Скважинный источник поперечных волн

 

Изобретение предназначено для возбуждения упругих волн в массиве горных пород и может быть использовано при шахтной сейсморазведке. Цель изобретения - повышение мощности импульсного возбуждения поперечных волн за счет формирования в скважинах малого диаметра вращающихся возмущающих сил. Скважинный источник поперечных волн состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого соосно помещен ударный шток 2, соединенный посредством поворотной пружины 3 с излучателем 4, выполненным в виде массивного цилиндра с рифленым основанием и кольцевым нижним выступом 5, на цилиндр надеты скользящее кольцо 6 и пружина 7, распирающая кольцо 6 и выступ цилиндра 5, которые соединены упругими пластинами 8 с грунтозацепами 9. Корпус 1 на резьбе одним концом соединен с излучателем 4 с упором в кольцо 6, другой конец корпуса снабжен заглушкой 12 с щелевидным отверстием 11, в которое вставлен винтообразный участок 10 ударного штока 2. При размещении источника в шпуре, пробуренном в плоскости угольного пласта, и приложении импульсной нагрузки к ударному штоку 2 происходит поступательно-вращательное движение винтообразного участка 10 в щелевидном отверстии 11 заглушки 12 корпуса 1, вращательная составляющая которого передается расположенным по окружности шпура грунтозацепам 9, а поступательная поглощается пружиной 3 при ее сжатии от ударной нагрузки. При этом в массиве образуются поперечные волны, ф

СОЮЗ СОВЕТСНИН

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ К

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 V 1/053

3 Е. 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ll (21) 4375211/23-25 (22) 10.02.88 (46) 15.02.90. Бюл. М 6 (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) В.И.Мулябин, Ю. Г.Мясников, А.В.Анциферов и А.С,Трифонов (53) 550.83 (088„8) (56) Авторское свидетельство СССР

8 828864, кл. G 01 V 1/053, 1979.

Авторское свидетельство СССР

К 1013882 кл. Г, 0 1 V 1/053, 1981.

„„SU„„1543358 А1

2 (g4) СКВАЖИННЫЙ И СТОЧНИ1(ПОПЕ РЕЧНЫХ

ВОЛН (57) Изобретение предназначено для возбуждения упругих волн в массиве горных пород и может быть использовано при шахтной сейсморазведке, Цель изобретения - повышение мощности импульсного возбуждения поперечных волн за счет формирования в скважинах ма" лого диаметра вращающих возмущающих сил. Скважинный источник поперечных волн состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого соосно помещен ударный шток 2, соединенный посредст1543358

:: ."и поворотной пружины 3 с цилиндрическим излучателем 4, выполненным в вид массивного цилиндра с рифленым основанием и кольцевым нижним выступом

5, на цилиндр надеты скользящее коль5 !!, о и пружина 7, распирающая кольцо и выступ цилиндра 5, которые соеди, упругими пластинами 8 r грунто-4!;aï::ии 9. Корпус (на резьбе одним кс>нцом соединен с цилиндром 4 с упором в кольцо 6, другой конец корпуса снабжен заглушкой 12 со щелевидным отверстием 11, в которое вставлен вин .ообразный участок 10 ударного штока

2, При размещении источника в шпуре, пробуренном в плоскости угольного

Изобретение относится к устройствам для возбуждения сейсмических волн и может быть использовано для возбуждения поперечных упругих колебаний 25 при шахтной сейсморазведке.

Цель изобретения - повышение мощности импульсного возбуждения поперечных волн за счет формирования в скважинах малого диаметра вращающих возмущащих сил, На фиг. l изображен скважинный источник в исходном положении, общий вид; на фиг.2 - то же, в рабочем положении; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1 и 2; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.2.

Источник состоит из корпуса 1, выполненного в виде полого цилиндра, внутри которого соосно с ним разме- 4р щен ударный шток 2, соединенный посредством поворотной пружины 3 с излучателем 4, выполненным в виде массивного цилиндра с рифленым основанием и расположенным внизу его кольце- 4 вым выступом 5. HR цилиндр надеты скользящее кольцо 6 и пружина 7, причем скользящее кольцо 6 соединено с кольцевым выступом 5 упругими пластинами 8 с грунтозацепами 9.

Ударный шток 2 в верхней части имеет винтовое окончание 10, которое входит в прорезь 11 заглушки 12 корпуса. На ударный шток 2 жестко надета полусферическая головка 13. Корпус

1 на резьбе соединен с телом излучателя 4 с упором в скользящее кольцо

6. Щелевидная прорезь 11 заглушки 12 является направляющей для поступательпласта, и приложении импульсной нагрузки к ударному штоку 2 происходит поступательно-вращательное движение винтообразного участка 10 в щелевидном отверстии 11 заглушки 12 корпуса 1, вращательная составляющая которого передается расположенным по окружности шпура грунтозацепам 9, а поступательная поглощается пружиной при ее сжатии от ударной нагрузки.

При этом в массиве образуются поперечные волны, формирующие в угольном пласте информативные интерференционные каналовые волны поляризации Лява, усиливая отношение полезный сигнал,/ ,помеха на сейсмозаписи. 5 ил. но-вращательного движения винтового окончания 10 ударного штока 2. Для снижения тангенциального усилия, возникающего в щелевидной прорези ll при движении ударного штока 2, вносящего в среду вредные волны-помехи, его винтовое окончание 10 выполнено с возможно большим шагом винта. Для предотвращения колебаний ударного штока 2 под действием упругости поворотной пружины 3 после нанесения удара, вносящих в среду дополнительные волны-помехи, предусмотрено стопорное устройство (не показано}, фиксирующее положение ударного штока после удара. Пружина 7, распирающая кольцевой выступ 5 излучателя и скользящее кольцо 6, надетое на излучатель

4, способствует возвращению упругих пластин 8 в исходное положение при завершении рабочего цикла источника, освобождая грунтозацепы 9 от зацепления со средой.

Источник работает следующим образом.

Источник помещается в шпур до упора рифленого основания кольцевого выступа 5 в забой шпура.

Корпус 1 вращается по резьбе относительно цилиндрического излучателя,.двигает кольцо 6, скользящее вдоль излучателя 4 сжимая при этом упругие пластины 8, которые, изгибаясь, вдавливают грунтозацепы 9 в стенки шпура.

От механического или другого ударного воздействия на полусферическую головку 13 винтообразное окончание пус и расположенные с ним соосно излучатель, ударный шток и поворотную пружину, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности импульсного возбуждения поперечных волн за счет формирования в скважинах малого диаметра вращающих возмущающих сил, нижний конец корпуса связан с верхней частью цилиндрического тела излучателя, а верхний его торец име" ет щелевую диаметрально выполненную прорезь, в которой располагается с возможностью поступательно-вращательного движения винтовое окончание ударного штока, при этом поворотная пружина жестко скреплена верхней своей частью с ударным штоком, а нижнейс верхним торцом излучателя, имеющим кольцевой выступ, с которым жестко соединены нижними концами упругие пластины с расположенными на них грунтозацепами, а верхние концы пластин жестко связаны с подвижным кольцом, аксиально расположенным на боковой поверхности излучателя, на которую надета дополнительная пружина, контактирующая с кольцевым выступом и подвижным кольцом.

1543558

10 ударного штока 2, помещенное в прорезь 11 заглушки 12, движется вдоль своей оси и передает через пружину 7, излучатель 4 и упругие пластины 8 вращательное импульсное движение грунтозацепам 9, в результате чего вокруг шпура возникают касательные напряжения, формирующие поперечные волны.

При размещении предлагаемого источника в шпуре, пробуренном в плоскости угольного пласта, и приложении импульсной нагрузки к ударному штоку 2 происходит передача нагрузки через поворотную пружину 3, цилиндрическое тело излучателя 4 и упругие пластины

8 к грунтозацепам 9 и ее трансформация в возмущающую вращательную силу по касательной к окружности шпура, в ре- 20 зультате чего в массиве формируются поперечные волны, интерференция которых в угольном пласте усиливает на сейсмозаписи информативные каналовые волны поляризации Яява, т.е. увеличи- 25 вается отношение полезный сигнал-помеха.

Формула изобретения

6кважинный источник поперечных волн, включающий полый цилиндрический кор1543358

Составитель О.Комаров

Редактор А.Лежнина Техред Л. Сердюкова Корректор 3.йончакова

Заказ 399 Тираж 41Ü Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 191