Устройство для создания в почве поперечных акустических волн

 

Изобретение относится к устройствам для создания в почве поперечных 5/ /У/ f /vy /// 7/7 / / W / - /И /И /w fif/- // tf 7 /xl /Х/ W // //ji / / cfJt/e.l акустических волн, используемым в сейсморазведке. Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности путем силовых воздействий и расширение диапазона условий применения. Устройство для создания в почве поперечных акустических волн содержит элемент-мишень 1, жесткий рычаг 8 и средства управления, которые смонтированы на жестком пространственном каркасе, соединенном с направляющими средствами, укрепленными на шасси автомобиля 48. Ударные стенки элементамишени 1 размеш;ены с его внутренней стороны, а средства управления сконструированы таким образом, что все перемещения ударной массы 10 происходят внутри пространственного каркаса . 4 з.п. ф-лы, 12 ил. i СО см

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 V 1 053

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДелАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3617853/24-25 (22) 18.07.83 (31) 8212696 (32) 19.07.82 (33) РЕ (46) 15. 05. 87. Бюп. И - 18 (71) Энститю Франсэ дю Петроль (FR) (72) Пьер Клод Лайотт, Жак Шоле, Пьер Гроле и Ролан Юэн (FR) (53) 550.834(088.8) (56) Патент США N- 4291780, кл. 181-121, опублик. 1981.

Патент СССР Ф 873897, кл. G 01 V 1/053, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ. В ПОЧВЕ

ПОПЕРЕЧНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН (57) Изобретение относится к устройствам для создания в почве поперечных

„80„„1311632 А 3 акустических волн, используемым в сейсморазведке. Цель изобретения повышение сейсмической эффективности путем силовых воздействий и расширение диапазона условий применения.

Устройство для создания в почве поперечных акустических волн содержит элемент-мишень 1, жесткий рычаг 8 и средства управления, которые смонтированы на жестком пространственном каркасе, соединенном с направляющими средствами, укрепленными на шасси автомобиля 48. Ударные стенки элементамишени 1 размещены с его внутренней стороны, а средства управления сконструированы таким образом, что все перемещения ударной массы 10 происходят внутри пространственного каркаса, 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

1311632

Изобретение относится к устройствам для создания в почве поперечных акустических волн, используемым, в частности, в сейсмической разведке.

Целью изобретения является повышение сейсмической эффективности путем увеличения частоты повторения силовых воздействий и расширение диапазона условий применения устройства.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 — рабочий узел; на фиг.3 и 4 — то же, поперечный раз" рез соответственно в рабочем и транспортном положениях; на фиг.5 — каркас, вид в плане; на фиг.б — элементмишень, вид в плане; на фиг.7, 8и 9— жесткий рычаг с ударной массой в нижнем, верхнем и среднем положениях соответственна; на фиг. 10, 11 и 12силовой цилиндр с клапаном в разных фазах работы.

Устройство для создания поперечных волн включает элемент-мишень 1 прямоугольной формы с отверстием в центральной части (фиг.б). Указанный элемент-мишень может представлять собой систему, выполненную из жестко соединенных между собой металлических балок и имеющую поверхность контакта 2, укладываемую на грунт. Элементы 3 сцепления, представляющие собой зубцы или. выступы, могут быть выполнены на поверхности наложения элемента-мишени с целью увелиЧения коэффициента сцепления последнего с почвой. На двух внутренних противолежащих стенках 4, 5 (фиг.3) элемента-мишени, перпендикулярных поверхности контакта 2, смонтированы металлические пластины б. В пластинах

6, воспринимающих удар, предусмотрены амортизирующие элементы 7, выполненные из полиуретана. Устройство включает также жесткий рычаг 8, образованный двумя удлиненными элемен-. тами 9, каждый из которых одним концом соединен с массой 10, а противоположными — между собой посредством цилиндрической детали 11„ Ось 12, жестко связанная с рычагом 8, проходит через оба элемента 9 и цилиндрическую деталь 11. Устройство включает также платформу 13, образованную пластиной 14 (фиг.3) и двумя кронштейнами или боковинами 15, 16 (фиг.2), перпендикулярными пластине 14 и жестко соединенными с последней. На конце, противоположном пластине 14. обе боковины имеют круглые гнезда для двух дисков 17 (фиг.2), выполненных из какого-либо амортизирующего материала (например, полиуретана), причем

5 в центре кажцого диска также выполнено отверстие, в которое входит один конец оси 12. На пластине 14 смонтирован зубчатый венец 18, способный поворачиваться относительно кольцевого кронштейна 19 (фиr.3) при помощи шарикоподшипников (не показаны).

Кольцевой кронштейн 19 является частью первой жесткой рамы 20, включающей в себя также (фиг.8, 4 и 5): узел, образованный двумя балками 21 и 22, концы которых жестко соединены при помощи двух других балок 23, 24, а средние части - при помощи еще двух балок 25, 26 (кольцевой кронштейн 19 крепится к балкам 25 и 26); две балки 27, 28, параллельные балкам 23, 24 и соединенные с последними посредством деталей в форме усеченного конуса 29, выполненных их какого-либо амортизирующего материала.

Четыре трубчатые колонны 30 жестко связаны с концами двух балок 27, 28

1 и установлены перпендикулярно плоскости последних. Вторыми концами эти четыре колонны жестко связаны с второй жесткой рамой 31 прямоугольной формы, образованной параллельными жесткими балками 32 и 33, жестко связанными между собой двумя трубчатыми перегородками 34, 35 (фиг.2, 3) посредством соединительных деталей 36.

Две жесткие рамы 20 и 31 и четыре. колонны 30 образуют жесткий каркас.

Жесткие балки 32, 33 нижней жесткой рамы включают каждая (фиг.4) пер- вую опорную перегородку 37 и вторую опорную перегородку 38, установленную перпендикулярно первой. Деформируемые элементы 39, представляющие собой, например, емкости из эластичного материала, заполненные сжатым воздухом, установлены, с одной стороны, в двух различных местах каждой из опорных перегородок 37 и, с другой стороны, на верхней поверхности элемента-мишени 1 в четырех углах последнего (фиг.б), образуя таким образом первое эластичное соединение

55 между элементом-мишенью и каркасами в первом направлении. Такие же деформируемые элементы 40 (фнг,4) укреплены, с одной стороны, в двух различных местах каждой из опорных пере1311632 городок 38 и, с другой стороны, примыкают к опорным стенкам 41, установленным параллельно ударным пластинам б элемента-мишени и жестко соединенным с последним с тем, чтобы 5 образовать второе эластичное соединение между элементом-мишенью и каркасом в направлении, параллельном плоскости поворота массы и -перпендикулярном первому направлению. Закрытые чехлами цепи 42 (фиг.2) закреплены, с одной стороны, на элементемишени и, с другой стороны, на второй жесткой раме 31, чтобы ограничивать вертикальное расширение деформируемых элементов 39, когда они держат на весу элемент-мишень 1. Торсионные штанги 43 установлены нижней жесткой рамой 31 и упорными деталями 44, предусмотренными на элементе-мишени с тем, чтобы препятствовать любому смещению последнего в направлении, перпендикулярном плоскости поворота рычага (оси автомобиля).

Нижняя жесткая рама снабжена двумя деталями 45 крепления (фиг ° 3, 4), неподвижно укрепленными в средней части балок 32, 33. С этими деталями крепления соединены штоки двух домкратов 46 (приводные средства). Между стенками деталей 45 крепления и опорными пластинами 41 могут быть установлены амортизирующие элементы

47 (фиг.4), ограничивающие боковое смещение элемента-мишени относительно нижней жесткой рамы 31 и черезмерную деформацию средств соединения (деформируемых элементов 39, 40).

Корпусы обоих домкратов соединены с шасси 48 автомобиля. Автомобильная гидравлическая система (не показана) обеспечивает питание домкратов жидкостью под давлением. Четыре муфты

49, смонтированные на шасси 48, обес" 4> печивают направление четырех колонн

30, когда домкраты 46 приведены в действие.

Кроме того, устройство включает в себя зубчатое колесо 50, входящее > в зацепление с зубчатым венцом 18 и приводимое во вращение двигателем 51, смонтированным на верхней жесткой раме 20.

Средство управления жестким рычагом 8 включает: три зубчатых колеса 52 (фиг.3, 4), жестко связанных с цилиндрической деталью 11; три цепи 53, надетые на три зубчатых колеса 52 и связанные одним своим концом со штоком 54 домкрата 55, корпус которого смонтирован на оси 57. В пластине 14 пластформы выполнено отверстие 58 (фиг.5) для прохода корпуса домкрата 55. Предусмотрены также два подшипника 59, в которых установлена ось 57, связанная с корпусом 56.

Внутри корпуса 56 домкрата 55 (фиг.10-12) на шток 54 жестко насажен клапан 60, сечение которого меньше внутреннего сечения корпуса. Между клапанами 60 и нижним концом корпуса,где шток 54 соединен с цепями

53, установлен свободный поршень 6.1, способный перемещаться внутри корпуса домкрата и обеспечивающий при этом герметичность. В верхней крышке корпуса домкрата выполнено гнездо 62, сечение которого меньше сечения клаI пана и в котором клапан упирается при полном выдвижении штока 54. В гнезде

62 предусмотрена выемка 63, сообщающаяся с упоминавшейся гидравлической системой посредством трубки 64, Свободный поршень может перемещаться из первого положения в нижнем конце корпуса 56 (фиг. 10) во второе положение, в котором он прижимается к клапану

60, находящемуся в контакте с гнездом 62 (фиг.11, 12). Две трубки 65 и 66, выходящие соответственно в противолежащие концы корпуса домкрата и также сообщающиеся с гидравлической системой, обеспечивают подачу жидкости под давлением внутрь домкрата для свободного перемещения поршня из одного его крайнего положения в другое.

Размеры платформы 13 и длина жесткого рычага 8 соответствуют размерам клетки и размерам элемента-мишени с тем, чтобы в обоих положениях оси 12 рычага, симметричных относительно продольной плоскости автомобиля, масса находилась бы в нижнем положении в контакте с одной из ударяемых пластин 6 элемента-мишени или с соответствующим амортизирующим элементом 7.

С другой стороны, длина рычага 8 подбирается таким образом, чтобы все перемещения массы 10 вписались внутрь объема, ограниченного каркасом и шасси автомобиля.

Угол, образуемый рычагом 8 вертикалью в верхнем положении можно изменить с тем, чтобы регулировать силу удара. В соответствии с предпочти1311632 тельным вариантом осуществления изобретения изменение угла поворота массы обеспечивается путем разделения седла клапана 60 и стенки корпуса домкрата., Для его перемещения из первого положе-ния в верхнем конце корпуса домкрата во второе заранее определенное положение, обозначенное упором, установленным на боковой стенке корпуса, используются гидравлические средства.

Первое положение соответствует максимальному углу поворота, а второе— минимальному. Например, эти углы могут равняться соответственно 117 и

88 . Можно также выбрать любое положение внутри этого углового сектора путем перемещения седла до определенного промежуточного положения и

его механической блокировки при помощи стопоров соответствующих размеров.

В соответствии с другим вариантом изобретения максимальный угол поворота жесткого рычага 8 можно изменять добавляя (или убавляя) одно или несколько звеньев в цепи 53.

Устройство работает следующим образом.

По прибытии автомобиля на место приводят в действие два домкрата 46 с тем, чтобы перевести жесткий каркас из его верхнего положения (второе положение) в его нижнее положение (первое положение), в котором элемент-мишень 1 прижат к поверхности земли. Предпочтительно создавать в обоих домкратах такое гидравлическое давление, чтобы часть веса автомобиля давила на элемент-мишень в рабочем положении для обеспечения хорошего акустического контакта.

Приводят в действие мотор 51 с тем, чтобы повернуть платформу и установить плоскость поворота рычагов в первое положение (фиг.4 и 7). Пока рычаг 8 находится в нижнем положении, масса 10 находится в контакте с амортизирующим элементом 7 одной из ударяемых пластин 6 элемента-мишени.

Шток 54 домкрата 55 находится в вытянутом положении (фиг. 10), когда клапан 60 упирается в свободный поршень

61, занимающий свое первое положение в нижней части корпуса 56 домкрата.

По трубке 65 подают жидкость под давлением с тем, чтобы перевести поршень 61 в его второе положение. При перемещении поршень увлекает с собой клапан 60 и шток 54 домкрата, в результате цепи 53 натягивают и поворачивают жесткий рычаг в его верхнее положение (фиг.8), в котором клапан упирается в седло 62, а свободный поршень 61 прижат к клапану (фиг.11).

В трубке 66 создают высокое гидравлическое давление и одновременно создают более слабое гидравлическое давление в трубках 64 и 65, в результате чего клапан 60 прижимается к седлу 62, а свободный поршень пере- . мещается в свое первое положение (фиг. 12) .

Через трубку 64 в выемку 63 седла

62 подают жидкость, давление которой выше давления в корпусе домкрата между свободным поршнем 61 и клапаном

60, клапан несколько отходит от сво20 его гнезда 62. В результате происходит уравновешивание давления жидкости по обе стороны клапана. Так как сечение клапана меньше внутреннего сечения корпуса 56 домкрата, жидкость может свободно перетекать с одной стороны клапана на другую. В результате тормозящая сила домкрата 55 при выдвижении его штока практически равна нулю, что позволяет массе свободно упасть вниз в свое нижнее положение, в котором она сталкивается с ударяемой пластиной 6. Под действием бокового удара в элемент-мишень в почву передаются поперечные сейсми35 ческие волны. Деформирующиеся соединительные средства, образованные надутыми мешками 39, 40, препятствуют тому, чтобы удары, наносимые по элементу-мишени, передавались жесткой

40 клетке и шасси автомобиля.

Для создания в почве сейсмических поперечных волн с противоположной полярностью приводят в действие мотор 51 для поворота платформы 13 на

45 180 до положения, симметричного положению, представленному на фиг.3, где масса находится в контакте с другой ударяемой плитой б или ее амортизирующим элементом, и повторяют опи50 санные операции с рычагом 8 и его подъемным домкратом 55.

После окончания исследований и получения данных сейсмической разведки в одном месте приводят в действие приводные средства (домкраты

46) для того, чтобы установить каркас в верхнее положение (фиг.1), пос 1 311632 ле чего автомобиль готов к переезду на новое место исследований. Целесообразно оборудовать устройство системой контроля, обеспечивающей автоматическое выполнение различных перемещений каркаса и жесткого рычага. Кроме того, можно заменить воздушные мешки 40 (фиг.4) мехами, заполненными сжатым воздухом, боковая стенка которых может деформироваться, а ось сориентирована параллельно плоскости поворота жесткого рычага.

Использование изобретения позволяет увеличить частоту повторения силовых воздействий и применить устройство в условиях, когда ограничено пространство для подъема и сбрасывания ударной массы.

Формула изобретения

1. Устройство для создания в почве поперечных акустических волн, содержащее транспортное средство, элемент-мишень, имеющий поверхность контакта с почвой и две боковые ударные поверхности, перпендикулярные поверхности контакта и противолежащие одна другой, ударную массу, закрепленную на свободном конце жесткого рычага, выполненного с возможностью качания в вертикальной плоскости относительно поворотной платформы, средства поворота жесткого рычага с ударной массой, при этом элемент-мишень посредством деформируемых средств соединен с нижней частью жесткой рамы, связанной с шасси транспортного средства и выполненной с возможностью перемещения относительно шасси транспортного. средства, жесткий рычаг установлен на поворотной платформе с возможностью контакта ударной массы в нижнем ее положении с ударными поверхностями, и средства поворота платформы между двумя противоположными положениями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности путем увеличения частоты повторения силовых воздействий и расширения диапазона условий применения, жесткая рама образует нижнюю часть пространственного каркаса, в верхней части которого закреплена поворотная платформа, при этом боковые ударные поверхности выполнены на внутренних стенках элемента-мишени, а ударная масса закреплена с воз5 можностью перемещения в пределах шасси транспортного средства и пространственного каркаса.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что пространственный каркас содержит четыре колонны: и жестко связан со штоками двух силовых цилиндров, закрепленных на шасси транспортного средства и подсоединенных к, гидравлической системе.

t5 3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что средства поворота платформы содержат копесо с зубчатым венцом, связанное с двигателем и укрепленное на поворотной платформе, снабженной пластинамикронштейнами, причем ось поворота жесткого рычага закреплена на пластинах-кронштейнах посредством дисков из деформируемого материала.

4. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что средство поворота жесткого рычага содержит укрепленный-на поворотной платформе силовой цилиндр, по меньшей мере одну цепь, связанную с зубчатым колесом, жестко соединенным с осью поворота жесткого корпуса рычага, и закрепленную концом на штоке силового цилиндра, снабженного клапаном, вы35 полненным с воэможностью перемещения в силовом цилиндре между двумя крайними положениями, соответствующими крайним положениям жесткого рычага, при этом в силовом цилиндре между

40 клапаном и ближайшим к цепи торцом цилиндра размещен подвижный относительно штока и клапана поршень, а гидравлическая система связана с ци- линдром и снабжена средствами прерывистой фиксации клапана со штоком в верхнем и нижнем крайних положениях.

5. Устройство по п.4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средства прерывистой фиксации клапана со штоком содержат седло клапана, диаметр которого меньше диаметра клапана, причем седло снабжено внутренней выточкой, связанной с гидравлической системой.

1311632

1311б32

1311632

1311 632

1311632

5 55

@//z.10

Составитель Н. Чихладзе

Редактор M. Келемеш Техред iI.Îëåéíèê Корректор A- b»

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4! 311632 su

Заказ 1907/58 Тирах 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыгий

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

57Ы Х

Юиг.fZ