Способ возбуждения сейсмических волн

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11)1 000966

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Допол н и тел ьное к а вт. с вид- ву (22) Заявлено 12. 01. 81 (2l ) 3235125/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 28. 02. 83. Бюллетень № 8 (5! )М. Кл.

G 01 V 1/147

Гееударетеелнмй комитет

СССР ае делам кзобретеккй и аткрытий (53) Уд К 550. 83 (088. 8) Дата опубликования описания 28 . 02 . 83 (72) Авторы изобретения

I с.

«/,:;: ?3

А.И. Свинин и В.В. Циммерман ";". ".

/ м ., °

/ 1 ° Гг

Специальное конструкторское бюро сейсмической техники (? I ) Заявитель (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН

Изобретение относится к способам возбуждения сейсмических волн в сейсморазведке, а именно к способам возбуждения, основанным на использовании энергии падающего груза.

Известен способ возбуждения сейсмических волн, использующий энергию падающего груза, заключающийся в том, что груз массой несколько тонн поднимают на определенную высоту над поверхностью земли и фиксируют. В момент прихода с блока управления запускающей команды груз освобождается, падает и, ударяясь о грунт, возбуждает в нем сейсмическую волну (1 ).

Однако непостоянство времени падения груза от одного воздействия к другому, возникающее в результате неточности установки высоты подъема груза, неровностей грунта и других причин, 20 не позволяет синхронизировать момент начала силового воздействия источника с запускающей командой и, следовательно, использовать источник при сей. сморазведке методами, основанными на суммировании отраженных волн, возбужденных несколькими сейсмическими источниками одновременно или последовательноо.

Из-за нестабильности времени падения временной интервал между запускающей командой и моментом начала силового воздействия изменяется случайным образом, в результате чего отраженные волны поступают в суммирующее устройство с различными сдвигами фаэ, что приводит к искажению принимаемой информации.

Известно устройство для возбуждения сейсмических волн, содержащее блок, корректирующий вступление волн при регистрации их станцией, и устройство, запускающее регистратор в момент удара груза о грунт (2 ).

Однако в .этом случае время падения все же зависит от внешних условий и не остается стабильным, а суммирование сейсмических сигналов от несколь3 10009 ких одновременно действующих источников неэффективно.

Наиболее близким к предлагаемому является способ возбуждения сейсмических волн, основанный на использовании энергии падающего груза, содержащего корпус и ударную плиту, включающий подъем груза на заданную высоту, фиксирование его в поднятом состоянии и сброс на грунт по команде запуска. !О

Сейсмическая волна возбуждается в результате соударения ударной плиты с грунтом (3 j, Недостаток этого способа заключается в низкой эффективности сейсмо- 15 разведки из-эа .нестабильности времени падения груза, не позволяющей использовать суммирование сигналов от нескольких источников.

Цель изобретения — повышение эффек- о тивности сейсморазведки за счет корректировки времени падения груза.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу возбуждения сейсмических волн, основанному на исполь 5 зовании энергии падаощего груза, содержащего корпус и ударную плиту, вклю«ающему .подъем груза на заданную

BblcoTY., фиксирование его в поднятом состоянии и сброс на грунт по команде запуска, в процессе падения груза

Измеряют расстояние от ударной плиты до грунта, результат измерения в ви де электрического сигнала сравнивают с эталонным сигналом, формируемым в

35 соответствии с заданным законом падения груза, определяют рассогласование сигналов и изменяют расстояние между ударной плитой и корпусом груза до устранения рассогласования.

При осуществлении предлагаемого способа высота ударной плиты над поверхностью грунта в течение всего процесса падения соответствует заданной, и удар о грунт происходит точно в за45 данный момент времени, Если обеспечить идентичность формирования эталонного сигнала для нескольких совместно работающих источников и начало его формирования точно в момент

59 поступления команды запуска на каждом из них, то можно достигнуть синхронизации моментов ударов падающих грузов всех этих источников.

На фиг. 1 приведен источник, реализующий предлагаемый способ; на фиг. 2 — график движения груза, ког" да в начальный момент ему был сообщен направленный вверх импульс.

66

Источник содержит размещенные на транспортном средстве падающий груз, состоящий из корпуса 1 и ударной плиты 2, перемещающейся относительно корпуса 1 с помощью гидроцилиндра 3, приводимого в действие электрогидравлическим преобразователем ч, укрепленный на ударной плите 2 электрический датчик 5 перемещения, а также устройство 6 приема команды запуска, формирователь 7 эталонного сигнала и уст-. ройство 8 определения рассогласования сигналов. Датчик 5 перемещения может быть выполнен фотоэлектричг--ким, вырабатывающим электрический сигнал, величина которого пропорциональна количеству дискретных отсчетов, нанесенных на линейке 9, прошедших через датчик 5 во время их относительного движения. Линейка 9 одним концом постоянно прижата к поверхности грунта вблизи зоны соударения. формирователь 7 эталонного сигнала может быть выполнен цифровым, содержащим, например, последовательно соединенные кварцевый генератор 10, счетчик 11, цифровой функциональный преобразователь 12 и цифро-аналоговый преобразователь 13, а устройство 8 определения рассогласования сигналов может быть выполнено в виде дифференциального усилителя с прямым и инверсным входами.

На Фиг. 2 обозначены кривая 1!! фактический закон изменения расстояния от ударной плиты 2 до грунта; кривая 15 — заданный (эталонный) закон изменения расстояния от ударной плиты 2 до грунта; кривая 16 - закон нарастания рассогласования; кривая 17 закон изменения расстояния от ударной плиты 2 до грунта после коррекции.

Способ осуществляют следующим образом.

По предварительной команде груз поднимают над поверхностью земли на заданную высоту и фиксируют в поднятом состоянии. В момент поступления с выхода приемного устройства 6 команды запуска груз освобождается „ например, путем расторможения бараба. на подъемной лебедки. Одновременно включается формирователь 7 эталонного сигнала. При этом импульсы с выхода кварцевого генератора 10 начинают заполнять счетчик 11. Линейно возрастающий цифровой код с разрядных выходов этого счетчика преобразуется с помощью цифрового функционального

5 1000966

1О

15 го формула изобретения

, ни падения груза, в процессе падения груза измеряют расстояние от ударной жения ударной плиты 2 совпадает с эталонной и удар происходит в заданный момент времени Т.

В случае использования принудительного разгона падающего груза пневматическим или иным устройством, а также при действии относительно стабильной силы трения закон формирования эталонного сигнала может быть изменен и приближен к некоторой среднестати55 стической траектории движения падающего груза в этих условиях с тем, чтопреобразователя 12 в другой цифровой код, изменяющийся по закону изменения расстояния от земли до груза, свободно падающего с заданной высоты.

Э от код преобразуется цифро-аналоговым преобразователем в электрический непрерывный сигнал, который поступает на один из входов устройства 8 on" ределения рассогласования; где происходит сравнение его с сигналом, пропорциональным расстоянию от ударной плиты 2 реального падающего груза до поверхности грунта. Если, в идеальном случае, падение груза происходит без отклонений, то вырабатываемый датчиком 5 сигнал не отличается от эталонного сигнала и соударение происходит в момент равенства нулю эталонного сигнала. Если закон изменения расстояния от ударной плиты 2 до грунта (кривая 14) отличается от заданного (кривая 15), то соударение происходит позже заданного момента Т.

Однако при использовании предлагаемого способа этого не происходит, так как только устройством 8 обнаруживается рассогласование между фактическим значением расстояния Н ударной плиты 2 от поверхности грунта и эталонным значением в данный момент времени t, электрогидравлический преобразователь 4 приводит в действие гидроцилиндр 3 и смещает ударную плиту

2 относительно корпуса 1 падающего груза таким образом, чтобы скомпенсировать обнаруженное рассогласование.

Поскольку процессы измерения расстояния, сопоставления и коррекции осуществляются непрерывно, то скор" ректированная траектория (кривая 14) постоянно совпадает с эталонной, а изменение расстояния от плиты 2 до корпуса 1 происходит по закону, несмотря на то, что груз падает не по заданной траектории, траектория двибы свести до минимума перемещение ударной плиты относительно корпуса в процессе корректировки.

Для создания направленного фронта волны при работе с группой источников формирование эталонного сигнала может быть начато с некоторым опережением или отставанием относительно команды запуска для того, чтобы осуществить соответствующее опережение или отставание момента соударения.

Применение предлагаемого способа позволяет при проведении сейсмической разведки методом суммирования отражений серии сейсмических волн, возбужденных одним или группой источников, испольэовать сейсмические источники, работа которых основана на использовании энергии падающего груза, отличающихся высоким КПД, просто ой и надежностью в работе.

Способ возбуждения сейсмических волн, основанный на использовании энергии падающего груза, содержащего корпус и ударную плиту, включающий подьем груза на заданную высоту, фиксирование его в поднятом состоянии и сброс на грунт по команде запуска, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сейсморазведки за счет корректировки времеплиты до грунта, результат измерения в виде электрического сигнала сравнивают с эталонным сигналом, формируемым в соответствии с заданным законом падения груза, определяют рассогласование сигналов и изменяют расстояние между ударной плитой и корпусом груза до устранения рассогласования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США V 3367443, кл . G 01 Ч 1/04, опублик. 1968.

2. Шнеерсон М.Б., Майров В.В. Наземная сейсморазведка с невзрывными источниками колебаний. М., "Недра", 1980, с. 64-65

3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2994511/25, кл. 6 01 Ч 1/147, 1980 (прототип).

1000966

1000966

Риа. 2

Составитель Н. Чихладзе

Техред М. Тепер. Корректор И. Иулла

Редактор А. Лежнина

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1380/49 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5