一种海底微动探测地层装置的制作方法

1.本文涉及海底微动探测技术领域，尤其是一种海底微动探测地层装置。


背景技术：

2.海底隧道、浅海工程等工程建设需进行海洋地质勘查，现有的地震波反射法以探测地层界面为主，探测精度较低，且存在垂直分层能力较差的缺陷，因此亟需一种海底微动探测地层装置，以提高探测深度和划分地层的能力。


技术实现要素：

3.针对现有技术的上述问题，本文的目的在于，提供一种海底微动探测地层装置，以解决现有技术分层能力差的问题。
4.为了解决上述技术问题，本文提供一种海底微动探测地层装置，包括多边形支架，所述多边形支架的中心设置有电缆连接盒，所述多边形支架任意两条相邻边的连接处与所述电缆连接盒之间设置有稳定杆；所述多边形支架任意两条相邻边的连接处在远离所述稳定杆的一侧还可拆卸连接有延长杆，所述延长杆的端部和所述电缆连接盒上均连接有检波器，所述检波器用于获取海底地层的微动信号并通过电缆传输到地面仪器以实现探测目的。
5.具体地，所述延长杆包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与所述稳定杆可拆卸连接，所述第二连杆套接在所述第一连杆的另一端内，所述第二连杆远离所述第一连杆的一端与检波器相连，所述第二连杆可相对于所述第一连杆伸缩。
6.具体地，所述延长杆和与之对应的稳定杆设置在同一条直线上，所述延长杆的端部套接在与之对应的稳定杆内，所述延长杆可相对于所述稳定杆伸缩。
7.具体地，所述检波器包括外壳、配重块、检波器芯和固定片；
8.所述配重块、所述检波器芯和所述固定片均设置在所述外壳内；所述配重块设置在所述外壳与所述检波器芯之间，所述配重块的外部形状与所述外壳相匹配，所述配重块的内部形状与所述检波器芯相匹配；所述固定片设置在所述检波器芯的顶部，所述固定片上设置有供所述检波器芯的数传线穿过的第一开孔，所述固定片与所述外壳相连以限制所述检波器芯从所述配重块中脱出。
9.进一步地，所述外壳与所述固定片相连接处设置有限位孔，所述固定片上设置有凹槽，所述凹槽与所述限位孔一一对应。
10.更进一步地，所述延长杆远离所述稳定杆的一端可拆卸连接有连接爪，所述连接爪包括延长杆连接片和检波器连接片，所述延长杆连接片和所述检波器连接片相连接且一体成型，所述延长杆连接片上设有第一连接孔，所述第一连接孔用于与连接件相配合以连接所述延长杆；所述检波器连接片上设有第二连接孔、第三连接孔和第二开孔，所述第二连接孔用于与连接件相配合以连接所述延长杆，所述第三连接孔用于与连接件相配合以连接所述检波器，所述第二开孔用于供所述检波器芯的数传线穿过。
11.优选地，所述延长杆和所述稳定杆均为中空，所述电缆连接盒的侧面开设有与所述稳定杆一一对应的第一通孔，所述第一通孔和与之对应的稳定杆相连通，位于延长杆端部的所述检波器芯的数传线依次穿过所述延长杆、所述稳定杆和所述第一通孔后与分线盒相连。
12.具体地，所述电缆连接盒的底部设置有第四连接孔、第五连接孔和第二通孔，所述第四连接孔用于与连接件相配合以连接所述分线盒；所述第五连接孔用于与连接件相配合以连接所述检波器；所述第二通孔用于供位于所述电缆连接盒底部的检波器的数传线穿过以与所述分线盒相连。
13.优选地，所述分线盒还连接有采集控制装置，所述分线盒上开设有与所述检波器数量一一对应的通孔，所述检波器的数传线经所述分线盒上的通孔后与采集控制装置相连。
14.具体地，所述多边形支架任意两条相邻边的连接处还设置有支撑架，所述支撑架与所述检波器设置在所述多边形支架的同一侧，所述支撑架的高度大于所述检波器的高度以避免将所述海底微动探测地层装置放置于海底时，所述多边形支架压紧在各所述检波器上并与各所述检波器形成一个整体。
15.采用上述技术方案，本文所述的海底微动探测地层装置，结构稳固，能够保证检波器在探测过程中的稳定性，有效地解决了海底地层布设检波器困难的问题；且多个检波器共同对海底地层进行探测，可以扩大检测范围和检测深度，满足海底工程建设前期对地层探测的需求。
16.为让本文的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
17.为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1示出了本文实施例提供的一种海底微动探测地层装置的结构示意图；
19.图2示出了另一种海底微动探测地层装置的结构示意图；
20.图3示出了检波器的结构示意图；
21.图4示出了外壳的结构示意图；
22.图5示出了固定片的结构示意图；
23.图6示出了配重块的结构示意图；
24.图7示出了检波器芯的结构示意图；
25.图8示出了连接爪的结构示意图；
26.图9示出了检波器与连接爪的装配示意图；
27.图10示出了电缆连接盒的结构示意图。
28.附图符号说明：
29.10、检波器；
30.11、外壳；
31.111、限位孔；
32.12、配重块；
33.13、检波器芯；
34.14、固定片；
35.141、第一开孔；
36.142、凹槽；
37.20、多边形支架；
38.30、电缆连接盒；
39.31、第一通孔；
40.32、第四连接孔；
41.33、第二通孔；
42.35、第五连接孔；
43.40、稳定杆；
44.50、延长杆；
45.60、连接爪；
46.61、延长杆连接片；
47.62、检波器连接片；
48.63、第一连接孔；
49.64、第二连接孔；
50.65、第三连接孔；
51.66、第二开孔；
52.70、分线盒；
53.80、支撑架；
54.91、吊环螺丝；
55.92、链条。
具体实施方式
56.下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。
57.需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
58.现有的海底地层检测装置，容易受到多种因素的影响，探测精度较低，且存在探测深度较小、难以探测砂层和卵石层以下的地层，和垂直分辨率较差的缺陷，因此现有的探测
装置无法满足探测要求。
59.为了解决上述问题，本文实施例提供了一种海底微动探测地层装置。具体的如图1至图9所示，所述装置可以包括多边形支架20，所述多边形支架20的中心设置有电缆连接盒30，所述多边形支架20任意两条相邻边的连接处与所述电缆连接盒30之间设置有稳定杆40；所述多边形支架20任意两条相邻边的连接处在远离所述稳定杆40的一侧还可拆卸连接有延长杆50，所述延长杆50的端部和所述电缆连接盒30上均连接有检波器10，所述检波器10用于获取海底地层处的微动信号以并通过电缆(即数传线)传输到地面仪器以实现探测目的。
60.本说明书实施例中，微动信号是来自于自然界中的各种信号，其震源频带范围较大，可以大大提高探测深度以较为清晰地分辨出地层分界面，以便后续根据探测结果指导海底工程建设。所述稳定杆40能够将所述多边形支架20分隔成多个三角形，而三角形具有稳定性，从而保证所述海底微动探测地层装置整体结构的稳定性，避免在将所述装置放置在海底地层的过程中受到水流影响发生变形，导致各检波器10偏离预先设定的探测位置进而对探测结果造成不利影响。进一步地，本说明书实施例中，所述稳定杆40的数量与多边形支架20的边的数量相等，也就是说，所述装置上搭载的检波器10的数量等于多边形支架20边的数量加一。
61.本说明书实施例提供的海底微动探测地层装置，包括由多边形支架、稳定杆和延长杆共同构成的骨架，结构稳固，能够保证搭载于其上的检波器在探测过程中的稳定性，有效地解决了海底地层布设检波器困难的问题；还包括位于多边形支架中心位置(电缆连接盒处)的检波器和位于延长杆端部的多个检波器，这多个检波器共同对海底地层进行探测，可以扩大检测范围和检测深度，满足海底工程建设初期对地层探测的需求。
62.在一些可行的实施例中，所述延长杆50包括第一连杆和第二连杆(图中未示出)，所述第一连杆的一端与所述稳定杆40可拆卸连接，所述第二连杆套接在所述第一连杆的另一端内，所述第二连杆远离所述第一连杆的一端与检波器10相连，所述第二连杆可相对于所述第一连杆伸缩。
63.当第二连杆相对于第一连杆伸缩时，位于延长杆50端部(即位于所述装置的外围)的检波器10与位于电缆连接盒30处(即位于所述装置的中心位置)的检波器10之间的距离也随之发生变化。本说明书实施例中，多个检波器10组成的台阵探测到的信息为台阵几何中心下方位置的地质信息(微动信号)，当增大位于外围的检波器10与位于中心位置的检波器10之间的距离时，可以接收到较长的波长从而提高探测深度；当减小位于外围的检波器10与位于中心位置的检波器10之间的距离时，探测深度将减小，而精度提高。
64.在另一些可行的实施例中，所述延长杆50和与之对应的稳定杆40位于同一条直线上，所述延长杆50的端部套接在与之对应的稳定杆40内，所述延长杆50可相对于所述稳定杆40伸缩。
65.从而，所述延长杆50的伸缩范围可以更大，当延长杆50全部收缩进所述稳定杆40中时，位于多边形支架20外围的检波器10即位于稳定杆40远离电缆连接盒30的端部，也就是说，位于外围的检波器10与位于电缆连接盒30处的检波器10之间距离即为所述稳定杆40的长度。
66.通过上述对延长杆50伸缩方式的设置，均可实现对所述装置对探测范围和探测精
度的调节。需要说明的是，所述第二连杆和伸缩第一连杆的套接位置，还可设置有避免第二连杆伸长时脱出于第一连杆的结构，例如，在第一连杆端部的内壁设有限位块，在第二连杆端部的外侧设有与限位块相配合的凸沿，从而避免伸长过量导致检波器10脱离预定位置以及避免检波器10掉落造成损坏；与之相类似地，所述延长杆50和稳定杆40的套接位置也可以设置有避免延长杆50伸长时脱出于稳定杆40的结构。
67.需要说明的是，本说明书实施例中，所述延长杆50的伸缩可以通过电动控制，例如，可以设置有与控制器相连的电机，电机在控制器的控制工作并驱动第二连杆相对于第一连杆伸缩或驱动延长杆50相对于稳定杆40伸缩；为适于水下环境作业，还可以是气动、液压驱动等方式；也可以手动控制，例如，在放置在海底下探测位置之前，先手动调节延长杆50的伸长量。并且，本说明书实施例中，可以同时对所有的延长杆50的伸缩量进行控制和调节，以使位于各延长杆50端部的检波器10与位于电缆连接盒30处的检波器10的距离相等；当然，也可以仅对多个延长杆50中的一个或几个的伸缩量进行控制，也就是说，且各延长杆50的伸缩量可以相同也可以不同，本说明书实施例中，对延长杆50伸缩的驱动方式、伸缩控制数量、伸缩长度不做具体限定，可根据具体使用情况进行适应性调节。
68.在上述的实施例中，所述稳定杆40、延长杆50相对于所述多边形支架20呈辐射状。而在另一些可行的实施例中，如图2所示，所述延长杆50还可以与所述多边形支架20的一条边在同一条直线上，则所述延长杆50可以套接在多边形支架的边内，以相对于多边形支架20的边伸缩。需要说明的是，延长杆50伸缩连接于多边形支架20的边时应避免相互之间发生干涉，即各延长杆50可以是顺时针的连接于邻接的多边形支架20的边的一端。
69.优选的，所述多边形支架20为正多边形，例如，正方形、正五边形、正六边形(如图1和图2所示)、正八边形等等，使得位于延长杆50端部的检波器10可以沿圆周较为均匀的分布。当然，所述多边形支架20也可以是任意的多边形。
70.在一些优选的实施例中，所述多边形支架20、所述电缆连接盒30、所述稳定杆40和所述延长杆50选用不锈钢材质制得，既可防止生锈又可保证所述装置整体重量，减少浮力影响，便于将检波器10平稳地放置于地层表面。当然了，还可以在多边形支架、稳定杆等结构的表面增设防锈涂层，或进行塑封处理，以提高抗锈蚀能力。
71.如图3至图7所示，所述检波器10包括外壳11、配重块12、检波器芯13和固定片14；所述配重块12、所述检波器芯13和所述固定片14均设置在所述外壳11内。
72.所述配重块12设置在所述外壳11与所述检波器芯13之间，所述配重块12的外部形状与所述外壳11相匹配，所述配重块12的内部形状与所述检波器芯13相匹配(如图6所示)，以保证检波器芯13的重心稳定地连接于所述多边形支架20上以及稳定的放置在海底地层上。
73.所述固定片14设置在所述检波器芯13的顶部，所述固定片14上设置有供所述检波器芯13的数传线穿过的第一开孔141(如图5所示)，所述固定片14与所述外壳11相连以限制所述检波器芯13从所述配重块中脱出。
74.较优地，所述配重块12可以为铅块、钢块、铜块等以用于提高所述检波器10的重量；所述检波器芯13的出线口经环氧进行密封处理，检波器芯13的外部可经热加工处理，可防止海水进入检波器10内部对检波器10造成损坏，有利于提高检波器10的使用寿命。
75.如图4和图5所示，所述外壳11与所述固定片14相连接处设置有限位孔111，所述固
定片14上设置有凹槽142，所述凹槽142与所述限位孔111一一对应。
76.所述延长杆50远离所述稳定杆40的一端可拆卸连接有连接爪60，所述延长杆50通过所述连接爪60与所述检波器10相连。如图8和图9所示，所述连接爪60包括延长杆连接片61和检波器连接片62，所述延长杆连接片61和所述检波器连接片62相连接且一体成型，所述延长杆连接片61上设有第一连接孔63，所述第一连接孔63用于与连接件(例如螺母、螺栓等)相配合以连接所述延长杆50；所述检波器连接片62上设有第二连接孔64、第三连接孔65和第二开孔66，所述第二连接孔64的作用于第一连接孔63的作用相同，用于与连接件相配合以连接所述延长杆50，第三连接孔65用于与连接件(优选为吊环螺丝91和链条92)相配合以连接所述检波器10，所述第二开孔66用于供所述检波器芯13的数传线穿过。
77.本说明书实施例中，所述延长杆50可以是截面为四边形的中空柱体，则所述延长杆连接片61可插入至所述延长杆50的内部，以便于连接件将其与延长杆50相连。延长杆连接片61可设置有两片，两片延长杆连接片61相对称的垂直连接于检波器连接片62，从而第一连接孔63可位于延长杆50的两侧，而第二连接孔64也位于延长杆50的顶部，以从三个侧面实现连接爪60与延长杆50的稳固相连。
78.如图9所示，为所述检波器10与所述连接爪60的装配示意图。在装配所述检波器10时，可先将所述检波器芯13置于所述配重块12内；将检波器芯13和配重块12构成的整体置于所述外壳11内，将固定片14置于检波器芯13的上方并使得第一开孔141和外壳11上的限位孔111一一对准，并通过吊环螺丝91穿过限位孔111和第一开孔141实现检波器10的组装。再将检波器10和连接爪60相连，本说明书实施例中，优选地，将吊环螺丝91与第三连接孔65相连，再通过链条92连接固定片14处的吊环螺丝91和第三连接孔65处的吊环螺丝，使得各检波器10与连接爪60软连接，从而避免由多边形支架20、稳定杆40、延长杆50构成的骨架与各检波器10形成一个整体，影响勘探效果(若各检波器10和骨架连成一个整体，则各检波器10所采集到的数据将是一样的)。
79.所述延长杆50和所述稳定杆40可均为中空的四棱钢管，所述电缆连接盒30的侧面开设有与所述稳定杆40一一对应的第一通孔31(如图10所示)，所述第一通孔31和与之对应的稳定杆40相连通，位于延长杆50端部的所述检波器10的数传线依次穿过所述延长杆50、所述稳定杆40和所述第一通孔31后与分线盒70相连(如图1所示)。所述检波器10的数传线从延长杆50和所述稳定杆40的内部穿过，可避免数传线外露导致与海底底部的礁石、石块发生钩挂等事故进而造成损坏。所述电缆连接盒30的侧面还设有用于与各稳定杆40相连的连接孔。
80.所述电缆连接盒30的底部还设置有第四连接孔32、第五连接孔35和第二通孔33，所述第五连接孔35位于所述第二通孔33的外围，所述第四连接孔32位于所述第五连接孔35的外围；所述第四连接孔32用于与连接件相配合以连接所述分线盒70；所述第五连接孔35用于与连接件相配合以连接所述检波器10；所述第二通孔33用于供位于所述电缆连接盒30底部的检波器10的数传线穿过以与所述分线盒70相连。
81.在一些优选的实施例中，所述电缆连接盒30也可以为多边形，且电缆连接盒30的边的数量与所述多边形支架20的边的数量相等，即使得电缆连接盒30的每个边分别与一个稳定杆40相连，如图10所示，所述电缆连接盒30为六边形，即与图1中的多边形支架20相适配。
82.在一些可行的实施例中，所述分线盒70还连接有采集控制装置(图中未示出)，所述分线盒70上开设有与各所述检波器10一一对应的通孔，各检波器10的数传线经电缆连接盒30后再穿过所述分线盒70上的通孔与采集控制装置相连。所述分线盒70可将各检波器10的数传线相互分隔开，提高线束的整洁性，便于整理。所述采集控制装置用于控制各检波器10的启停，同时汇聚各检波器10探测到的微动信号。
83.所述多边形支架20任意两条相邻边的连接处还设置有支撑架80，所述支撑架80与所述检波器10设置在所述多边形支架20的同一侧，所述支撑架80的高度大于所述检波器10的高度以避免所述检波器10与海底地层磕碰造成损坏；所述支撑架80还可以起到支撑多边形支架20、避免各检波器10与多边形支架20形成整体的作用，有利于提高勘探结果的准确性。
84.由于海底地层表面可能存在一些凹凸不平的情况，若将所述装置直接放置在地层表面，可能会使得有部分支撑架80悬空未落在实处，从而使得整个装置放置后的稳定性不佳。因此，在一些可行的实施例中，所述支撑架80处可设置升降结构，例如，与控制器相连的升降电机，升降电机在控制器的控制下工作进行升降，使得各支撑架80的升降高度与地层的高低起伏相适配，使得整个装置平稳地放置在地层表面，避免由于装置晃动导致对地层探测的不利影响，有利于提高对地层探测的稳定性和准确性。
85.综上，本说明书实施例提供的一种海底微动探测地层装置，能够提高探测的稳定性和探测深度，并根据探测需要调节探测范围和探测精度，有效地解决了海底地层布设检波器困难的问题，满足了海底工程建设前对地层探测的需求。
86.还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
87.在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
88.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。
89.另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
90.本文中应用了具体实施例对本文的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本文的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本文的限制。