Источник сейсмических сигналов /его варианты/

 

СОЮЗ С(ЭВЕТСНИХ

ЛНУНЛН

РЕСПУБЛИН ()9) (! !) 4(s!) G 01 Ч 1 155

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ЛЕТСЛСНСНУ СЕНЕЕТЕЛЬСТЕУ (21 ) 3636817/24-25 (22) 25.08.83 (46) 23.06.85. Бюл. В 23 (72) В.В.Ивашин, И.А.Милорадов, В.В.Кушнарев, Б.Г.Ваншельбойм и М.Б.йнеерсон (71) Тольяттинский политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (53) 550.83 (088.8) (54) ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1 ° Источник сейсмических сигналов, содержащий импульсный электрический двигатель возвратно-поступательного движения с якорем и индуктором, помещенный в герметичный жесткий бак, заполненный жидкостью, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности, герметичный жесткий бак заполнен жидкостью и соединен с индуктором электрического двигателя возвратно-поступательного движения с воэможностью относительного перемещения.

116329

2. Источник сейсмических сигналов, содержащий импульсный электрический двигатель возвратно-поступательного движения с якорем и индуктором, поме« щенный в содержащий жидкость герметичный бак с верхним и нижним основаниями и корпусом, жестко соединенным с индуктором импульсного электрического двигателя возвратно-поступательного движения, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности, верхнее и ниж-. нее основания бака жестко соединены между собой и установлены с возможностью перемещения относительно корпуса бака, который вывешен между основаниями на упругих элементах и заполнен жидкостью.

Изобретение относится к устройст вождающиеся нагружением или раэгружевам для возбуждения сейсмических сиг- нием грунта, повторяются в определен-, налов невзрывными способами на поверх- ной, задаваемой свип-сигналом последоности суши при геофизической разведке. вательностн.

Известен источник для возбуждения, 5 Недостатком этого устройства являсейсмических колебаний, содержащий ется низкая эффективность из-за малой гидравлический цилиндр с поршнем дву- амплитуды силовоговоэдействия нагрунт. стоРоннего действиЯ, который жес к цель иэоб етения — по ь е и — " ель изобретения — повышение сейс-. соеДинен с опоРной плитой. Плита при- мическо-" э екти нос мической эффективности источника сейсжата к грунту дополнительной силой.

Основным недостатком этого источни Поставленная цель достигается тем, смических колеба- . чениЯ Работы источника ео х димы ний,содержащем импульсный электричесчения работы источника необходимы, кРоме гиДРавлического ЦилинДРа с порш кий двигатель возвратно-поступательнем, гидронасос с привоДем,. УпРавлЯю- 15 ного дви ения с якорем и индуктором, помещенный в герметичный жесткий бак, щее клапанное устройство, следящая и корректирующая системы и ряд других заполненный жидкостью, герметичный систем и элементов. Источник ЯвлЯетс жесткий бак заполнен дкостью и соединен с индуктором электрического дви-- гателя возвратно-поступательного дви;жения с возможностью относительного

Наиболее близким техническим Реше- перемещения. нием к изобретению является источник В источник сейсмических сигналов сейсмических сигналов, содержащий им по второму варианту, содержащий импульсный электрический двигатель воз- пульсный электрический двигатель воз25 вратно-поступательного движения с яко вратно-поступательного движения с якорем и индуктором, помещенный в герме- рем и индуктором, помещенный в содертичный жесткий бак, содержащий жид- жащий жидкость герметичный бак с верхкость. Индуктор двигателя жестко сое- иим и нижним основанием и корпусом, динен с корпусом и делит объем внут- З0 жестко соединенным с индуктором имри корпуса на две части, каждая из пульсного электрического двигателя которых частично заполнена жидкостью, возвратно-поступательного движения, а частично газом, причем газ выполня- верхнее и нижнее основания бака жестет роль упругого элемента при движе- ко соединены между собой и установлении якоря двигателя относительно ин- 35 ны с возможностью перемещения относидуктора. Источник наряду с созданием тельного корпуса бака, который вывегармонических сейсмических сигналов шен между основаниями на упругих элес изменяющейся по определенному зако- ментах и заполнен жидкостью. ну частотой может создавать фазоманиг На фиг.1 представлен источник сейспулированные сейсмические сигналы, 40 мических колебаний, первый вариант; при которых силовые импульсы, сопро- на фиг.2 — то же, второй вариант .

3 1 I6

В жестком герметичном баке 1 (фиг.1) источника сейсмических сигналов, заполненном полностью жидкостью

2, расположен электрический двигатель возвратно-поступательного движения с якорем 3, способным перемещаться вверх или вниз относительно индуктора 4. В пазах индуктора 4 двигателя расположены обмотки 5 и 6 возбуждения. Индуктор соединен с баком 1 че- tO рез упругие элементы 7. Зазор между индуктором и баком обеспечивает возможность их относительного перемещения. При необходимости на индукторе

4 и якоре 3 должны быть укреплены 1$ уплотнительные элементы, ограничивающие перетоки жидкости вдоль зазоров ,между якорем 3 и индуктором 4 и между индуктором 4 и баком 1, Якорь 3 поддерживается в исходном положении относительно индуктора пружинами 8 и

9. Полости 2, индуктор 4 и якорь 3 представляют собой гидравлические мультипликаторы. Бак 1 размещен на поверхности грунта. 2S

Источник работает следующим образом.

Под действием веса источника грунт нагружается и в нем возникают напряжения сжатия. При подаче импульса то- 311

*а в обмотку 6 возбуждения двигателя между его якорем 3 и индуктором 4 создается электромагнитная сила и якорь начинает перемещаться вверх, а индуктор вниз. В заполненной жидкостью по- 35 лости бака над якорем создается давление. На верхнее основание бака со стороны жидкости действует сила, направленная вверх, а на верхний торец индуктора со стороны жидкости дейст- 40 вует сила, направленная вниз. В результате совместного действия усилий, развиваемого двигателем между якорем и индуктором и создаваемого гидравлическим мультипликатором, якорь пере- мещается относительно его исходного положения вверх, индуктор движется вниз, а корпус вверх. Предварительно нагруженный весом источника грунт .разгружается и поверхностные слои грунта одновременно с баком движутся вверх.

После окончания действия развиваемой двигателем силы все элементы системы возвращаются в исходное сос- >> тояние упругими элементами.,Движение. грунта при работе двигателя с перемещением его якоря относительно индук3290 4 тора вверх сопровождается фазой разгрузки грунта. Соответствующий сейсмический сигнал, начинающийся с фазы разгрузки грунта, можно условно назвать отрицательным.

Для создания положительного сейсмического сигнала, характеризующегося тем, что при работе электрического .двигателя грунт испытывает в первоначальный -момент дополнительное сжатие, импульс тока подается в обмотку 5 возбуждения. При этом между якорем и ин-, дуктором двигателя возникает электро-; магнитная сила, которая перемещает

HKopb вниз °

Бак источника перемещается вниз, дополнительно сжимает грунт и формирует сейсмический сигнал, который условно можно назвать положительным.

После окончания действия импульсного усилия якорь, индуктор и бак источника упругими элементами возвращаются в исходное состояние. При подаче

I импульсов тока в обмотки 5 и 6 в необходимой последовательности будет осуществляться требуемая комбинация силовых фазоманипулированных сейсмических сигналов.

Во втором варианте (фиг .2) в индук-. торе 10 расположены обмотки 11 и 12 возбуждения. Упругие элементы 13 удерживают индуктор 10 14 основанием и верхним !5, которые жестко соединены между собой шпильками 16 и подвижны относительно индуктора 10.

Основания 14 и 15 и индуктор 10 образуют герметичный sa счет резиновых мембран 17 корпус, который полностью заполнен жидкостью 18. Якорь 19 удерживается в чсходном положении пружиГ .нами 20. Нижнее основание 14, индуктор 10 и якорь 19 образуют один мультипликатор, а верхнее основание 15, индуктор 10 и якорь 19 — другой мультипликатор. Нижнее основание 14 расположено на поверхности грунта.

Сейсмический источник работает следующим образом.

При подаче импульса тока в обмотку

ll возбуждения двигателя якорь 19 начинает перемещаться вверх, а индуктор 10 вниз. В заполненной жидкостью полости корпуса над якорем создается давление, в результате которого на верхнее осно.вание 14 действует сила, направленная вверх, а на верхний торец индуктора сила, направленная вниз. В результате предварительно нагруженный весом ис1163290 точника грунт разгружается, поверхностный слой грунта одновременно с нижним основанием движутся также вверх. После окончания действия электромагнитной силы якорь, индуктор и основания сейс-, мического источника упругими элементами возвращаются в исходное состояние.

Движение нижнего основания и прилежащих к нему слоев грунта сопровождается уменьшением сил упругого сжатия земли и формированием сейсмического сиг нала, который условно можно назвать отрицательным.

Для создания положительного сейс- 15 мического сигнала, характеризующимся дополнительным сжатием, импульс тока подается в обмотку 12. При этом между якорем и индуктором двигателя возникает электромагнитная сила, стре-gp мящаяся переместить якорь вниз. В результате основания источника перемещаются вниз и осуществляют дополнительное сжатие грунта и формирование сейсмического сигнала, который услов- 25 но можно назвать положительным. После окончания действия сил якорь и индуктор упругими элементами возвращаются в исходное состояние. При подаче импульсов тока в обмотки 11 и 12 в необходимой последовательности будет осуществляться требуемая комбинация силовых фазоманипулированных сейсмических сигналов.

Для создания отрицательных усилий, величина которых превышает вес сейсмоисточника, как по варианту 1, так и по варианту 2 излучающий элемент (бак,основания) прижимается к грунту через упругости дополнительной силой, например, весом транспортного средства. В качестве двигателя источника сейсмических сигналов могут использоваться электрические двигатели электР ромагнитного, электродинамического или индукционно-динамического типа, способные создавать в жидкости необходимое импульсное давление (на фиг.1 и 2 показан двигатель индукционнодинамического типа) °

Положительный эффект заключается в повышении надежности источника sa счет исключения различных периферийных устройств, а также эффективности за счет простоты и точности управле- ния источником.