Возбудитель вибраций гидравлического источника сейсмических сигналов

 

1. ВОЗБУДИТЕЛЬ ВИБРАЦИЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий силовую раму, образованную поперечиной со стойками и опорной плитой, инерционную массу со сквозным цилиндрическим каналом, разделенным в средней части двумя стаканами с фланцами, закрепленными на инерционной массе, и установленными в них плунжерами,. и гидравлические рабочие полости, образованные стаканами и плунжерами, один из кото ййл 11; Т&ИА. рых соединен с опорной плитой, а дру гой - с поперечиной, о т л и чаю щ и и с я тем, что, с целью упрощения перенастройки при измеиении энер гии воздействия на грунт, повыпения долговечности и увеличения сейсмической эффективности за счет расширения диапазона изменения излучаемой энергии , каждый стакан снабжен диом и размещен с возможностью перемещения „ относительно инерционной массы и другого стакана, между доньями стаканов образована заполненная жидкостью полость управления, при зтом на торцах инерционной массы зафиксированы съемные ограничители перемещения стаканов , соединенные с фланцами стаканов посредством пружин и снабженные регулировочными винтами. 2. Возбудитель вибраций по п. 1, о сличающийся тем, что е ограничители перемещения стаканов выполнены в виде фланцев, в которых выполнены сквозные расточки под плунжеры и внутренние pacto4kiF под фланцы стаканов..

о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сссс юФ

РЕСПУБЛИК аа а1Э

600

З.аЭс 6 01 V 1 155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с фс ";"с ":1 ").с1 ., э

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfÍÐÜÏÚ9 (21) 3586014/18-25 (22) 27.04.83 . (46) 30.06.84,Бюл. Ф 24 (72) Н.В.Буров (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина (53) 550.83(088.8) (56) 1. Патент США И 3159233, кл. 181-119, опублик. 1964.

2. Авторское, свидетельство СССР

У 612196, кл. С 01 Ч 1/02, 1977 .(прототип)..(54)(57) 1. ВОЗБУДИТЕЛЬ ВИБРАЦИЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА СЕЙСМИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ, содержащий силовую раму, образованную поперечиной со стойками с и опорной плитой, инерционную массу со сквозным цилиндрическим каналом, разделенным в средней части двумя стаканами с фланцами, закрепленными на инерционной массе, и установлен- ными в них плунжерами,. и гидравлические рабочие полости, образованные стаканамн и плунжерами, один из которых соединен .с опорной плитой, а другой — с поперечиной, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упроще" ния перенастройки при изменении энергии воздействия на грунт, новьаиеиия долговечности и увеличения сейсмической эффективности эа счет распярения диапазона изменения излучаемой энергии, каждый стакан снабжен дном и размещен а возможностью перемещения относительно инерционной массы и другого стакана, между доньями стаканов образована заполненная жидкостью полость управления, при этом на торцах инерционной массы зафиксированы съемные ограничители перемещения стаканов, соединенные с фланцами стаканов посредством пружин и снабженные регулирдвочными винтами.

2. Возбудитель вибраций по п. 1, отличающийся тем, что ограничители перемещения стаканов выполнены в виде. фланцев, в которых вы.полнены сквозные расточки под плунжеры и внутренние расточки.под фланцы

-стаканов.

1 1 100

Изобретение относится к геофизике, а именно к наземной сейсмической разведке с невзрывными источниками колебаний, в частности к гидралическим устройствам- для возбуждения сейс5 мических сигналов.

Известен возбудитель вибраций гидравлического источника сейсмических сигналов, содержащий силовую раму, 10 соединенную с опорной плитой, и инерционную массу с размещенным в ней поршневым узлом, выполненным в виде поршня- со штоками, причем один шток соединен с силовой рамой, другой - с опорной плитой. В этом устройстве инерционная масса, связанная с поршневым узлом и совершающая возвратно-поступательное движение, передает воздействие на опорную плиту, установленную на грунт 11.

Недостатком такого устройства является невозможность управления его энергией воздействия на грунт $ 1J.

Наиболее близким к изобретению яв- 25 ляется возбудитель вибраций гидравли- . ческого источника сейсмических сигналов содержащий силовую раму, образованную поперечиной со стойками и опорной плитой, инерционную массу со сквозным. цилиндрическим каналом, разделенным в средней части. двумя стаканами с фланцами, закрепленными на инерционной массе, и установленными в них плунжерами, и гидравлические рабочие полости, образованные. стаканами и

35 плунжерами,,оДин из которых соединен с опорной плитой, а другой †. с поперечиной. Жидкость под давлением попе- ременно подается В гидравлические ра 40 бочие полости, и инерционная масса совершает возвратно-поступательное

Движение, передающееся опорной плите, установленной на грунт. В этом возбудителе вибраций инерционная масса установлена в среднее положение, при котором высоты рабочих гидравлических полостей равны, имеет вполне определенное положение по отношению к силовой раме и связана с ней посредством упругих элементов, применяемых для

50 ее вывешивания в среднее положение -. перед запуском источника в работу, Датчик положения инерционной массы необходим для коррекции входного сигнала. Это среднее положение инерционной массы определяет соответствующую настройку упругих элементов и датчика положения инерционной массы (23.

600 2

Однако в данном устройстве при пе-. ренастройке возбудителя вибрация ДЛя изменения энергии воздействия на грунт (независимо от того, происходит увеличение или уменьшение высоты; гидравлических рабочих полостей), изменяется среднее положение инерционной массы по отношению к силовой раме, что приводит к необходимости дополнительной перенастройки упругих ,элементов и датчика положения инерI ционной массы, Кроме того, при изменении высоты гидравлических рабочих полостей, осуществляемом вращением нагруженных гаек, возможно заклинивание элементов поршневой группы, что может привести к повреждению уплотнений и трущихся поверхностей и снижению долговечности возбудителя вибраций. Выполнение герметичной перегородки неподвижной и жесткой также не способству ет повышению долговечности возбудителя вибраций, поскольку при возникновении различных неисправностей в системе управления возбудителя вибраций возможен жесткий удар плунжеров о rep" метичную перегородку, приводящий к выходу из строй этих элементов. Диапазон изменения энергии воздействия на грунт ограничен и определяется длиной сквозного цилиндрического канала, имеющего постоянное сечение по всей длине, выполненного в инерционной массе.

Цель .изобретения — упрощение перенастройки при изменении энергии воздействия на грунт, повышение долговечности и увеличение сейсмической эффективности за счет расширения диапазона изменения излучаемой энергии.

Поставленная цель достигается тем, что в возбудителе вибраций гидравлического источника сейсмических сигналов, содержащем силовую раму, образованную поперечиной со стойками и опорной плитой, инерционную массу со сквозным цилиндрическим каналом, разделенным в средней части двумя стаканами с фланцами, закрепленными на инерционной массе, и установлснными в них плунжерами, и гидравлические рабочие полости1образованные стаканами и плунжерами, один из которых соединен с опорной плитой, а цругой— с поперечиной, каждый стакан снабжен дном и размещен с возможностью перемещения относительно инерционной.массы и другого стакана, между доньями

3 1100 стаканов образована заполненная жидкостью полость управления, при этом на торцах инерционной массы зафиксированы съемные ограничители перемещения стаканов, соединенные .с фланцами стаканов посредством пружин и снабженные регулировочными винтами.

Кроме того, ограничители перемещения стаканов выполнены в виде фланцев, в которых выполнены сквозные 10 расточки под плунжеры и внутренние расточки под фланцы стаканов.

На чертеже изображен предлагаемый возбудитель вибраций.

Возбудитель вибраций содержит стой-15 (ки 1, которые одним концом приварены к поперечине 2, а другим соединены при помощи болтов 3 с опорной плитой

4, установленной на грунт 5, инерционную массу 6 с цилиндрическим сквоз- 20 ным каналом, разделенным в средней части двумя стаканами 7 и 8, установленными в цилиндрическом сквозном канале с возможностью относительного осевого перемещения, снабженными флан- 25 цами, образуя между собой гидравлическую полость 9 управления. Внутри стаканов 7 и 8 установлены плунжеры 10 и 11, образующие с ними гидравлические рабочие полости 12 и 13. Плунжер З0

10 соединен с поперечиной 2, а плунжер 11 с опорной плитой 4 болтами 14, причем при перенастройке плунжеры 10 и 11 зафиксированы относительно друг друга. На торце инерционной массы 6 установлены и жестко связаны с ней

35 при помощи болтов 15 съемные ограни" чители 16 перемещения стаканов 7 и 8, соединенные с фланцами этих стаканов посредством съемных пружин 17. Огра40 иичители 16 перемещения снабжены регулировочными винтами 18 и выполнены в виде фланцев, в которых выполнены сквозные расточки под плунжеры 10 и

11 и внутренние расточки под фланцы стаканов 7 и 8. Съем пружин 17 осу45 ществляется при помощи болтов 19. !

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении возбудителя 50 вибраций, при котором стаканы 7 и 8 поджаты к инерционной массе 6 при помощи пружин 17, а инерционная масса

6 установлена с помощью .упругих элементов (не показаны) в среднее поло- 55 жение, обеспечивающее равенство высот гидравлических рабочих полостей

12 и 13, рабочая жидкость под давле600 4 нием подается в гидравлическую полость

9 управления. При этом стаканы 7 и 8, преодолевая сопротивление пружин 17, перемещаются друг относительно друга в осевом направлении до упора с регулировочными винтами 18 ограничителей

16 перемещения. По завершении перемещения стаканов 7 и 8 гидравлическая полость 9 управления отсекается от источника питания, оставаясь заполненной рабочей жидкостью под давлением.

Далее рабочая жидкость под давлением циклически подается в противофазе в гидравлические рабочие полости 12 и

13 (подвод жидкости не показан). При этом инерционная масса 6 совершает„ возвратно-поступательное движение относительно опорной плиты 4, установленной на грунт 5. Реактивные силы, возникающие при движении инерционной массы 6, вызывают колебания опорной плиты 4, в результате чего в грунте

5 возбуждаются сейсмические волны.

Перенастройка возбудителя вибраций при изменении энергии воздействия на грунт 5 осуществляется следующим образом.

Гидравлическая полость 9 управления соединяется со сливом. Под действием пружин 17 стаканы 7 и 8 отжимаются к инерционной массе 6, а регулировочные винты 18 устанавливаются в положение, определяющее требуемую высоту гидравлических рабочих полостей 12 и 13.

Перенастройку возбудителя вибраций можно производить, также по-другому.

При фиксированном положении регулировочных винтов 18 и отпущенных болтах 15 между ограничителями 16 перемещения и-инерционной массой 6 устанавливаются шайбы необходимой толщины, определяющей требуемую величину. изменения высоты гидравлических рабочих полостей 12 и 13.

На работу возбудителя вибраций существенное влияние оказывает величина давления рабочей жидкости, под которой она находится в гидравлической полости 9 управления. При подаче в гидравлическую полость 9 управления рабочей жидкости под давлением, обеспечивающим усилие на каждый из стаканов 7 и 8, превышающее суммарное усилие со стороны рабочей жидкости, находящейся под максимальным давлением в гидравлической рабочей полости 12 или 13 и пружин 17, жесткость возбу1100600 дителя вибраций определяется гидравлической жесткостью полостей 12 и 13.

При подаче в гидравлическую полость

9 управления рабочей жидкости под давлением, обесйечивающим усилие под- 5 жатия стаканов 7 и 8 к регулировочным винтам 18 в момент времени работы возбудителя вибраций, при котором давления рабочей жидкости в гидравлических. рабочих полостях 12 и 13 равны, которое меньше суммарного усилия со стороны рабочей жидкости, находящейся под максимальным давлением в полости. 12 или 13 и пружин 17, жесткость возбудителя вибраций определя- 15 ется гидравлической жесткостью полос" тей 9, 12 и 13 и жесткостью пружин 17 °

Предлагаемое устройство позволяет упростить перенастройку возбудителя вибраций прн изменении энергии воз- 20 действия на грунт, которое достигается за сЧет того, что при перенастройке плунжеры зафиксированы друг относительно друга, а изменение высоты гидравлических рабочих полостей 25 .осуществляется относительным осевым перемещением стаканов, не связанных с силовой рамой,. что не влечет за со. бой дополнительной перенастройки упруги» элементов и датчика положения 30 инерционной массы. Перемещение стака- . нов в сквозном цилиндрическом канале инерционной массы осуществляется под действием .рабочей жндкости или.пружину чтО исключает вОзможность закли нивания, повреждения уплотнейий и трущихся йоверхностей и повышает долгр вечность возбудителя вибраций. Стаканы, жестко йесвязанные а инерционной массой,образуют между собой гидравли- 40 ческую полость управления, заполненную рабочей жидкостью, что при различных неисправностях в работе системы управления возбудителя вибраций за счет возможности .перемещения стаканов в осевом направлении и сжнмаемости рабочей. жидкости исключает жесткий удар плунжеров о стаканы и способствует также повышению долгрвечности возбу-, :дителя вибраций. Предлагаемое устройство имеет более широкий диапазон из менения энергии,воздействйя на грунт, что достигается за счет расширения диапазона изменения жесткости возбудителя вибраций, Жесткость устройства может определяться не только жесткостью гидравлических рабочих полостей, но и жесткостью гидравлической полости управления, а также жесткостью пружин. Введение дополнительной жесткости в виде гидравлической полости управления неравнозначно увеличению высоты гидравлических рабочнх полостей на высоту гидравлической полости уп- . равления, поскольку площади стаканов со стороны гидравлических рабочих полостей отличны от площадей сФаканов со стороны гидравлической полости управления, Кроме того, при фиксированной высоте гидравлической полости управления, изменяя величину давления рабочей жидкости, подаваемой в эту полость, а также жесткость пружин, которые выполнены сьемными, можно изменять жесткость гидравлической полости управлений, à следовательно, и жесткость возбудителя вибраций, что также обеспечивает расширение диапазона изменения энергии воздейст.- . вия на грунт.

Составитель Н.Чихладзе

Редактор М:Петрова Техред О.Неце Корректор)Л. Пилипенко

Заказ 4577/36 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент" r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 (