本發(fā)明涉及地質勘探技術領域，尤其涉及一種檢波器和檢波方法及地震勘探儀器。

背景技術：

地質勘探是在對礦產普查中發(fā)現(xiàn)有工業(yè)意義的礦床，為查明礦產的質和量，以及開采利用的技術條件，提供礦山建設設計所需要的礦產儲量和地質資料，對一定地區(qū)內的巖石、地層、構造、礦產、水文、地貌等地質情況進行調查研究工作。2015年10月21日，國土資源部發(fā)布《中國礦產資源報告(2015)》顯示，2014年中國地質勘查投入1145億元。截至2014年年底，1∶5萬區(qū)域地質調查和1∶25萬區(qū)域地質修測面積分別占陸域國土面積的31.7％和61.7％。首次實現(xiàn)中國管轄海域1∶100萬區(qū)域地質調查全覆蓋。可見，地質勘探是國土資源管理的重要組成部分，也是地區(qū)資源能源開發(fā)的首要工作。

地質勘探中應用最廣泛、發(fā)展最快、效果最好的是物理勘探，簡稱“物探”，是以各種巖石和礦石的密度、磁性、電性、彈性、放射性等物理性質的差異為研究基礎，用不同的物理方法和物探儀器，通過分析、研究獲得的物探資料，推斷、解釋地質構造和礦產分布情況。主要的物探方法有地震勘探、磁法勘探、電法勘探和放射性勘探等。

其中，地震勘探是利用地下介質彈性和密度的差異，通過觀測和分析大地對人工激發(fā)地震波的響應，推斷地下巖層的性質和形態(tài)的地球物理勘探方法。地震勘探是鉆探前勘測石油、天然氣資源、固體資源地質找礦的重要手段，在煤田和工程地質勘查、區(qū)域地質研究和地殼研究等方面，也得到廣泛應用。

地震勘探通常采用地震勘探儀器進行勘探。地震勘探儀器由檢波器、放大系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)3部分組成。其中，檢波器可直接拾取地震振動﹐并將振動轉換成能為儀器記錄的能量形式。

然而現(xiàn)有的檢波器大部分為不可相對運動的整體，需要人工固定進工作位置，且易受工作區(qū)地形地貌和地表構造影響，具體如下：

1、目前的檢波器大多數(shù)為相對固定的整體，供電線和數(shù)據傳輸線也固定連接在檢波器上，對于某些工作區(qū)域的特殊、復雜工況無法開展施工和勘探；

2、檢波器工作時需要下部與地表土壤充分接觸，才能有效檢出波動信號，最大程度接收所有的波動能量；但目前的檢波器由于下部為較粗的圓柱體，頭部為高度較低的圓錐形，很難一次性插入表土，插入地表土后也很容易表土松弛而產生無法正常工作或檢測效率低等問題；

3、對于凍土、較堅硬的地表土或其他類似工作區(qū)，檢波器的安放、以及檢波器與地表土的充分接觸往往有很大難度、受到很大限制。需借助其他工具如鏟子、鉗子提前挖出工作區(qū)域，但又容易產生檢波器不能很好的與原始地質條件相耦合接觸。

因此，對于檢測效率高、且便于安置到地表土等工作區(qū)中的檢波器的研發(fā)和使用是十分必要的。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供檢波器和檢波方法及地震勘探儀器，以解決現(xiàn)有技術中存在的檢波器檢測效率低、不容易安置到工作區(qū)中的技術問題。

本發(fā)明提供的檢波器，包括動力裝置、檢波元件和檢波頭；所述檢波頭包括相對應的首端和尾端；

所述動力裝置的輸出軸驅動連接所述檢波頭的首端，以使所述檢波頭繞自身的軸線轉動；所述檢波元件外套在所述動力裝置的輸出軸上，用于檢測所述檢波頭的波動信號；

所述檢波頭的表面設置有凹槽，所述凹槽沿所述檢波頭的軸線呈螺旋線，并在所述檢波頭的尾端開口。

進一步地，所述動力裝置包括電動機和連接器；所述連接器的一端固定連接所述檢波頭的首端，另一端固定外套有所述檢波元件；

所述電動機的輸出軸驅動連接所述連接器，以使所述檢波頭隨所述連接器繞所述檢波頭的軸線轉動。

進一步地，沿所述連接器的軸向，所述連接器包括第一連接部和第二連接部；所述第一連接部的截面面積小于所述第二連接部的截面面積；

所述檢波元件固定外套在所述第一連接部的外圓周；

所述檢波頭固定插接在所述第二連接部的凹槽內。

進一步地，所述動力裝置外套有殼體；所述檢波元件設置在所述殼體內；所述連接器穿過所述殼體與所述檢波頭固定連接。

進一步地，所述殼體內設置有檢波導電結構；

所述檢波導電結構包括導電片和設置在所述檢波元件外圓周的導電環(huán)；所述導電環(huán)與所述檢波元件電連接；

所述導電片的一端與所述殼體固定設置，另一端與所述導電環(huán)抵接；

所述導電片為彈性件，且所述導電片具有抵接所述導電環(huán)的趨勢。

進一步地，所述殼體外對稱設置有手持柄；

一個或者兩個所述手持柄的端面設置有與所述導電片電連接的第一數(shù)據線接口，和/或，所述殼體設置有與所述導電片電連接的第二數(shù)據線接口。

進一步地，所述檢波頭呈圓柱形；所述檢波頭的尾端具有倒角且所述倒角的半徑不小于所述檢波頭的尾端端面的直徑的一半，或者所述檢波頭的尾端呈尖端；

或者，所述檢波頭呈圓錐形，且所述圓錐形的大截面端為所述檢波頭的首端。

進一步地，所述檢波頭呈鉆頭形。

本發(fā)明提供的使用所述的檢波器的檢波方法，包括如下步驟：

確定對應于地質勘探位置的地面位置；

在所述地面位置，動力裝置驅動檢波頭轉動進入地表土內；

所述檢波頭到達預設工作位置后，所述動力裝置停止驅動；

所述檢波元件完全靜止后，進行檢波工作。

本發(fā)明提供的地震勘探儀器包括所述的檢波器。

本發(fā)明提供的檢波器和檢波方法及地震勘探儀器，包括動力裝置、檢波元件和檢波頭；通過在檢波頭的表面設置凹槽，令凹槽沿檢波頭的軸線呈螺旋線，并在檢波頭的尾端開口，以使動力裝置驅動檢波頭繞檢波頭的軸線轉動時，檢波頭可以轉動進入地表土內到達預設的工作位置，提高了檢波器安置到地表土等工作區(qū)的便捷性能，避免了現(xiàn)有技術中需要將檢波器安放在借助鏟子、鉗子等工具提前挖出的工作區(qū)域內，提高了檢測效率。同時，檢波頭轉動進入地表土內到達預設工作位置過程中，提高了檢波頭與地表土的緊密接觸性能，提高了檢波器與原始地質條件相耦合接觸的性能，進而提高了檢波元件檢測檢波頭的波動信號的有效性，也即提高了檢波器檢測的有效性，以提高地質勘探獲得的數(shù)據的有效性；采用凹槽的設計在一定程度上增大了檢波頭與土壤的接觸面積，進一步提高了檢波器與原始地質條件相耦合接觸的性能，進而進一步提高檢波器檢測的有效性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例一提供的檢波器的立體圖；

圖2為本發(fā)明實施例一提供的檢波器的主視圖；

圖3為圖2所示的檢波器的左視圖；

圖4為圖3所示的檢波器的A-A向剖視圖；

圖5為圖4所示的檢波器的B區(qū)放大立體示意圖；

圖6為圖5所示的檢波器的C區(qū)放大示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例一提供的檢波器的爆炸圖。

圖標：1-動力裝置；11-電動機；12-連接器；2-檢波元件；3-檢波頭；31-凹槽；4-殼體；41-拆裝蓋板；42-底殼；5-檢波導電結構；51-導電片；52-導電環(huán)；6-手持柄；7-第一數(shù)據線接口；71-第二數(shù)據線接口。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例一

參見圖1-圖7所示，本實施例提供了一種檢波器；圖1為本實施例提供的檢波器的立體圖；圖2為本實施例提供的檢波器的主視圖；圖3為圖2所示的檢波器的左視圖；圖4為圖3所示的檢波器的A-A向剖視圖；圖5為圖4所示的檢波器的B區(qū)放大立體示意圖，圖中未顯示電動機；圖6為圖5所示的檢波器的C區(qū)放大示意圖；圖7為本實施例提供的檢波器的爆炸圖。

參見圖1-圖7所示，本實施例提供的檢波器，包括動力裝置1、檢波元件2和檢波頭3；檢波頭3包括相對應的首端和尾端；

動力裝置1的輸出軸驅動連接檢波頭3的首端，以使檢波頭3繞自身的軸線轉動，也即動力裝置1驅動檢波頭3繞檢波頭3的軸線轉動；檢波元件2外套在動力裝置1的輸出軸上，用于檢測檢波頭3的波動信號；

檢波頭3的表面設置有凹槽31，凹槽31沿檢波頭3的軸線呈螺旋線，并在檢波頭3的尾端開口。

本實施例中所述檢波器，包括動力裝置1、檢波元件2和檢波頭3；通過在檢波頭3的表面設置凹槽31，令凹槽31沿檢波頭3的軸線呈螺旋線，并在檢波頭3的尾端開口，以使動力裝置1驅動檢波頭3繞檢波頭3的軸線轉動時，檢波頭3可以轉動進入地表土內到達預設的工作位置，提高了檢波器安置到地表土等工作區(qū)的便捷性能，避免了現(xiàn)有技術中需要將檢波器安放在借助鏟子、鉗子等工具提前挖出的工作區(qū)域內，提高了檢測效率。同時，檢波頭3轉動進入地表土內到達預設工作位置過程中，提高了檢波頭3與地表土的緊密接觸性能，提高了檢波器與原始地質條件相耦合接觸的性能，進而提高了檢波元件2檢測檢波頭3的波動信號的有效性，也即提高了檢波器檢測的有效性，以提高地質勘探獲得的數(shù)據的有效性；采用凹槽31的設計在一定程度上增大了檢波頭3與土壤的接觸面積，進一步提高了檢波器與原始地質條件相耦合接觸的性能，進而進一步提高檢波器檢測的有效性。

目前，地震勘探儀器研發(fā)也進入快車道；各種可控震源、單分量/多分量檢波器和數(shù)據處理、分析軟件層出不窮。目前的研究和開發(fā)主要集中于儀器的精密度和電子元件，對于儀器的可操作性和便攜性沒有引起足夠的重視和研究，市面上也沒有出現(xiàn)過較為方便安裝于工區(qū)和便于接線布置的檢波器。例如，在高原凍土地區(qū)或白晝溫差較大導致表土性質不穩(wěn)定的地質勘探單元內，往往及其容易出現(xiàn)檢波器無法放置到表土內，或借助其他工具，如鏟子、鉗子處理后安裝檢波器，但這樣會造成檢波器與表土接觸不充分，引起檢波效果不佳甚至檢波點失效等問題，且存在檢波器連接線不易鋪排回收且受周圍環(huán)境限制等多種問題。而本實施例所述檢波器便于安置到地表土等工作區(qū)中，兼及便攜性和可操作性，可以在大型礦產資源勘探、油田勘察及大規(guī)?；▍^(qū)大量推廣，在一定程度上能夠節(jié)約人力和物力。

本實施例的可選方案中，動力裝置1包括電動機11和連接器12；連接器12的一端固定連接檢波頭3的首端，另一端固定外套有檢波元件2；通過連接器12以便于將檢波頭3、檢波元件2更好地固定在電動機11的輸出端，還便于檢修、更換檢波頭3和檢波元件2?？蛇x地，連接器12的軸線、檢波頭3的軸線和檢波元件2的軸線共線，以提高檢波器在轉動工作時的穩(wěn)定性。

電動機11的輸出軸驅動連接連接器12，以使檢波頭3隨連接器12繞檢波頭3的軸線轉動，以使檢波元件2隨連接器12繞檢波頭3的軸線轉動。也即檢波元件2、連接器12和檢波頭3固定為一個整體，電動機11驅動這個整體轉動。

可選地，電動機11的輸出軸通過減速裝置(屬于現(xiàn)有技術，圖中未顯示)驅動連接連接器12，以便于在凍土、較堅硬的地表土或其他類似工作區(qū)，檢波頭3可以采用較小的轉速鉆入地表土等工作區(qū)，從而可以保護檢波頭3。

進一步地，沿連接器12的軸向，連接器12包括第一連接部(圖中未標注)和第二連接部(圖中未標注)；第一連接部的截面面積小于第二連接部的截面面積；也即連接器12呈階梯型；可選地，連接器12呈一體成型的階梯型；連接器12為階梯型圓柱或者類似于階梯型圓柱。

檢波元件2固定外套在第一連接部的外圓周；

檢波頭3固定插接在第二連接部的凹槽31內，也即檢波頭3的首端固定插接在第二連接部的凹槽31內。

本實施例的可選方案中，動力裝置1外套有殼體4；檢波元件2設置在殼體4內；連接器12穿過殼體4與檢波頭3固定連接。通過殼體4，以將動力裝置1、檢波元件2和連接器12等連接固定成一個集成模塊；便于保護動力裝置1、檢波元件2和連接器12。

可選地，殼體4包括拆裝蓋板41和底殼42，拆裝蓋板41可拆裝的蓋合在底殼42上；例如，拆裝蓋板41通過螺絲可拆裝的蓋合在底殼42上。底殼42的內腔固定設置有動力裝置1和檢波元件2，連接器12穿過底殼42與檢波頭3固定連接。通過拆裝蓋板41，以便于檢修、更換動力裝置1和檢波元件2等零部件。

本實施例的可選方案中，殼體4內設置有檢波導電結構5；通過檢波導電結構5以電連接檢波元件2，以供電于檢波元件2和傳輸檢波元件2的數(shù)據。

由于檢波元件2與連接器12固定連接，且檢波元件2隨連接器12繞檢波頭3的軸線轉動；為了保障檢波元件2的供電性能和數(shù)據傳播性能，可選地，令檢波導電結構5包括導電片51和設置在檢波元件2外圓周的導電環(huán)52，其中，導電環(huán)52與檢波元件2電連接；導電片51的一端與殼體4固定設置，另一端與導電環(huán)52抵接；導電片51為彈性件；且導電片51具有抵接導電環(huán)52的趨勢，以確保導電片51與導電環(huán)52始終能夠電連接，進而確保導電片51與檢波元件2電連接。即，導電環(huán)52隨檢波元件2繞檢波頭3的軸線轉動，具有彈性的導電片51在自身彈性勢能的驅使下始終抵接導電環(huán)52。可選地，導電片51與導電環(huán)52均采用導電性能優(yōu)良的導電材質，例如可以為銅、銀、銅鍍銀等。

需要說明的是，導電環(huán)52的數(shù)量與檢波元件2的電源供電線、數(shù)據線的個數(shù)相應，且多個導電環(huán)52之間間隔設置。例如，檢波元件2的電源供電線為一個正極線和一個負極線，數(shù)據線的個數(shù)兩個，則導電環(huán)52的數(shù)量為4個。導電片51的數(shù)量與導電環(huán)52的數(shù)量相應。

本實施例的可選方案中，殼體4外對稱設置有手持柄6；以便于動力裝置1驅動檢波頭3轉動時，使用者能夠通過手持柄6更好地把持檢波器?？蛇x地，手持柄6外套有柄套；進一步地，柄套采用硅膠、橡膠或者塑料材質。

一個或者兩個手持柄6的端面設置有與導電片51電連接的第一數(shù)據線接口7，以使第一數(shù)據線接口7通過導電片51與檢波元件2電連接，以能夠通過第一數(shù)據線接口7供電于檢波元件2、以及傳輸檢波元件2的數(shù)據信息；和/或，殼體4設置有與導電片51電連接的第二數(shù)據線接口71，以使第二數(shù)據線接口71通過導電片51與檢波元件2電連接，以能夠通過第二數(shù)據線接口71供電于檢波元件2、以及傳輸檢波元件2的數(shù)據信息。

具體而言，一個或者兩個手持柄6的端面設置有與導電片51電連接的第一數(shù)據線接口7，或者殼體4設置有與導電片51電連接的第二數(shù)據線接口71，或者一個或者兩個手持柄6的端面設置有與導電片51電連接的第一數(shù)據線接口7，以及殼體4設置有與導電片51電連接的第二數(shù)據線接口71。優(yōu)選地，兩個手持柄6的端面設置有與導電片51電連接的第一數(shù)據線接口7，以及殼體4設置有與導電片51電連接的第二數(shù)據線接口71，以便于方便拆裝和運移；傳統(tǒng)的檢波器大多數(shù)是將供電/數(shù)據線直接設計成一體式，這對檢波器的運移、安裝和拆收都造成了較大不便，通過對原有的兩線式檢波器進行改進，在手持柄6的端面、殼體4均設置有數(shù)據線接口，極大方便了施工，也便于檢波器的移動和更換。

可選地，連接導電片51和第一數(shù)據線接口7的導線設置在手持柄6內部。

可選地，殼體4固設有電源和存儲器；電源和存儲器分別與導電片51電連接，通過電源供電于檢波元件2，通過存儲器存儲檢波元件2檢測的數(shù)據信息?？蛇x地，電源與動力裝置1電連接，也可以說電源與電動機11電連接?？蛇x地，電源為高能鎳鎘電池、鎳金屬氫化物電池、鎳鋅電池、免維護鉛酸電池、鉛布電池、鋰離子電池或鋰聚合物電池等。

本實施例的可選方案中，檢波頭3呈圓柱形；檢波頭3的尾端具有倒角且倒角的半徑不小于檢波頭3的尾端端面的直徑的一半，或者檢波頭3的尾端呈尖端；通過檢波頭3的尾端具有倒角或者檢波頭3的尾端呈尖端，以便于檢波頭3轉動進入地表土內到達預設的工作位置。

可選地，檢波頭3呈圓錐形，且圓錐形的大截面端為檢波頭3的首端；可選地，檢波頭3的尾端呈尖端。

本實施例的可選方案中，檢波頭3呈鉆頭形。以便于動力裝置1驅動檢波頭3轉動鉆入工作區(qū)內，并與地表巖土最大程度緊密接觸。

本實施例所述檢波器采用鉆頭式檢波頭3的設計，在一定程度上解決了對于凍土條件等特殊、復雜工況下地震勘探效果較差的問題；同時，實現(xiàn)了檢波器隨插隨用，可以通過插入電源線和數(shù)據線實現(xiàn)方便拆裝，擺脫了需要較長較重連接線共同運移的問題，能夠方便地震勘探等相關技術人員開展勘探工作。

本實施例還提供一種檢波方法，該方法使用所述檢波器，包括如下步驟：

步驟100、確定對應于地質勘探位置的地面位置。

步驟200、在地面位置，動力裝置1驅動檢波頭3轉動進入地表土內；可選地，電動機11驅動檢波頭3轉動進入地表土內。

步驟300、檢波頭3到達預設工作位置后，動力裝置1停止驅動。

步驟400、檢波元件2完全靜止后，進行檢波工作。在檢波元件2隨檢波頭3轉動時，檢波元件2不進行檢波工作。

可選地，外接第一數(shù)據線接口7和/或第二數(shù)據線接口71的數(shù)據線，在檢波元件2工作前連接即可，也即，可在步驟100-步驟300中任一步驟中連接都可以。

實施例二

實施例二提供了一種地震勘探儀器，該實施例包括實施例一所述的檢波器，實施例一所公開的檢波器的技術特征也適用于該實施例，實施例一已公開的檢波器的技術特征不再重復描述。

本實施例提供的地震勘探儀器，包括檢波器，還包括放大系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)。所述地震勘探儀器，包括具有動力裝置、檢波元件和檢波頭的檢波器，其檢測效率高、且便于安置到地表土等工作區(qū)中；其與原始地質條件相耦合接觸的性能優(yōu)，地質勘探獲得的數(shù)據的有效性優(yōu)。

本實施例中所述地震勘探儀器具有實施例一所述檢波器的優(yōu)點，實施例一所公開的所述檢波器的優(yōu)點在此不再重復描述。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。