[发明专利]一种光纤传输信号的波速阵列测试探头及测试方法

说明书

本发明公开了一种光纤传输信号的波速阵列测试探头及测试方法。包括钢质探头外壳和钻头，所述钻头在所述钢制探头外壳的底端部设置，还包括三分量传感器，多个所述三分量传感器沿所述钢制探头外壳的轴向间隔的分布，还包括相互电连接的微控制器、数据采集模块和信号转换器，在所述钢质探头外壳内设置有设备仓，所述微控制器、所述数据采集模块和所述信号转换器位于所述设备仓内设置，还包括光纤发射系统，所述光纤发射系统位于所述钢质探头外壳的顶部设置，在所述钢质探头外壳的顶端部，位于所述钢质探头外壳的内周侧壁设置有钻杆接口螺纹，所述钢质探头外壳通过所述钻杆接口螺纹连接钻杆直至钻机。本发明能够解决现有技术的不足。

技术领域

本发明涉及钻孔波速测试技术领域，具体涉及一种光纤传输信号的波速阵 列测试探头及测试方法。

背景技术

目前行业内钻孔波速测试方法及系统主要有：单孔法。在一个钻孔内放入 检波器，在不同深度处通常间距1.0m静置并接收地面激振引起的地震波，逐段 测量，从而测得整个钻孔深度内土层波速。跨孔法。在相邻两个钻孔内分别放 入激振器和检波器，在不同深度处激发地震波并接收，获得整个钻孔得土层波 速。

测试系统一般由激振部分、接收探头检波器、触发器、深度计、采集仪等 组成，下面分别简要介绍。激振部分：单孔法常用的有地面锤击、地面爆炸物 冲击，跨孔法常用孔内电磁激振器。近几年出现一种新型的微电子激振法—— 弯曲元，适用于单孔法，但目前实际应用较少。接收探头：钻孔内接收探头直 径一般较大50～80mm，静力触探孔内置接收探头直径较小32～38mm；探头的长 度300～800mm不等。探头内置一枚或一组传感器。地震波传感器目前常用的有 压阻式、电容式，单向或三向分量接收地震波信号，属于直流加速度传感器。 触发器：固定在激发设备上，激发动作时给采集仪发出信号。深度计：由人工 或自动计数设备操作。采集仪：带有电池的微型计算机，内置专用软件进行数 据采集与输出。

目前使用的波速测试方法主要缺点为：测试之前需要完成探，拔出钻杆并 清理孔内障碍物；不能在不取出钻杆时进行测试。由于接收探头内仅有一个传 感器，当探头静止进行接收时，仅能接收一个深度位置的波速值，工作效率较 低。此外，单个传感器不能进行数据校正，单个深度处的波速值有可能不准确。 探头自身不带电池，需要地面设备供电，探头信号输入输出也需要电缆，因此 每个探头至少附带一根直径5～8mm的电缆，外业操作时不甚方便。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种光纤传输信号的波速阵列测试探头 及测试方法，能够解决现有设备测试之前必须拔出钻杆并且清理钻孔，工作效 率较低。以及现有探头内仅有一个一组传感器，每次仅能测试一个深度位置的 波速值，且该位置的波速值不能进行复核校正的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种光纤传输信号的波速阵列测试探头，包括钢质探头外壳和钻头，所述 钻头在所述钢制探头外壳的底端部设置，还包括三分量传感器，多个所述三分 量传感器沿所述钢制探头外壳的轴向间隔的分布，还包括相互电连接的微控制 器、数据采集模块和信号转换器，在所述钢质探头外壳内设置有设备仓，所述 微控制器、所述数据采集模块和所述信号转换器位于所述设备仓内设置，还包 括光纤发射系统，所述光纤发射系统位于所述钢质探头外壳的顶部设置，在所 述钢质探头外壳的顶端部，位于所述钢质探头外壳的内周侧壁设置有钻杆接口 螺纹，所述钢质探头外壳通过所述钻杆接口螺纹连接钻杆直至钻机。

优选的技术方案，在所述钢质探头外壳的顶端部，位于所述钢质探头外壳 的内周侧壁设置有钻杆接口螺纹，所述钢质探头外壳通过所述钻杆接口螺纹连 接钻杆直至钻机。

优选的技术方案，所述设备仓具有仓盖，所述仓盖固定连接在所述设备仓 的顶部，在所述钢质探头外壳还设置有电池仓，所述仓盖完全覆盖所述设备仓 和所述电池仓。