Источник сейсмических волн

 

ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащий герметический бак со стенками и подвижными друг относительно друга верхним и нижним основаниями, возбудитель механических колебаний, установленный на жесткой поперечной перегородке, разделяющей полость герметического бака на две полости переменного объема, одна из которых, верхняя, заполнена жидкостью и газом, а нижняя - жидкостью, клапаны, связывающие полости между собой, пригруэочную массу и излучающую плиту, о т л и ч а ю щ и и с я тем,что,с целью упрощения и повышения надежности работы источника,верхнее основание выполнено /подвижным относительно стенок герметического бака и на нем установлен дополнительный рменныйпригруз. чУУхх х у;Х 9 р ЯЭ 5

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК ((9) . (1)).

3(51) G 01 V 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСЯОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ф

"4-4(, „"1-@ 4

"« ею

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

fI0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3597236/18 25

{22) 26.05. 83 (46) 30.08,84. Вюл. )) 32 (72) И,М.Чуркин и С.П.Чуркина

-(7l) Тольяттинский политехнический институт

1 (53) 550.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 721789, кл. 6 01 V 1/133, 1974, 2, Авторское свидетельство СССР

Р 798663, кл. G 01 Ч 1/133, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР . по заявке Р 3519897/18-25, кл. G 01 V 1/135, 1982 (прототип), (54)(57) ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащий герметический .бак со стенками и подвижными друг относительно друга верхним и нижним основаниями, возбудитель механических колебаний, установленный на жесткой поперечной перегородке, разделяющей полость герметического бака на две полости переменного обьема, одна.из которых, верхняя, заполнена жидкостью и газом, .а нижняя — жидкостью, клапаны, связывающие полости между собой, пригруэочную массу и излучающую плиту о т л н ч а ю шийся "тем,что,с целью упрощения и повышения надежности работы источника, верхнее основание выполнено подвижным относительно стенок герметического бака и íà нем установлен допол- i нительный сменный пригруэ. 9

Йэобретеиие относится к сейсморазведке и предназначено для возбуждения сейсмических волн невзрывиым способом при геофизической разведке полезных ископаемых.

Известны устройства для возбужденияя сейсмических волн без производства взрыва,, состоящие из герметического корпуса с подвижным основанием, возбудителя механических колебаний, выполненного в виде электрического двигателя возвратно-поступательного движения, жесткой перегородки, разделяющей полость герметического корпуса на две полости изменяющегося объема - газовую полость, заполненную 15 жидкостью и газом, и полость, заполненную жидкостью, пригрузочной массы и излучающей плиты.

Для срабатывания такого источника возбуждают электрический двигатель.

Bo3íHêàíùèå при этом электромагнитные силы, усиленные гидравлическим трансформатором сил и перемещений, действуют между излучающей плитой и пригрузочной массой, отталкивая их друг относительно друга, При этом переме" щения пригрузочной массы и излучающей плиты, установленной на поверхности грунта, сопровождаются деформацией грунта и возбуждением сейсмических волн t 13, 30

К недостаткам такого устройства едует отнести перегрев двигателя изза отсутствия циркуляции жидкости в корпусе, низкую частоту повторения рабочих циклов вследствие большого З5, времени, затрачиваемого на возвращение якоря двигателя и пригруэочной массы в исходное положение,.а также непостоянство давления в газовой полости при перемещении пригрузочной 40 массы относительно излучающей плиты, Известен также источник сейсмичес. ких волн, у которого в жесткой перегородке выполнены клапаны, соединяющие газовую полость с полостью, эа- .45 полненной жидкостью, что позволяет обеспечить циркуляцию жидкости и снизить температуру нагрева двигателя (21, Недостатками этого источника являются низкая частота повторения рабочих циклов и непостоянство давления в газовой полости при перемещении пригрузочной массы относительно . излучающей плиты.

Наиболее близким техническим решением к прецлагаемому является источник сейсмических волн, содержащий полый герметический.бак со стенками и гюдвижными друг относительно дру-, га верхним и нижним основаниями, возбудитель механических колебаний, уста.60 новленный на жесткой поперечной перегородке, разделяющей полость герметического бака на две полости переменного объема, из которых верхняя заполнена жидкостью и газом, а нижняя 65 жидкостью, клапаны, связывающие по» лости между собой, пригруэочную массу и излучающую. плиту. Гак выполнен в виде стаканов, установленных один в другом с воэможностью относительного осевого перемещения. К одному из стаканов жестко подсоединен корпус цилиндра, заполненного газом или жидкостью, а к другому - поршень цилиндра. Полости цилиндра и верхней полости бака сообщаются трубопроводом, При раздвижении стаканов на такую же величину перемещается поршень цилиндра и передавливает s полость бака газ или жидкость, компенсируя потерю давления в полости бака133, Недостатком устройства является сложность системы компенсации давления и ненадежность работы.

Цель изобретения — упрощение и повышение надежности работы источника.

Поставленная цель достигается тем, что в источнике сейсмических волн, содержащем герметический бак со стенками и йодвижными друг относительно друга верхним и нижним основаниями, возбудитель механических колебаний, установленный на жесткой поперечной перегородке, разделяющей полость герметичного бака на две,полости переменного объема, из которых, верхняя, заполнена жидкостью и газом, а нижняя - жидкостью, клапаны, связывающие полости между собой, пригрузочную массу и излучающую плиту, верхнее основание выполнено подвижным относительно стенок. герметического бака и на нем установлен дополнительный сменный пригруз. .На чертеже показан источник сейс- мических волн, Устройство состоит иэ стакана 1 с жестким основанием, являющимся излучающей плитой источника. Внутри стакана 1 расположен цилиндр, выполненный в виде подвижного стакана 2 с основанием. Зазор между стаканами

1 и 2 герметизирован уплотнениями 3.

К жесткой. поперечной перегородке, связанной со. стаканом 2, неподвижно закреплен возбудитель механических колебаний, состоящий из корпуса 4 и якоря 5, подпружиненного пружиной б, которая служит для возврата и фиксации якоря 5 в исходном положении.

Стаканы 1 и 2 образуют герметический бак источника сейсмических волн.

Жесткая перегородка разделяет полость герметического бака на две полости изменяющегося объема, из кото- . рых верхняя 7 заполнена жидкостью и газом, а нижняя 8 — жидкостью. Полость 7 соединена с полостью 8 клапа-. нами 9, установленными на жесткой поперечной перегородке.

Верхнее основание стакана 2 выполнено подвижным, например, в виде поршня 10 с уплотнением 11. На поршне

1111114

Составитель Н.Чихладзе

Редактор М.Недолуженко Техред С.Легеэа Корректор М.Максимишинец

Заказ б 305/37 . Тираж 710 Подписи ое

ВНИИПИ. Государственного комнтета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

10 закреплен дополнительный пригруз

12, величина которого выбирается иэ условия обеспечения необходимого избыточного давления в газовой полости 7.

Источник погружен пригрузочной массой 13.

В исходном положении гаэ в полости 7 бака источника находится под избыточным давлением, которое определяется величиной дополнительно- 10 го пригруэа 12.

Для возбуждения источника сейсмических волн якорь 5 возбудителя механических колебаний перемещают вниз относительно корпуса 4. Возврат. f5 ная пружина при этом сжимается, а в нижней полости 7 над подвижным основанием 2 создается избыточное давление, которое перемещает подвижное основание стакана 2 вниз и сжимает грунт, возбуждая тем самым сейсмические волны. Жестко соединенные корпус 4, стакан 2 и пригрузочная масса 13 перемещаются вверх. При этом дополнительный пригруз 12 с поршнем

10 на интервале действия импульса силы z акже перемещается вверх. Это перемещение вызвано- возрастающим давлением в полости 7, обусловленного перемещением вверх стакана 2.

Перемещение поршня 10 и дополнитель- ЗО ного пригруза 12 продолжается до тех пор, пока их вес не будет уравновешен силами избыточного давления газа в полости 7, т.е. пока в полости 7 ие установится первоначально заданное35 избыточное давление.

По окончании процесса формирования сейсмических волн якорь 5 возбудителя механических колебаний под действием пружины 6 возвращается в 4g исходное положение. Жесткость пружины б выбирается из условия обеспечения минимально необходимого времени возвращения якоря. Поскольку. время возвращения якоря с целью повышения- частоты повторения рабочих циклов выбирается меньше времени воэвращения пригрузочной массы 13 со стаканом

2, то на некоторое время в полости

8 задается разряжение по отношению к полости 7. Под действием этого разряжения клапаны 9 открываются и жидкость из полости 7 перетекает в полость 8, чем достигается компенсация разряжения, при этом объем полости 8 и объем, занимаемый газом в полости 7, возрастает, а давление газа в полости 7 уменьшается. В результате поршень 10 с дополнительным пригрузом 12 перемещается вниз до тех. пор, пока в полости 7 не восстановится первоначальное давление газа. Таким образом в герметическом баке источника обеспечивается постоянство давления газа.

После выравнивания давления в полостях 7 и 8 клапаны 9 под действием пружин, а также под действием возрастающего давления в полости 8, обусловленного весом пригрузочной массы 13 закрываются, якорь возвращается в исходное положение и источник готов к повторному возбуждению сейсмических волн.

При каждом возбуждении источником сейсмических волн стаканы 1 и 2 все больше и больше расходятся, увеличивая объем полости 8 на некоторую величину и уменьшая на .эту же величину объем жидкости в полости 7. При этом объем газа в полости 7 остается постоянным, чем и достигается стабилизация давления в газовой полости источника.

После серии возбуждений источником сейсмических волн в интервале между сериями один из клапанов 9, выполненный управляемым, открывается и под действием собственного веса пригрузочная масса 13 и стакан 2 возвращаются в исходное положение, а жидкость из полости 8 через открытый клапан 9 перетекает в полость 7. При этом стакан 2 перемещается вниз как относительно стакана 1, так и относительно поршня 10 и дополнительного пригруза 12, чем обеспечивается постоянство давления в газовой полости при перемещении пригрузочной массы в первоначальное положение.

Применение предлагаемого изобретения позволяет перемещение якоря и пригрузочной массы осуществлять при постоянном давлении в газовой полости и поэтому отпадает необходимость в специальных устройствах для поддержания давления газа постоянны, чем и достигается повышение надежности и продолжительности работы источника сейсмических волн, а также снижается себестоимость источника в целом.