[發明專利]一種超前探測用傳感器串定向送放裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201110147187.4
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN102338883A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 朱德兵
• 申請（專利權）人: 朱德兵
• 主分類號: G01V1/16
• 分類號: G01V1/16
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種超前探測用傳感器串及其在定向鉆孔中的送放裝置和固定方法，適用于彈性波超前探測中。

技術背景

線性排列檢波器串能夠接收來自于源的各種直達波，同時也接收來自檢波器串前方反射回來的各種彈性波。在地震勘探理論中，兩種類型的彈性波分別歸屬于下行波和上行波，由于它們在視速度上的差異，因此可以較好地通過行波分離算法提取來自檢波器串前方的反射波，而壓制各種直達波；通過對反射波的進一步處理和偏移成像，可以形成效果良好、應用廣泛的地質超前預報勘探方法和裝備。如瑞士安博格公司生產的TSP系統，北京水電物探研究所生產的TGP超前探測系統等等。

現今技術上處于行業領先的各種超前預報系統，采用多炮震源和1～2個接收傳感器的作業模式，需要以炸藥作為震源，形成24個左右炮孔。炮孔的展開需要較大空間，通常只能面向掌子面探測掌子面前方的地質隱患，對于側面、頂面和底面的探測則無能為力；傳感器安放需要特制的耦合鋼管，被作為耗材使用，造成大量浪費，而且在超前探測施工中工藝較為復雜，占用時間也較長；此外，在煤礦等地下工程施工中，由于放炮等作業方式基本被限制，因此類似TSP系列的超前預報系統難以在煤礦井巷中施展；幾種現行的勘探作業儀器裝備價格昂貴，難以為工程界廣泛接受。因此在隧道工程界迫切需要一種簡便易行的探測作業方式，能夠方便快捷地實現彈性波超前地質預報，尤其是在有限地下空間內進行各個方向的超前探測；而這一突破需要有陣列布置的傳感器接收地震波。

另外，由于在巖體中激發震源，震源的一致性很難解決，放炮作業方式不能在同一點多次激發，不能形成彈性波信號的疊加；巖體中傳感器的固定耦合很難，如TSP系統需要復雜的工藝來保證三分量傳感器的貼壁耦合；解決震源問題和傳感器的安裝耦合問題是彈性波超前預報成功的關鍵。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種可以使彈性波超前探測在有限地下空間內向任意方向探測的超前探測用傳感器串定向送放裝置。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供該超前探測用傳感器串定向送放裝置的使用方法。

為了解決上述第一個技術問題，本發明提供的超前探測用傳感器串定向送放裝置，送放管前端固定設有送放帽，后端設有封堵吸聲結構體，所述的送放管沿其軸向設有寬度略大于傳感器外徑、長度略大于傳感器排列長度的開口槽，在所述的送放管內設有中空柔性管，所述的中空柔性管連接有充填閥且所述的充填閥穿過所述的封堵吸聲結構體，傳感器串軸向等間距線性排列安裝在所述的中空柔性管上且處于面對所述的開口槽的一側，所述的傳感器串的軟信號線穿過所述的封堵吸聲結構體連接至多路信號連接器。

所述的傳感器串通過綁帶或卡扣固定在所述的中空柔性管的外壁。

所述的中空柔性管的前端通過連接鏈連接在所述的送放帽上。

所述的封堵吸聲結構體為吸水海綿。

所述的中空柔性管是橡膠或塑料軟管、帆布、尼龍軟管，上面標有刻度。

所述的送放管由略帶柔性的塑料管制成。

為了解決上述第二個技術問題，本發明提供的超前探測用傳感器串定向送放裝置的使用方法，送放帽朝前，開口槽向上，推動送放管進入鉆孔，到達所需深度后，通過充填閥向中空柔性管充水或充氣，使傳感器串牢固貼壁于鉆孔內壁，完成傳感器串的貼壁固定，將傳感器串的多路信號連接器連接至地震采集儀器；傳感器串使用完畢，通過充填閥放氣或放水，拉出送放管，取出傳感器串，清潔收儲相關裝置備下次再用。

采用上述技術方案的超前探測用傳感器串定向送放裝置及其使用方法，傳感器串固定在中空柔性管外壁，中空柔性管充水充氣時，通過管壁壓力擠壓傳感器串貼壁固定在鉆孔孔壁上。傳感器串由綁帶固定在中空柔性管上，保證傳感器的方向?，F場作業時，送放帽固定在送放管前端；吸水海綿等封堵吸聲結構體，以壓制聲波干擾噪聲。傳感器串可以是速度或加速度傳感器，可以是三分量或單分量傳感器。

使用上述技術方案制成的超前探測用傳感器串定向送放裝置及其使用方法，送放管保證了使彈性波超前探測在有限地下空間內向任意方向探測，尤其適合在彈性波超前探測中應用。傳感器串的間距和檢波器個數可以根據鉆孔的深度和探測需要靈活設定，一般間距20厘米至50厘米，傳感器的個數一般在6個以上。傳感器串可以根據需要在沿探測方向形成的鉆孔中固定排列，一次安裝激發即可采集到上、下行彈性波；采用錘擊震源，可多次疊加，為進行行波分離和反射波地質解譯提供了數據；避免了炸藥震源多炮作業帶來的低效率和一致性差的問題。