(biāo)體反映的準(zhǔn)確度越高，潛孔錘逐漸向下鉆進(jìn)，錘頭相對地面更接近目標(biāo)體，因此這種孔內(nèi)震源激發(fā)的地震方法分辨率更高；更重要的是隨著潛孔錘的鉆進(jìn)，同時獲得了鉆孔周圍介質(zhì)的彈性波速度分布情況，根據(jù)地面情況可以任意布置檢波器，對鉆孔周圍覆蓋面積更大，且可形成三維圖像，表達(dá)更直觀。
【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1是本實(shí)用新型的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)的俯視圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像方法的流程圖；
[0014]圖4是本實(shí)用新型的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像方法的具體實(shí)施流程圖。
[0015]附圖中主要部件符號說明:
[0016]1:地震檢波器2:潛孔錘鉆機(jī)
[0017]3:鉆桿4:潛孔錘錘頭
[0018]5:地震信號觸發(fā)器6:地震記錄儀。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的聚合砂隧道專用吸聲板做進(jìn)一步說明。下述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而并非對本實(shí)用新型的限制。
[0020]圖1是本實(shí)用新型的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)的俯視圖。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的以潛 孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)，包括設(shè)置在地表的地震檢波器和地震信號觸發(fā)器，與地震檢波器和地震信號觸發(fā)器連接的地震記錄儀；該系統(tǒng)還包括潛孔錘鉆機(jī)以及與潛孔錘鉆機(jī)連接用于鉆孔的鉆桿和連接在鉆桿端部的潛孔錘錘頭。
[0021]所述的鉆桿和潛孔錘錘頭在勘察區(qū)域的中心處鉆孔，地震檢波器以鉆孔為中心，成排地布置，形成多條測線。
[0022]所述的地震信號觸發(fā)器設(shè)置在鉆孔周圍半徑Im的范圍內(nèi)。
[0023]本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)思路如下:①以潛孔錘在孔中向下錘擊的能量為震源，在激發(fā)的時候準(zhǔn)確記錄錘頭激發(fā)深度，作為井地地震反演中炮點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)；②以鉆孔為中心在地面布置多條測線，根據(jù)勘察目的和要求配置測線長度和地震檢波器間距；③在潛孔錘鉆進(jìn)的后完成井地地震數(shù)據(jù)的觀測，室內(nèi)進(jìn)行初至?xí)r間拾取及反演成像，沿鉆孔形成三維速度分布圖像，反映鉆孔周邊一定范圍內(nèi)介質(zhì)的軟弱程度，然后進(jìn)行地質(zhì)分層、評價等工作。
[0024]圖3是本實(shí)用新型的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像方法的流程圖。如圖3所示，利用本實(shí)用新型的井地地震層析成像系統(tǒng)成像的方法，包括:隨潛孔錘鉆進(jìn)獲取地震信號數(shù)據(jù)，構(gòu)建場地彈性波速度模型，對地震信號數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，輸出場地彈性波速度分布圖像，依據(jù)彈性波速度圖像進(jìn)行場地評價。
[0025]S1、隨潛孔錘鉆進(jìn)獲取地震信號數(shù)據(jù)
[0026]以潛孔錘錘頭為震源，地面接收地震信號，隨著潛孔錘的向下鉆進(jìn)，采集不同深度震源激發(fā)信號，最后形成不同深度震源激發(fā)下的地震信號數(shù)據(jù)；
[0027]S2、構(gòu)建場地彈性波速度模型
[0028]依據(jù)潛孔錘取芯結(jié)果，分析層位深度，判斷不同層位大致的彈性波速度，進(jìn)而建立場地內(nèi)的彈性波速度模型；
[0029]S3、對地震信號數(shù)據(jù)進(jìn)行反演[0030]在S2中的彈性波速度模型基礎(chǔ)上對S1中采集的地震信號數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，獲取場地彈性波速度分布情況；
[0031]S4、輸出場地彈性波速度分布圖像
[0032]依據(jù)S3中場地彈性波速度分布數(shù)據(jù)進(jìn)行場地彈性波速度圖像的繪制，添加工程、位置、高程等工程信息；
[0033]S5、依據(jù)彈性波速度圖像進(jìn)行場地評價
[0034]依據(jù)S4中生成的彈性波速度分布圖像進(jìn)行地質(zhì)分層以及場地評價工作。
[0035]圖4是本實(shí)用新型的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像方法的具體實(shí)施流程圖。如圖4所示，利用本實(shí)用新型的井地地震成像系統(tǒng)進(jìn)行成像的具體步驟包括:
[0036]潛孔錘機(jī)具安裝，開始鉆孔、孔口地震信號觸發(fā)器埋設(shè)、孔周圍地震檢波器布設(shè)、地震儀與檢波器、觸發(fā)器連接、隨潛孔錘鉆進(jìn)采集地震信號、依據(jù)地震信號形成初至?xí)r間數(shù)據(jù)文件、構(gòu)建場地彈性波速度模型、利用初至?xí)r間數(shù)據(jù)反演、判斷是否收斂、輸出場地彈性波速度分布圖像、依據(jù)速度圖像進(jìn)行場地評價。
[0037]Sn、潛孔錘機(jī)具安裝，開始鉆孔
[0038]在選定場地之后，進(jìn)行潛孔錘鉆機(jī)、鉆桿及潛孔錘錘頭的安裝，開始進(jìn)行鉆孔工作；
[0039]S12、孔口地震信號觸發(fā)器埋設(shè)
[0040]在鉆孔孔口周圍Im范圍內(nèi)埋設(shè)地震信號觸發(fā)器，以提示地震記錄儀何時開始接收地震信號；
[0041]S13、孔周圍地震檢波器布設(shè)
[0042]在鉆孔周圍成排地布設(shè)地震檢波器，形成多條測線；
[0043]S14、地震儀與檢波器、觸發(fā)器連接
[0044]將地震記錄儀與地震檢波器、地震信號觸發(fā)器連接；
[0045]S15、隨潛孔錘鉆進(jìn)采集地震信號
[0046]隨著潛孔錘的鉆進(jìn)，利用地震信號觸發(fā)器計時，利用地震記錄儀采集地震信號；
[0047]S16、依據(jù)地震信號形成初至?xí)r間數(shù)據(jù)文件
[0048]依據(jù)S15中采集的地震信號讀取初至?xí)r間，最終形成初至?xí)r間數(shù)據(jù)文件。
[0049]S2、構(gòu)建場地彈性波速度模型
[0050]根據(jù)潛孔錘取芯結(jié)果，分析層位深度，判斷不同層位大致的彈性波速度，進(jìn)而構(gòu)建場地內(nèi)的彈性波速度模型；
[0051]S3、利用初至?xí)r間數(shù)據(jù)反演
[0052]根據(jù)S16中形成的初至?xí)r間數(shù)據(jù)文件和S2中的場地彈性波速度模型，進(jìn)行反演；
[0053]S23、判斷是否收斂
[0054]判斷S3中反演是否收斂，如不收斂，則返回S2中，修改模型之后，重新進(jìn)行S3中的反演，直至收斂，收斂后則進(jìn)入S4。
[0055]S4、輸出場地彈性波速度分布圖像
[0056]根據(jù)S23中的結(jié)果，輸出圍繞鉆孔的三維彈性波速度分布圖像，并添加工程、位置、高程等工程信息，為后續(xù)地質(zhì)分層及場地評價工作使用。
[0057]S5、依據(jù)速度圖像進(jìn)行場地評價 [0058] 依據(jù)S4中輸出的彈性波速度分布圖像進(jìn)行地質(zhì)分層以及場地評價工作。
【權(quán)利要求】
1.一種以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)，包括設(shè)置在地表的地震檢波器(I)和地震信號觸發(fā)器(5 )，與地震檢波器(I)和地震信號觸發(fā)器(5 )連接的地震記錄儀(6 );其特征在于:該系統(tǒng)還包括潛孔錘鉆機(jī)(2)以及與潛孔錘鉆機(jī)連接用于鉆孔的鉆桿(3)和連接在鉆桿(3)端部的潛孔錘錘頭(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)，其特征在于:鉆桿(3)和潛孔錘錘頭(4)在勘察區(qū)域的中心處鉆孔，地震檢波器(I)以鉆孔為中心，成排地布置，形成多條測線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以潛孔錘錘頭為震源的井地地震成像系統(tǒng)，其特征在于:地震信號觸發(fā)器(5)設(shè)置在鉆孔周圍半徑Im的范圍內(nèi)。
【文檔編號】G01V1/42GK203616488SQ201320801591
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】趙廣茂 申請人:鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司