Вибрационный источник сейсмических сигналов

 

Изобретение относится к геофизической технике. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных показателей за счет сокращения времени настройки. Первый и второй регулирующие усилители, а также фазовращатель компенсируют изменение параметров системы при замене электрогидравлического преобразователя или датчика золотника. Введением блока регулирующих элементов, установленного в электрогидравлическом преобразователе, устраняется необходимость в настройке следующей системы при замене электрогидравлического преобразователя. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 G 01 Ч 1/37

i 1 г,q g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д В 7ОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4011572/24-25 (22) 10. 01. 86 (46) 15.02. 90. Бюл. Р 6 (71) Гомельское специальное конструкторско-технологическое бюро сейсмической техники с опытным производством (72) А.С.Шагинян, А.Г.Асан-Джалалов, Н.И.Давиденко и В.В.Циммерман (53) 550.83(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1138772, кл. G 01 V 1/04, 12.09.83.

Авторское свидетельство СССР

Р 1277036, кл. С 01 V 1/37, 09.07.85.

Изобретение относится к геофизической технике, а именно к источникам сейсмических сигналов, предназначенным для сейсмической разведки на нефть и газ.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных показателей за счет сокращения времени настройки.

На фиг. 1 дана блок-схема вибрационного источника сейсмических сигналов; на фиг. 2 — схема первого и второго регулирующих усилителей; на фиг. 3 — схема регулирующего фазовращателя.

Вибрационный источник сейсмических сигналов (фиг, 1) содержит возбудитель 1 вибрации, включающий излучающую плиту 2 с установленным на ней датчиком 3 ускорения, реактивную мас.су 4 с датчиком 5 массы и электрогид„„Я0„„1543361 А 1

2 (54) ВИБГАЦИОННЫЙ ИСТОЧНИК СЕИСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к геофизической технике. Цель изобретения улучшение эксплуатационных показателей за счет сокращения времени настройки, Первый и второй регулирующие усилители, а также фазовращатель компенсируют изменение параметров системы при замене электрогидравлического преобразователя или датчика золотника. Введением блока регулирующих элементов, установленного в электрогидравлическом преобразователе, устраняется необходимость в настройке следующей системы при замене электрогидравлического преобразователя. 3 ил. cQ равлический преобразователь 6 с электромеханическим преобразователем 7, первый гидравлический каскад 8, последовательно соединенный с вторым л гидравлическим каскадом 9, золотник

10 которого связан с датчиком 11 золотника, систему 12 управления, содержащую блок 13 формирования сигнала, первым входом соединенный с устройством 14 управления, вторым входом — с блоком 15 фазовой синхронизации, а первым выходом — с первым входом блока 15 фазовой синхронизации, второй вход которого соединен с блоком 16 ю » фильтрации. Первый вход последнего Ль связан с выходом датчика 3 ускорения, а второй вход — с вторым выходом блока 13 формирования сигнала, третий выход которого связан с первым входом блока 17 следящей системы, вторым вхо1543361 дом соединенного с выходом датчика 11 золотника, а третьим входом — с выходом датчика 5 массы и первым входом сравнивающего устройства 18. Выход блока 17 следящей системы через усилитель 19 мощности соединен с электромеханическим преобразователем 7. Первый выход блока 20 регулирующих элементов соединен с первым входом пер- 10 врго регулирующего усилителя 21, второй выход — с первым входом второго регулирующего усилителя 22, а третий выход — с первым входом регулирующего фазовращателя 23. Сравнивающее устрой-15 ство 18, первый регулирующий усилитель 2 1 и регулирующий фазовращатель

23 соединены последовательно. Выход регулирующего фазовращателя 23 подсоединен к выходу блока 17 следящей

Системы, второй вход которого связан

C вторым входом второго регулирующего усилителя 22. Выход последнего соедиНен с вторым входом сравнивающего

,устройства 18, третий вход которого связан с первым входом блока 17 слеДящей системы, Регулирующий усилитель 21 (22) содержит (фиг, 2) интегрирующую цепочку 24, входной буферный усилительповторитель 25, цифроаналоговый преобразователь 26, выполняющий функции регулятора коэффициента усиления окойечного усилителя 27. Указанное включение элементов 26 и 27 обеспечивает

Величину коэффициента усиления К„, обратно пропорциональную управляющему коду 14 и равную :

K>=Uвых " вх=1024/Ns где U в,д,,U „ — выходное и входное Hà- 40

Вых пряжения.

Величина начального кода N равного некоторому среднему значению, задается коммутационными резисторами 28, 45

Регулирующий фазовращатель 23 содержит (фиг. 3). усилитель с переменным коэффициентом усиления, выполненный на основе операционного усилителя 29 и цифроаналогового преобразова- 50 зеля 30, управляемого кодом, дифференцирующий усилитель 31 с дифференцирующим конденсатором 32 и усилитель-сумматор 33, суммирующий входной сигнал через весовой резистор 34 55

: с дифференцированным и регулируемым по величине входным сигналом через весовой резистор 35. Номиналы элементов регулирующего фазовращателя установлены такими, что обеспечивается пропорциональность фазового сдвига „ управляющему коду N(a(f> ) в диапазоне изменения фазового сдвига до 25 :

ы(ьq,) ьч

Величина начального кода N равная нулю, задается коммутационными резисторами 36.

Управляющие коды N(K „„), И(К ) и И(д g,„) задаются блоком 20 регулирующих элементов, выполненным в виде набора соединительных устройств (например, перемычек), подключающих управляющие входы цифроаналоговых преобразователей 26 и 30 к уровням логического нуля и единицы, Блок регулирующих элементов входит в комплект электрогидравлического преобразователя и содержит. коды данного преобразователя, определенные в процессе его испытания. При отключенном блоке регулирующих элементов набором резисторов 28 и 36 устанавливаются начальные значения кодов, обеспечивающие некоторую среднюю характеристику. виброисточника.

Вибрационный источник работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение на выходе лоха 13 формирования сигнала равно нулю, При этом реактивная масса 4 находится в среднем (рабочем) положении. При поступлении сигнала "Пуск" с устройства 14 управления блок 13 формирования сигнала начинает формировать переменный синусоидальный сигнал, который, пройдя через сравнивающее устройство 18, первый регулирующий усилитель 21, фазовращатель 23 и усилитель 19 мощности, приводит в действие электрогидравлический преобразователь 6, заставляя золотник 9 второго каскада совершать колебательные движения около среднего положения с частотой сигнала, который вырабатывает блок 13 формирования сигнала. Колебания Х золотника 10 преобразуются датчиком 11 в электрический сигнал обратной связи который, пройдя через второй регулирующий усилитель 22, поступает на инверсный вход сравнивающего устройства 18. Одновременно поток жидкости, который поступает в полости гидроцилиндра, приводит в колебания

1543361

Х(К ) =К „„1024/К второго регупирующего усилителя 22 пропорциональной коэффициенту преобразования К> датчика 11, т.е. равной:

К(К )=1 1024/К<„, Г фазовращателя 23 — пропорциональной по величине и обратной по знаку величине фазового сдвига д, электрогидравлического преобразователя 6, т.е. равной:

При этом автоматически будут выполняться условия, обеспечивающие неизменность характеристик всей следящей системы в целом.

5 реактивную массу 4 и излучающую плиту 2. Датчик 5 массы воспринимает перемещение массы, и его сигнал поступает на первый вход сравнивающего устройства 18 блока 17 следящей системы, который вырабатывает сигнал, удерживающий реактивную массу 4 в среднем положении. Датчик 3 ускорения, установленный на излучающей плите 2, вырабатывает сигнал ускорения, который поступает на вход блока 16 фильтрации и далее на вход блока 15 фазовой синхронизации, где вырабатывается сигнал коррекции для блока 13 формирования, необходимый для поддержания колебаний излучаемой плиты 2 в фазе с заданным.

Таким образом, колебания золотника 9 второго каскада преобразуются в 2О. колебания излучающей плиты 2, т.е, в сейсмические колебания, Амплитудно-частотная характеристика колебаний золотника 9 определяется как параметрами элементов системы управления, так и параметрами электрогидравлического преобразователя, в том числе коэффициентом преобразования К „, фазовым сдвигом В „и коэффициентом преобразования датчика обратной связи I

При настройке электрогидравлической следящей системы параметры системы управления устанавливаются такими, чтобы при параметрах данного гидроусилителя обеспечить требуемую амплитудно-частотную характеристику. При этом коэффициент усиления К, первого регулирующего усилителя 21, фазовый сдвиг д р фазовращателя 23 и коэффив

40 циент усиления К у< второго регулирующего усилителя 22 задаются блоком 20 регулирующих элементов, введенным в состав электрогидравлического преобразователя б. Поступающий на вход регулирующего усилителя (фиг.2) сигнал

45 проходит чере з усилитель-повторитель

25 и поступает на вход цифроаналогового преобразователя 26, который обеспечивает величину коэффициента усилеS0 ния обратно пропорционально коду N который задается блоком 20 регулирующих элементов.

Аналогично работает регулирующий фаэовращатель 23. Поступающий на его вход сигнал через иифроаналоговый преобразователь 30, выполняющий функции управляемого кодом делителя, через фазосдвигающий конденсатор 32 и усилитель 31 подается на вход сумматора 33.

Таким образом осуществляется сдвиг фазы регулируемым фазовращателем 23 в прямой ветви.

Параметры блока 20 регулирующих элементов устанавливаются исходя из конкретных параметров электрогидравлического преобразователя 6 такими, чтобы характеристики следящей системы в целом не изменялись при замене одного преобразователя другим.

Так, если электрогидравлический преобразователь имеет коэффициент преобразования 1(„ выше номинального значения в N раз, то параметр регулирующего элемента на первом выходе блока 20 регулирующих элементов устанавливается таким, чтобы коэффициент усиления первого регулирующего усилителя 21 блока 17 следящей системы стал меньше номинального также в N раз. В результате суммарный коэффициент усиления в прямой ветви следящей системы останется неизменным и равным номинальному.

Аналогично стабилизируются фазовый сдвиг в прямой ветви и коэффициент преобразования канала обратной связи следящей системы. Стабилизации этих трех параметров вполне достаточно для сохранения номинальной амплитудно-частотной характеристики следящей системы.

Таким образом, величину управляющего кода N(K ) первого регулирующего усилителя 21 необходимо устанавливать пропорциональной коэффициенту усиления гидроусилптеля К „, т.е. равной:

1543361

Поскольку блок 20 регулирующих элементов с установленными номиналами входит в состав электрогидравлического преобразователя 6, при замене одного преобразователя другим меняется и блок 20 регулирующих элементов.

В результате даже в том случае, если параметры нового преобразователя отличаются от параметров замененного, 10 характеристики всей следящей системы в целом останутся неизменными, поскольку благодаря блоку 20 регулирующих элементов параметры элементов системы управления примут новые значения, соответствующие параметрам нового электрогидравлического преобразователя.

Формула и з о б р е т ения

Вибрационный источник сейсмических сигналов, содержащий возбудитель вибраций, включающий излучающую плиту с установленным на ней датчиком ускорения, реактивную массу с датчиком 15 массы и электрогидравлический преобразователь, содержащий электромеханический преобразователь, первый гидравлический каскад, последовательно соединенный с вторым гидравлическим каскадом, золотник которого связан с датчиком золотника., систему управления, содержащую блок формирования сигнала, первь|м входом соединенный с устройством управления, а вторым вкодом — с блоком фазовой синхронизации, первым выходом — с первым входом блока фазовой синхронизации, второй вход которого соединен с блоком фильтрации, первый вход последнего 4О соединен с выходом датчика ускорения, а второй вход — с вторым выходом блока формирования сигнала, третий выход блока формирования сигнала соединен с первым входом блока следящей системы, второй вход которого соединен с выходом датчика золотника, а третий вход — с выходом датчика массы и первым входом сравнивающего устройства блока следящей системы, выход блока следящей системы через усилитель мощности соединен с электромеханическим преобразователем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных показателей за счет сокращения времени настройки, в электрогидравлический преобразователь введен блок регулирующих элементов, а в блок следящей системы введены первый и второй регулирующие усилители и регулирующий фазовращатель, при этом первый выход блока регулирующих элементов соединен с первым входом первого регулирующего усилителя, второй выход — с первым входом второго регулирующего усилителя, а третий выход с первым входом регулирующего фазовращателя, сравнивающее устройство, первый регулирующий усилитель и регулирующий фазовращатель соединены последовательно, а выход регулирующего фазовращателя подсоединен к выходу блока следящей системы, второй вход которой связан с вторым входом второго регулирующего усилителя, выход последнего соединен с вторым входом сравнивающего устройства, третий вход которого связан с первым входом блока следящей системы.

)543361

1543361

Составитель Д.Заргарян

Редактор А.Лежнина Техред д,Серд окова Корректор С.Шекмар

Заказ 399 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

It, ll

Производственно-издательский комбинат Патент „г. Ужгород, ул, Гагарина, 1о1