Сейсмоприемник

 

. Изобретение относится к приборостроению . Предлагаемый пьезоэлектрический сейсмоприемник автоматически ориентируется по направлений силы тяжести при поворотах Корпусй за счет использования кольцевой ножевой опоры 5 и подпятника 4 и предназначен для использования в протяженных шланговых сейсмоприемниках системах, в особенности при работе на мелководье. Повышение стабильности сейсмоприемннка по чувствительности достигается за счет уменьшения радиальных смещений струны 2, Что обеспечиваетг ся выбором такой геометрии опоры 5 и подпятника 4, что рабочие грани подпятника 4 и опоры 5 перпендикулярны друг другу, в то время как наклон рабочей грани опоры к оси прибора выбирается в пределах 5-15. Это обеспечивает, с одной стороны, отсутствие затирания и заклинивания опоры в подпятнике даже при несовпадении их рабочих радиусов, а с другой - отсутствие сползания опоры под действием силы тяжести при интенсивных колебаниях. 2 ил. g (Л .t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SUÄÄ 1239665 А1

<Д11 4 G 01 U l/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3815547/24-25 (22) 08.10.84 (46) 23.06.86. Бюл. Ф 23 (71) Краснодарский филиал Научноисследовательского института морской геофизики Всесоюзного морского научно-производственного геолого-геофизического объединения по разведке нефти и газа "Союэморгео" (72) А;Ф.Городовский, Р.Г,Багдасарьян и А,М.Козлов (53) 550,834(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 313189, кл. G 01 U 1/16, 1969 °

Авторское свидетельство СССР

9 1096592 кл. С 01 7 1/16, !983. (54) СЕИСМОПРИЕМНИК (57). Изобретение относится к приборостроению. Предлагаемый пьезоэлектрический сейсмоприемник автоматически ориентируется по направлению силы тяжести при поворотах корпуса за счет использования кольцевой ножевой опоры 5 и подпятника 4 и предназначен для использбвания в протяженных шланговых сейсмоприемниках системах, в особенности при работе на мелководье, Повышение стабильности сейсмоприемника по чувствительности достигается эа счет уменьшения радиальных смещений струны 2, что обеспечивает-, ся выбором такой геометрии опоры 5 и подпятника 4, что рабочие грани подпятника 4 и опоры 5 перпендикулярны друг другу, в то время как наклон рабочей грани опоры к оси прибора выбирается в пределах 5"15O, Это обеспечивает, с одной стороны, отсутствие затирания и заклинивания опоры в подпятнике даже при несовпа" денни их рабочих радиусов, а с дру- гой — отсутствие "сползания" опоры под действием силы тяжести при интенсивных колебаниях, 2 ил.

1239665

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения механических колебаний грунта, например, при проведении геолого-геофизических работ в полевых условиях, а также для компоновки донных шланговых приемных устройств, используемых при проведении сейсмораэведочнык работ на мелководье.

Цель изобретения " повышение стабильности сейсмоприемника по чувствительности путем уменьшения радиальных смещений струны.

На фиг. 1 представлена схематично конструкция сейсмоприемника, на фиг. 2 — часть конструкции кольцевой ножевой опоры.

Сейсмоприемник содержит деформационный, например, пьезоэлектрический преобразователь 1, струну 2, корпус 3, подпятник 4, подвижную опору 5, корпус 6 демпфера, ось 7 инертной массы, крышку 8, жидкость демпфера 9 и инертную массу 10, Кольцевая ножевая опора содержит (фиг. 2) струну 2, корпус 3, подпятник 4, подвижную опору 5, внешнюю грань 11 опоры, внутреннюю рабочую грань 12 подпятника, основание 13 опоры, внешнюю наклонную грань 14.

Деформационный преобразователь 1 выполнен, например, в виде упругого биморфного пьезокерамического элемента, свободный конец которого mapнирно соединен со струной 2, которая удерживает в равновесии подвижную часть сейсмоприемника, состоящую из опоры 5, оси 7 и инертной массы 10.

В корпусе 3 эапрессован подпятник

4, на который опирается опора 5 подвижной части сейсмоприемника. При этом вследствие упругих свойств преобразонателя 1 и веса инертной массы . 10 опора 5 опирается на подпятник

4 только в нижней его части. Между верхними частями опоры 5 и подпятника 4 образуется зазор (не показан), Корпус 3 и крышка 8 герметично соединены между собой резьбовой частью корпуса демпфера 6.

Инертная масса 10 напрессована на оси 7 так, что между корпусом 6 демпфера и инертной массой 10 образован зазор около 60 мкм, в ко гором помещена, например, кремнийорганическая вязкая жидкость демпфера 9, 35 мым его изгиб, В результате деформации, вызываемой изгибом преобразователя, на его токоведущих обкладках накапливаются электрические заряды, величина которых. изменяется пропорционально колебаниям инертной массы относительно корпуса.

Предлагаемая конструкция сейсмоприемника относится к приборам с механическими опорами трения.

В данном случае момент трения в паре подпятник — опора непосредственно сказывается на качестве работы прибора, Важно обеспечить стабильное положение струны по оси прибора независимо от угла поворота его корпуса, При этом. необходимо учитывать, что кольцевая ножевая опора испытывает воздействие одновременно двух сил, вызываемых натяжением струны и весом подвижной части прибора, Но,так как реакция опоры, вызываемая натяжением струны, пропорциональна весу инерт5

2а

Подпятник 4 выполнен иэ твердого, материала, например сталь 45, и имеет дне полированные грани — внутреннюю

l2 и внешнюю 14, наклонную под углом 75-85 к оси ° Опора 5 выполнена, например, из бериллиевой брон" зы и снабжена кольцеобраэным плоским основанием 13, расположенным сноей плоскостью перпендикулярно оси прибора, и также имеет наклонную под о углом 5-15 к оси рабочую внешнюю грань ll. Плоскость основания 13 (фиг. 2) расположена под углом 90 к внутренней грани 13 подпятника 4.

Внешняя рабочая грань 14 подпятнике

4 и внешняя грань 11 опоры 5 распоо ложены также под углом 90

Сейсмоприемник установлен горизонтально на колеблющуюся поверхность, например, грунта и воспринимает вертикальные колебания .поверхности корпусом 3 и всеми остальными деталями, жестко связанными с корпусом 9.

При этом инертная масса 10, стремясь сохранить первоначальное положение, поворачивается вокруг нижней точки соприкосновения опоры

5 с подпятником 4, в результате чего струна 2 перемещается по направлению продольной оси сейсмоприемника, Вместе со струной совершает аналогичные перемещения свободный конец преобразователя 1, вызывая этим са-

1239665

25 ной массы, увеличенному на величину передаточного отношения подвижной системы, а реакция опоры, вызываемая весом подвижной части, пропорциональ на весу подвижной системы, уменьшенному на величину ее передаточного отношения, то реакция опоры от натяжения струны значительно превышает реакцию опоры от веса подвижной системы. )О

Поэтому для стабилизации осевого положения струны конструкция подпятника выбрана такой, что его внутренняя рабочая грань 12 расположена параллельно. оси прибора и составляет 15 о угол 90 с плоскостью основания опоры 5.",(фиг. 2) .

При указанных особенностях конструкции подпятника 4 радиальное смещение струны ограничено величиной 20 допуска на размер по диаметрам опоры и подпятника, При изменении угла 90 в сторону увеличения смещение струны увеличивается, при уменьшении смещение не изменяется, но увеличивается удельная нагрузка на опору, По аналогичным соображениям выбра. на и конструкция опоры с той лишь разницей, что основание 13 опоры 5 расцоложеко перпендикулярно оси приборов. При этом внешняя грань 1) опоры 5 расположена под прямым углом к внешней рабочей грани )4 подпятника 4. Так же, как и в предыдущем слу35 чае, увеличение этого угла вызывает увеличение смещения струны. а умень- . шение способствует увеличению удельной нагрузки на опору.

Кроме этого, расположение внешней рабочей грани подпятника наклонно под углом 75-85 к оси прибора способствует лавинообразному изменению зазора между подпятником и опорой по окружности от точки их соприкосновения в момент отклонения подвижной системы от горизонтального положения, что непосредственно уменьшает воэможность затирания подвижной системы, Увеличение угла наклона рабочей о грани подпятника, например, до 90 приводит к недопустимому увеличению погрешности прибора, появляющейся за счет неопределенности места касания опоры на подпятнике, которое пе" ремещается радиально в зависимости от угла смещения инерционной мас- сы.

Уменьшение угла наклона до величины менее 80 способствует увеличению удельной нагрузки в точке ка" сания опоры и подпятника, что также плохо, Однако изменение угла наклона в пределах технического допуска на вео личину, например, +5 не вызывает практически заметных недостатков в работе прибора, так как оптимальный размер угла наклона выбран с учетом не менее чем трехкратного запаса по отношению к углу смещения подвиж" ной части, который находится в пределах 2-3 о

Достоинством предлагаемого сейсмоприемника является реальное обес1 печение его работоспособности эа счет применения кольцевой ножевой опоры новой конструкции при оптимальном ее взаимном расположении по отношению к деталям прибора, Уменьшение радиальных смещений струны до технологически возможных пределов повьппает стабильность по чувствительности и фаэовым характеристикам прибора при его повороте вокруг горизонтальной оси, l

Экономическая эффективность, пред-, лагаемого сейсмоприемника определяется повышением надежности его работы при эксплуатации эа счет отсутствия условий для эатирания подвижной системы, а также повышением процента годных приборов при изготовлении за счет ослабления требований по номинальному совпадению диаметров опоры и подпятника, Формула изобретения

Сейсмоприемник, содержащий корпус, инертную массу, закрепленную на рычаге, снабженном кольцевой ножевой опорой с основанием и рабочей гранью в виде конической поверхности, подпятник с наружной и внутренней гранями, причем наружная грань выполнена в виде конической поверхности, жидкостный демпфер и преобразователь, соединенный с инертной массой посредством струны, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности сейсмоприемника по чувствительности путем уменьшения радиальных смещений струны, угол наклона образующей конической поверхности наружной грани под% 1239665 6 пятника к оси выбран в пределах 75-. няя грань подпятника выполнена в

8S, угол наклона образующей кони- виде цилиндрической поверхности, а ческой поверхности рабочей грани опо- основание кольцевой ножевой опоры ры выбран в пределах 5-l5, внутрен" перпендикулярно оси рычага.

Составитель И.Спасский

Редактор И.Рогулич Техред Л.Олейник Корректор Е,Роп ко

Заказ 3393/47 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4