Вибрационный сейсмический источник

 

1. ВИБРАЦИОННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК, содержащий инерционную массу со встроенной вибрационной катушкой, упругую подвеску инерционной массы, корпус, размещенные на инерционной массе и корпусе направляюоше и расположенные между ними ролики, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при воэвуждении воли различной направленности , он снабжен присоединенным к корпусу стабилизатором уровня вибрационной катушки, упругим элементом , .размещенным между стабилизатором уровня и вибрационной катушкой, и не менее чем двумя сильфонами разного диаметра, образующими друг с другом замкнутую герметичиую полость заполненную жидкостью, при этом сильфон большего диаметра соединен с инерционной массой и основанием корпуса , а сильфон меньтего диаметра с инерционной массой и вибрационной катушкой. 2.Сейсмический источник по п. 1, отличающийся тем, что сильфон меньтего диаметра размещен внутри сильфона большего диаметра. 3.Сейсмический источник по пп. 1 и 2, отличающийся, тем, что стабилизатор уровня вибрационной катушки содержит соединенную с корпусом гайку, винт, находясл щийся во взаимодействии с гайкой, размещенный между винтом и упругим элементом упорный узел, при этом угол поворота винта Ч определяют по выражению (-sinot), где m - величина инерционной масел сы; СП g ускореиие свободного падения; с жесткость упругого элемента; 00 d угол наклона оси источника к дневной поверхности; DI диаметр большего сильфона; 2диаметр меньшего сильфона шаг резьбы винта. Р

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН!

< !! С 01 V 1/155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЪЙ (2I) 3663214/24-25 (22) 05. 10. 83 (46) 23. 05, 85. Бюл. II 19 (72) А. А. Певзнер, Л. А. Певзнер, Н. И. !!!елок и М. Ю. Фефелов (71) Казахский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики Научно-производственного объединения "Рудгеофизика" (53) 550. 83 (088. 8) (56) 1. Патент США I!i 3298456, кл. 181-0.5, опублик. 1967.

2. Авторское свидетельство СССР !! 851302, кл. G Ol V 1/155, !979 (прототип). (54)(57) 1. ВИБРАЦИОНН 1Й СЕЙСМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК, содержащий инерционную массу со встроенной вибрационной катушкой, упругую подвеску инерционной массы, корпус, размещенные на инерционной массе и корпусе направляющие и расположенные между ними ролики, отличающийся там, что, с целью повышения КПЛ при возбуждении волн различной направленности, он снабжен присоединенным к корпусу стабилизатором уровня вибрационной катушки, упругим элементом, .размещенным между стабилизатором уровня и вибрационной катушкой, и не менее чем двумя сильфонами разного диаметра, обраэукицими друг с другом замкнутую герметичную полость

„„SU„„ l 157503 заполненную жидкостью, прн этом сильфон большего диаметра соединен с инерционной массой и основанием корпуса, а сильфон меньшего диаметра— с инерционной массой и вибрационной катушкой.

2. Сейсмический источник по и. о т л и ч а ю ш и и с я тем, что сильфон меньшего диаметра размещен внутри сильфона большего диаметра.

3. Сейсмический источник по пп. 1 и2, отличающийся тем, что стабилизатор уровня вибрационной катушки содержит соединенную с корпусом гайку, винт, находящийся во взаимодействии с гайкой, размещенный между винтом и упругим элементом упорный узел, при этом угол поворота винта Ч определяют по выражению

2#i ша!12 — --"- (1- э иЫ), cpD где ш — величина инерционной массы;

- ускорение свободного падения; с - жесткость упругого элемента; о — угол наклона оси источника к дневной поверхности;

D, — диаметр большего с льфона;

9 — диаметр меньшего сильфона р — mar резьбы винта.

1157

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано для возбуждения сейсмических волн.

Известно устройство для ноэбужде- 5 ния сейсмических колебаний, содержащее основание, инерционную массу со встроенной вибраиионной катушкой, стойки, пружины, рычаги с эластичными лопатками для связи движущей системы с массой и основанием (12, Недостатком устройства является неспособность эластичных лопаток воспринимать поперечные составляющие силы, возникающие при наклоне источни- 15 ка, беэ значительных деформаций или разрушения, что не позволяет изменять направленность источника в широких пределах и испольэовать его в качестве источника поперечных волн, Кроме 20 того, наличие значительного количества элементов для передачи движения от катушки к инерционной массе (рычаги, эластичные лопатки, кронштейны) приводят к потере мощности на 25 дополнительное демпфирование этими деталями.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является вибрационный сейсмический источник, gp содержащий инерционную массу с встроенной вибрационной катушкой, упругую подвеску инерционной массы, корпус, размещенные на инерционной массе и корпусе направляющие и расположенные З между ними ролики.

Источник обеспечивает возбуждение волн разной направленности (2).

Недостатком известного устройства является низкий КПД, 40

Целью изобретения является повышение КПД при возбуждении волн различной направленности.

Поставленная .целью достигается тем, что вибрационный сейсмический источник, содержащий инерционную массу со встроенной вибрационной катушкой, упругую подвеску инерционной массы, корпус, размещенные на инерционной массе и корпусе. направляющие и расположенные между ними ролики, снабжен присоединенным к корпусу стабилизатором уровня вибрационной катушки, упругим элементом, размещенным между стабилизатором уровня и вибрационной катушкой, и ие менее чем двумя сильфонами разного диаметра, образующими друг с

503 г другом замкнутую герметичную полость, заполненную жидкостью, при этом сильфон большего диаметра соединен с инерционной массой и основанием корпуса, а сильфон меньшего диаметра — с инерционной массой и вибрационной катушкой.

Для уменьшения габаритов источника сильфон меньшего диаметра размещен внутри сильфона большего диаметра.

Кроме того, стабилизатор уровня вибрационной катушки содержит соединенную с корпусом гайку, винт, находящийся во взаимодействии с гайкой, размещенный между винтом и упругим элементом упорный узел, при этом угол поворота винта V определяют по выражению г

2мтаРг (1 — s inel), cpD где m — величина инерционной массы;

g - ускорение свободного падения; с — жесткость упругого элемента; с — угол наклона оси источника к дневной поверхности;

D„ — диаметр большого сильфона;

Р— диаметр меньшего сильфона; р — шаг резьбы винта, На чертеже изображено предпагаемое устройство, общий вид.

Источник содержит основание 1, которое совместно со стойками 2, крестовиной 3 образует корпус. Инерционная масса 4, основную часть которой составляет магнитопровод 5, обмотка подмагничив.ания б и арматура подвешены внутри корпуса на упругой подвеске, например пружинах 7. К инерционной массе 4 и стойкам 2 прикреплены направляющие, 8, между которыми помещены ролики 9.

К основанию 1 жестко прикреплено дно сильфона 10 большего диаметра.

Фланец ll соединен одновременно с сильфонами 10 и 12 и жестко прикреплен к инерционной массе 4. Дно сильфона 12 меньшего диаметра соединено с вибрационной катушкой 13 посредством штока 14. Внутренняя замкнутая полость, образованная сильфонами 10, !

2 и фланцем 11, заполнена жидкостью

15. Сильфон 12 меньшего диаметра может быть размещен внутри сильфона

10 большего диаметра с целью уменьшения габаритов источника.

157503 4 винт 17 и в гайке !6 относительно крестовины 3 и изменяют через подшипник 18 и обойму 19 осадку упругого элемента 20.

Так при наклоне оси источника к дневной поверхности на угол с, осевая составляющая веса инерционной массы 4 изменяется на величину

mg (l-sind). Для этого случая выраже, 1О ние равновесия сил имеет ип

М (1-S>n<)= С! 21; где m — величина инерционной массы;

15 ускорение свободного падения; о — угол наклона оси источника

\ к дневной поверхности; йЬ вЂ” смещение инерционной массы относительно каркаса;

D. — диаметр большого сильфона;

D2 — диаметр меньшего сильфона; угол поворота винта; р — шаг резьбы винта, с — коэффициент жесткости упругого элемента; с„ — коэффициент жесткости подвески инерционной массы.

Для сохранения неизменным уровня

30 вибрационной катушки 13 необходимо обеспечить равенство нулю смещения инерционной массы 4 относительно корпуса при любом наклоне источника.

Подстановка в (1)аh=O позволяет получить выражение для определения угла поворота винта, необходимого для сохранения неизменным уровня вибрационной катушки 13 при наклоне источника з 1

С крестовиной 3 соединен стабилизатор уровня вибрационной катушки, содержащий гайку 16, находящийся во взаимодействии с ней винт 17, и размещенный на его конце со стороны вибрационной катушки 13 упорный узел, выполненный, например, в виде подшипника 18 и обоймы 19. Между обоймой 19 стабилизатора уровня вибрационной катушки и вибрационной катушкой 13 помещен упругий элемент

20, например, винтовая пружина.

Вибрационный сейсмический источник работает следующим образом.

Источник основанием 1 установливают на грунт, Управляющее переменное напряжение подают на вибрационную катушку 13, расположенную в зазоре магнитопровода 5, на обмотку подмагничивания 6 которого подают постоянное напряжение, Силы взаимодействия между возникающими электромагнитными полями приводят к взаимному колебанию вибрационной катушки 13 и магнитопровода 5, являющегося составной частью инерционной массы 4. Колебания вибрационной катушки 13 относительно инерционной массы 4 передаются посредством штока 14 через дно сильфона 12 меньшего диаметра на жидкость 15. Изменение давления в замкнутой полости между сильфонами

10 и 12 и фланцем ll обусловленное перемещением дна сильфона 12, вызывает изменение усилия, приложенного к инерционной массе 4 и основанию 1.

Электромагнитная сила взаимодействия токов в вибрационной катушке 13 и обмотке подмагничивания 6, приложенная к инерционной массе 4, совпадает по фазе с силой давления жидкости 15 на инерционную массу 4, поэтому развиваемое виброисточником усилие определяется суммой этих двух сил.

Фиксацию осевого положения инерционной массы 4 обеспечивают ролики

9 sa счет их перемещения относительно стоек 2, направляющих 8, и пружины 7.

При изменении угла наклона источника к дневной поверхности осевая составляющая веса инерционной массы

4 изменяется и под действием пружин 7 инерционная масса 4 занимает некоторое новое положение. Для сохранения уровня вибрационной катушки 13 относительно магнитопровода 5 вращают

40 2TimeD z (I — s inc() . _#_)

pcD

Применение в предлагаемом устройстве сильфонов различного диаметра значительно повышает КПД сейсмического источника. Так, например, при соотношении квадратов диаметров сильфонов равном пяти, развиваемое источником усилие увеличивается в несколь" ко раз. Следовательно, мощность иэ50 лучения, а соответственно и КПД только за счет увеличения развиваемого усилия увеличивается.

Применение стабилизатора уровня вибрационной катушки позволяет поду держивать постоянным уровень вибрационной катушки в зазоре магнитопровода при любом наклоне источника.

Это обеспечивает работоспособность

1157503

1б

Составитель Г бокарев

Редактор А, Шандор Твнрвд И,Кузьма Корректор И, Сацбораиал

° ттрнeetaeee åååååååååå åþååå åþåþåþå åååååèåþâåâååþе ee е..âåþåþåååååâååàþ Å ååàåàåå

Зевав 3364/М Тюрем 746 йадпнснае

5HfWOH Гадудвратнвннюго хдиите а C66F

f16 ДЮЛЮИ ИЗР6 Ф 1ФИИЙ И 01МРЫтйй

1 ) 3635в КФФВЮФу Ж-.35) РЮУЖФХМ NO5 t OI 41 5 ю ю Ю де pt W вф Ч1 9k% et Ф 66 Щ % 55 et Ю 65 Ю Н 1 Ю Я Ю Ю 69 Ф Я ЯНЮ Ф ФЧ Ф Ю ЮФ ай% В Ф В В В%В Ф Ю яй Ю Э ю I5 %k Pt et 65 В Ю Ю ю

Физви ЛПП йвтвнт, г, Увгарад, ул, Праектнаа, А источника при оптимальной высоте обмотки вибрационной катушки, что, в свою очередь, повышает КПД источника эа счет исключения рассеивания мощности на участках обмотки вибрациониой катушки, находящихся вне магнитного запора и поэтому не создавших

yr ига.