Устройство для возбуждения поперечных волн

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ вЪЗБУВДЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН, содержащее силопередающий элемент в виде опорной плиты и закрепленный на ней импульсный источник двух горизонтальных противоположно направленных сил, выполненный в виде жестко связанного с опорной плитой цилиндра и подвижно сопряженного с ним поршня, образукнцих рабочую и демпферную камеры , и тормозное устройство., отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено накопительной камерой с отверстием на торце, расположенной между рабочей камерой и тормозным устройством, а тормозное устройство выполнено в виде состоящего из двух противоположно расположенных раструбов диффузора, закрепленного на плите (Л с возможностью изменения расстояния до накопительной камеры.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (l 1) 4(51i С 01 U 1/053 н авто сном СвидкткпьСтвУ

ГОСУДАРСТВЕНН Й НОМИТЕТ СеСР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3552725/24-25 (22) 16.02.83 (46) 30,05.85. Бюл. Ю - 20 (72) В.А. Куликов, С.M. Жданов и А.Н. Арженков (71) Институт геологии и геофизики им. 60-летия СССР СО АН СССР (53) 550.83(088.8) (56) 1. Патент СССР Ф 412695, кл. G 01 U 1/053i 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке - 3389466/18-25 (020385)> кл. G 01 Ч 1/053, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН, содержащее силопередающий элемент в виде опорной плиты и закрепленный на ней импульсный источник двух горизонтальных противоположно направленных сил, выполненный в виде жестко связанного с опорной плитой цилиндра и подвиж но сопряженного с ним поршня, образующих рабочую и демпферную каме-, ры, и тормозное устройство, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено накопительной камерой с отверстием на торце, расположенной между рабочей камерой и тормозным устройством, а тормозное устройство выполнено в виде состоящего из двух противоположно расположенных раструбов диффузора, закрепленного на плите с возможностью изменения расстояния до накопительной камеры.

58952 2 ной камеры, который начинается вскоре после момента подрыва рабочей смеси газов во взрывной камере

1 !1

Изобретение относится к геофизическим исследованиям, а именно к устройствам для возбуждения упругих поперечных колебаний на поверхности земли за счет вьпслопа сжатого до высокого давления газа применительно к задачам наземной и морской разведки.

Известен источник поперечных волн в грунте, содержащий генератор двух равных и противоположно направ S ленных сил, выполненный в виде цилиндра и поршня с неравными массами, опору для размещения генератора и управляющее устройство в виде одной или нескольких пружин с заданными коэффициентами жесткости, через которые генератор сил связан с грунтом. В результате того что.жесткость пружин не одинакова, генератор через опору воздействует на грунт двумя противоположно направленными и неравными друг другу силами. Результирующая сила, приводящая к излучению поперечных волн, равна их разности 1 1 ).

Недостатком этого источника является низкий КПД вследствие того, что возцействие на грунт производится равнодействующеи двух противоположно направленных сил, которая меньше наибольшей иэ них, что приводит к необратимым потерям энергии, выделенной в генераторе устройства.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для возбуждения поперечных сейсмических волн, содержащее силопередающий элемен в виде опорной плиты и закрепленный на ней импульсный источник двух равных по величине и противоположно направленных горизонтальных сил, выполненный в виде жестко связанного с опорной плитой цилиндра и подвижного поршня, образующих рабочую и демпферную камеры, в которой размещено погруженное в жидкость тс .озное устройство (2 j-. вия.

Устройство для возбуждения по45 перечных волн содержит опорную плиту 1 с элементами 2 связи с грун-. том, цилиндр 3 с подвижным поршнем ц, разделяющим цилиндр 3 на демпФерную 5, рабочую б и накопительную

50 камеры,,тормозное устройство 8 с рассекателем 9, воздуховоды 10 — 13, редуктор 14 низкого давления, электропневмоклапан 15. Накопительная камера 7 имеет отверстие 16 и каИ нал I7.

Устройство для возбуждения поперечных волн работает следующим образом.

Недостатком этого устройства является невысокая сейсмическая эффективность вследствие того, что две равные и противоположно направленные силы источника передаются на грунт через малый промежуток времени, обусловленный умень. шением внутреннего объема демпферисточника.

Кроме того, область применения устройства ограничивается условиями положительных температур окружающей среды иэ-эа использования взрыва стехиометрической смеси газов

iQ в качестве источника энергии. Это исключает эксплуатацию устройства в районах Сибири и Дальнего Востока, где все сейсмические работы проводятся в зимнее время при низких температурах окружающего воздуха, Цель изобретения — повышение КПД и расширение эксплуатационных воэможностей.

Поставленная цель достигается

2О тем, что устройство для возбуждения поперечных волн, содержащее передающий элемент в виде опорной плиты и закрепленный на ней импульсный источник двух горизонталь— Б ных противоположно направленных сил, выполненный в виде жестко связанного с. опорной плитой цилиндра и подвижно.сопряженного с ним поршня, образующих рабочую и демпферную камеры, и тормозное устройство, снабжено накопительной камерой с отверстием на торце, расположенной между рабочей камерой и тормозным . устройством, которое выполнено в виде состоящего из двух противополож35 но расположенных раструбов диффузора, закрепленного на плите с возможностью изменения расстояния до накопительной камеры.

На фиг. 1 приведено устройство, вид сбоку; на фиг. 2 — вид в плане в момент производства воздейст3 2 158

Опорная плита 1 вместе с. цилинд- . ром 3 и тормозным устройством 8вдавливается элементами 2 связи в грунт. По воздуховодам 1О и 11 через редуктор 14 низкого давления 5 газ поступает в демпферную камеру

5 цилиндра 3, где, воздействуя на головку поршня 4, заставляет его . плотно закрыть выхлопное отверстие 16 на торце накопительной камеры 7 цилиндра 3 и одновременно соединить каналы 13 и 17 открывая доступ сжатому до высокого. давления газа по воздуховоду 10 в накопительную камеру 7. Для производства воздействия на электропневмоклапан 25 подается импульс тока и он через воздуховоды 12 и !3 соединяет рабочую 6 накопительную 7 камеры между собой.. Газ высокого давления устремляется из накопительной 7 в рабочую камеру 6, под действием которого поршень 4 движется с большим ускорением внутрь демпферной камеры 5 ° При этом поршень 4 перекрывает канал 13 и соединяет каналом 17 рабочую камеру 6 с накопительной 7 цилиндра 3. Одновременно поршень 4 открывает выхлопное отверстие 16 в накопительной камере 7, через которое сжатый газ из камер 6 и 7 выбрасывается в полость тормозного устройства 8. Давление газа в демпферной камере 5 резко возрастает вследствие сокращения ее объема, а цилиндр 3 через свою

35 торцовую стенку вместе с опорной плитой 1 и тормозным устройством 8 получает толчок по ходу движения поршня 4 и через элементы 2 связи воздействует на грунт. Достигнув

40 крайнего левого положения, поршень 4 под действием сжатого газа в демпферной камере -5 возвращается в свое исходное положение в цилинд45 ре 3 и вновь плотно закрывает отверс. тие 16 накопительной камеры 7, соединяет каналы 13 и 17, открывая доступ, новой порции сжатого газа в накопительную камеру 7.

Газ, выброшенный ранее из накопительной камеры 7 через отверстие

16, распространяется внутри полости тормозного устройства 8, представ952 4 ляюшего собой диффузор с двумя раструбами 18 и 19, расположенны.ми .противоположно друг другу, до соударения с боковой стенкой рассекателя 9, расположенной перпендикулярно направлению движения газа и жестко соединенной с опорной плитой 1.

В результате взаимодействия потока газа с вертикальной стенкой рассекателя 9 он тормозится и раструбами 18 и 19 разделяется на две равные и противоположно направленные струи.

При этом на.боковую поверхность рассекателя 9, противостоящую потоку газа, действует давление скоростного напора струи, которое преобразуется в горизонтально направленную силу через опорную плиту 1 и элементы связи с грунтом 2, действующую на среду в обратном направлении но сравнению с силой, действующей на цилиндр

3. Если сила, действующая на рассе-. катель 9, прикладывается к грунту после прекращения действия силы на цилиндр 3, то устройство имеет наивысший КПД. Это условие эквивалентно неравенству: время от начала воздействия до остановки поршня 12 в исходном положении должно оыть меньше времени, за которое фронт потока сжатого газа, выброшенного из накопительной камеры 7 через выхлопное отверстие 16 цилиндра 3, достигнет вертикальной стенки рассекателя 9 дви

1 гаясь в полости тормозного устройст ва 8.

Для. предотвращения резких хлопков сжатого газа и движения опорной плиты 1 во всех направлениях кроме заданного положением цилиндра 3 служит рассекатель 9 и раструбы 18

19, которые разделяют поток газа на две равные струи и направляют их противоположные стороны.

Ф

Использование описываемого изобретения позволит повысить КПД источника за счет более полного разрешения во времени противоположно направленных сил и расширить его эксплуатационные возможности эа счет использования в качестве источника энергии сжатого воздуха.

1158952

Составитель Н..Чихладзе

Редактор А. Долинич Техред T.Äóáèí÷àê КоРректор С, Черни

Заказ 3581/45 . Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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