Источник сейсмических сигналов с регулируемыми амплитудно- частотными характеристиками

 

Изобретение относится к технике сейсмических исследований на поверхности земли и , в частности, к импульсным источникам, использующим энергию взрыва горючих смесей или сжатого до высокого давления газа. Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности и увеличение удельной энергии высокочастотных колебаний в спектре сигнала. В источник дополнительно введен пневмогидроцилиндр, вмонтированный в корпус источника. В полом штоке пневмогидроцилиндра перемещается ударный шток источника. При этом как ударный шток, так и шток пневмогидроцилиндра выполнены с возможностью контактирования с ударной плитой. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 G 01 V 1/133

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BT0PCHGMY. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4206099/24-25 (22) 1!,02.87 (46) 23,09.89. Бкл, М 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт взрывных методов геофизической разведки и Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (72) М, С. Кашевич,,Ю.И, Васильев, Б, Г, Ваншельбойм, М,Б,Лнеерсон, В,И.Мазуров, Л, В,Молотова, M,Í.Ùåðáo и В,М, Косыгин (53) 550.834 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 473140, кл, О О1 V 1/147, 1973.

Авторское свидетельство СССР

N - 283616) кл, G 01 Ч 1/147, 1969.

Изобретение относится к технике сейсмических исследований на поверхности земли и конкретно к импульсным источникам, использункцим энергию взрыва горюых смесей или сжатого до высокого давления газа, Цель изобретения — повышение сейсьыческой эффективности и увеличение удельной энергии высокочастотных ко-. лебаний в спек|ре сигнала, На фиг, 1 показан источник возбуждения сейсмических сигналов с регулируемыми амплитудно-частотныьы . характеристиками перед инициированием взрыва горючей смеси; на юг, 2— то же, после взрыва горючей смеси и

„„SU„„1509766

2 (54) ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

С РЕГУЛИРУЕМ>! МИ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТ1ЯМИ ХАР АКТЕРИ СТИ КАМИ (57) Изобретение относится к технике сейсмических исследований на поверхности земли и, в частности, к импульсным источникам, использующим энергию взрыва горючих смесей или сжатого до высокого давления газа, Цель изобретения — повышение сейсмической эффективности и увеличение удельной энергии высокочастотных колебаний в спектре сигнала. В источник дополнительно введен пневмогндроцилиндр, вмонтированный в корпус источника. В полом штоке пневмогидроцилиндра перемещается ударный шток источника, При этом как ударный шток, так и шток пневмогидроцилиндра выполнены с возможностью контактирования с ударной плитой, 2 ил, в момент воздействия ударного штока на излучающую плиту, Предлагаем,1й источник содержит массивный корпус 1, ступенчатый. поршень 2, соединенный жестко с ударным штоком 3, излучающую плиту 4, крьппку 5 и узел 6 инициирования, Внутренний объем корпуса 1 разделен ступен,чатым поршнем 2 на рабочую полость 7 и демпферкую полость 8. Внутри ступенчатого поршня 2 выполнена камера сгорания, которая разделена на переменного объема взрывную и дополнительную полости 9 и 10 плавающим поршнем

11, Заполнение дополнительной полости 10 жидкостью из гидросистемы осу1509766 ществляется по каналу 12 и через управляемый клапан 13, Для пневмогидросвязи демпферной полости 8 в корпусе 1 выполнен канал 14 и установлен управляемый клапан !5, В крьппке 5 образована форкамера 16, которая сообщена с системой смесеобразования * посредством канала 17 и управляемого клапана 18, а со взрывной полостью 9 отверстиями 19. Для сброса отработанных газон выполнен канал 20, В нижней части корпуса 1 вмонтирован пневмогидроцилиндр, состоящий из корпуса 21 цилиндра, полого штока 22, который 15 нижним торцом опирается на излучающую плиту 4, полый шток 22 разделяет объем пневмогидроцилиндра на две полости: рабочую 23 и вспомогательную

24, Рабочая полость 23 связана с пнев-20 ,могидросистемой; при помощи канала

25 и управляемого клапана 26, Источник работает следующим образом, Источник устанавливается на грунт с помощью гидравлической системы (не показана), При этом излучающая плита

4 под действием веса массивного корпуса 1 через полый шток 22 плотно прижимается к поверхности грунта, За" 30 тем производится заполнение демпферной полости 8 жидкостью и воздухом под давлением, который поступает из баллонов через управляемый клапан 15 по каналу 14, Под действием давления воздуха ступенчатый поршень 2 опирается на конический выступ крышки 5 и герметизирует взрывную полость 9, После этого топливовоздушная смесь под давлением подается из системы 40 смесеобразования через управляемый клапан )8 по каналу .17 в форкамеру

16, а затем через отверстия 19 поступает во взрывную полость 9, На этом подготовка источника к первому воздействию закончена, По сигналу от сейсмостанции на узел 6. инициирования подается электрическое напряжение, происходит образование мощной электрической дуги и воспламенение топливовоздушной смеси в объеме форкамеры 16, Продукты взрыва иэ объема форкамеры 16 вытекают через отверстия 19 в топливовоэдушную смесь взрывной полости 9 ка- 55 меры сгорания и вызывают ее взрыв, В результате взрыва смеси, давление во взрывной полости резко повьппается, Давление продуктов взрыва действует на ступенчатый поршень 2 и через крышку 5 — на корпус 1, и они перемещают ся один относительно друго го.

При этом происходит разгерметизация взрывной поло ти 9, и продукты взрыва поступают в рабочую полость 7.

Действующие на ступенчатый поршень

2 усилия за счет увеличения .его площади резко возрастают, В результате чего ступенчатый поршень 2 через уд ар ный шток 3 .произ водит удар по излучающей плите 4, и в грунте образуется мощная волна давления, В это же время массивный корпус 1 перемещается вверх за счет возросшего давления воздуха в демпферной полости 8 и подхватывает ступенчатый поршень

2 и ударный шток 3, В это время производится выброс продуктов взрыва через канал 20 в атмосферу. Под действием давления воздуха в демпферной полости 8 ступенчатый поршень 2 возвращается в исходное положение и герметизирует взрывную полость 9. Источник сейсмических сигналов опускается с помощью гидравлической системы медленно на грунт, Взрывная полость

9 заполняется тогячивовоздушной смесью, Источник готов к следующему воздействиюию,. .Для выбора оптимального режима работы источника производится ряд регулировочных операций. В зависимости от того, в каком частотном диапазоне проводятся сейсморазведочные работы выполняется настройка источника на возбуждение соответствующей формы и длительности импульса давления на поверхность грунта. Уменьшение объе" ма взрывной полости 9 з а счет подачи порции жидкости rо каналу 12 в дополнительную полость 10 и одновременное увеличение давление горючей сме.си позволяет сократить длительность импульса давления на грунт, Регулировка фиксированного зазора между нижним торцом ударного штока 3 и излучающей плитой осуществляется подачей жидкости по каналу 25 в рабочую полость 23 пневмогидроцилиндра. Оптимальный фиксированный зазор позволяет добиться максимальной скорости разгона ступенчатого поршня 2 и ударного штока 3, При,этом увеличивается энергия воздействия источника, А время. нарастания импульса давления умень-шается, т,е,, фронт нарастания давления становится более резким, прибли6

Формула

Источник сейсмических сигналов с регулируемыми амплитудно-частотными характеристиками, содержащий корпус, в котором с возможностью перемещения установлен ступенчатый поршень, жестко связ анный с ударным штоком, систему смесеобразования, связ анную с узлом инициирования и камерой сгорания, излучающую плиту и пневмогидросистему, причем последняя связана с демпферной голостью посредством каналов с управляющими клапанами, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности и увеличения удельной энергии высокочастотных колебаний в спектре сигнала, дополнительно введен пневмогидроцилиндр, жестко связанный с корпусом источника, имекщий полый шток, охватывающий ударный шток источника, причем ударный шток и шток пневмогидроцилиндра выполнены с воэможностью конт актирования с ударной плитой, а рабочая полость пневмогидроцилиндра связана с пневмогидр о си с те мой, I

5 150976 жающимся к фронту ударной волны, Это приводит к обогащению спектрального .состава сейсмического сигнала высокочастотными составляющими. Существен- .

5 ным является и момент отрыва ударного штока 3 от излучающей плиты 4, В этом случае осуществляется этап раэ грузки грунта. Скорость отрыва ударного штока 3 (разгрузка) регулируется KGK ве- О личиной фиксированного зазора, так и за счет количества жидкости, подаваемой в демпферную полость 8. Увеличение жидкости в демпферной полости приводит к сокращению длительности импульса давления на грунт, Таким образом, производится формирование сейсмического сигнала необходимой амплитуды и длительности.

Применение предлагаемого источника возбуждения сейсмических сигналов с регулируемыми амплитудно-частотными характеристиками позволяет повысить глубинность и разрешающую способность, сейсморазведки за счет увеличения ам- 25 плитуды импульса давления и расширения частотного диапазона в сторону высоких частот, путем резкого снижения дли тельности импульса. изобретения

1509766

Составитель О, Комаров

Техред J1.Олийнык

Редактор Н.Яцола

Корректор О,Ципле

Заказ 5803/40 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101