Источник сейсмических сигналов

 

Использование: возбуждение сейсмических сигналов при сейсморазведке на нефть и газ. Сущность изобретения устройство содержит активную 1 и реактивную 2 массы, образующие рабочий объем 3, заполненный магнитореологической суспензией. В рабочий объем 3 помещен пневматический источник 6. Источник снабжен устройством регулирования вязкости рабочей жидкости, включающим установленные в рабочем объеме 3 электромагнитную катушку 10, соединенную электролиниями 11, 12 с источником 13 питания, датчик 14 давления, соединенный с аналоговым компаратором 16. Выход 19 аналогового компаратора 16 соединен с базой транзистора 20, коллектор которого соединен с конденсатором 22 и обмоткой электромагнитного реле 23. Эмиттер транзистора 20 соединен через источник 24 питания с другими выводами конденсатора 22 и реле 23. 1 ил. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4852048/25 (22) 18.07.90 (46) 30.06.92. Бюл. N. 24 (71) Научно-производственное объединение

"Сейсмотехника" (72) B.Í.Êoðäèê и Ю.B.Êîçëîâ (53) 550,83(088.8) (56) Modell LSS-6 Land Air Gun; Проспект N.

5 квр 1184. Фирма Воес Technology corp.

1984, США, Патент США

N . 4103271, кл. G 01 V 1/04, опублик, 1978. (54) ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Использование; возбуждение сейсмических сигналов при сейсморазведке на нефть и газ. Сущность изобретения: устройство со„„SU » 1744б59 А1 держит активную 1 и реактивную 2 массы, образующие рабочий объем 3, заполненный магнитореологической суспензией. В рабочий объем 3 помещен пневматический источник 6. Источник снабжен устройством регулирования вязкости рабочей жидкости, включающим установленные в рабочем объеме 3 электромагнитную катушку 10, соединенную электролиниями 11, 12 с источником 13 питания, датчик 14 давления, соединенный с аналоговым компаратором

16. Выход 19 аналогового компаратора 16 соединен с базой транзистора 20, коллектор которого соединен с конденсатором 22 и обмоткой электромагнитного реле 23. Эмиттер транзистора 20 соединен через источник 24 питания с другими выводами конденсатора 22 и реле 23. 1 ил.

"и С

1744659

Изобретение относится к геофизической технике, а именно к устройствам для возбуждения сейсмических сигналов при сейсморазведке на нефть и газ.

Известен пневматический источник сейсмических сигналов, содержащий камеру для сжатого газа, соединенную через быстродействующий клапан с заполненным жидкостью рабочим объемом, образованным подвижно сопряженными контактирующей с грунтом активной и реактивной массами, а также устройство сепарации газа из жидкости, находящейся в рабочем объеме, устройство смонтировано на транспортном средстве, снабженном механизмом подъема-опускания. В точке возбуждения источник опускается на грунт, камера заполняется сжатым газом, по управляющему сигналу срабатывает быстродействующий клапан, и газ сбрасывается в находящуюся в рабочем объеме жидкость и поднимает в ней давление, вызывающее смещение активной и реактивной масс. При этом активная масса сообщает силовой импульс грунту и возбуждает сейсмические колебания.

Однако устройство обладает низкой сейсмической эффективностью ввиду невозможности оперативного регулирования амплитудно-частотных характеристик излучаемого сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является источник сейсмических сигналов, содержащий подвижно сопряженные активную и снабженную эластичной диафрагмой реактивную массы, образующие рабочую камеру, заполненную рабочей жидкостью, в которую выхлопными окнами помещен пневматический источник с быстродействующим клапаном, и сепаратор.

Источник работает следующим образом. В точке возбуждения источник опускается на грунт, камера заполняется сжатым газом, по управляющему сигналу срабатывает быстродействующий клапан, и газ сбрасывается в находящуюся в рабочем объеме жидкость, вызывая смещение активной и реактивной масс. При этом активная масса сообщает силовой импульс грунту и возбуждает сейсмические колебания, Зтот источник сейсмических сигналов также имеет невысокую сейсмическую эффективность ввиду невозможности оперативного регулирования амплитудно-частотных характеристик.

Известно, что при расширении газового пузыря, пока давление газа превышает гидростатическое давление окружающей водной толщи, масса воды двигается с ускорением от точки взрыва. При выравни5

20 !

55 вании давлений внутри и вне газового пузыря водная масса достигает своей максимальной скорости движения и по инерции поодолжает двигаться в том же направлении, но уже с замедлением, так как результирующая сила теперь направлена внутрь.

Через некоторое время движение водной массы прекращается, происходит схлопывание полости с последующим резким увеличением давления газа, и новым расширением полости, и процесс повторяется. В результате этого газовый пузырь пульсирует и при каждой пульсации возбуждаются сейсмические волны, которые вызывают помехи, снижают качество записи и, как следствие, снижают сейсмическую эффективность источника.

Кроме того, волна давления первоначально возникает в жидкой среде и в грунт (твердую среду) передается через гибкую диафрагму и дно активной массы. При переходе акустической волны из физически менее плотной среды в более плотную неизбежны потери энергии, и как бы ни было мало расстояние прохождения акустической волны в жидкости, оно неизбежно вызовет потери в сейсмическом излучении.

Целью изобретения является повышение сейсмической эффективности путем устранения повторн ых пул ьсаций и увеличения КПД, Поставленная цель достигается тем, что в источнике сейсмических сигналов, содержащем подвижно сопряженные активную и снабженную эластичной диафрагмой реактивную массы, образующие рабочую камеру, заполненную рабочей жидкостью, в которую выхлопными окнами помещен пневматический источник с быстродействующим клапаном, и сепаратор, в качестве рабочей жидкости использована магнитореологическая суспензия, а источник снабжен установленными в рабочей камере на реактивной массе электромагнитной катушкой, соединенной с источником питания, и закрепленным на активной массе датчиком давления, соединенным с входом аналогового компаратора, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а выход связан с базой транзистора, в коллекторную цепь которого параллельно включены конденсатор и обмотка электромагнитного реле, нормально разомкнутые контакты которого включены в цепь питания электромагнитной катушки, На чертеже изображен источник сейсмических сигналов, общий вид.

Источник содержит подвижно сопряженные активную 1 и реактивную 2 массы, образующие рабочий объем 3, заполненный. 1744659. рабочей жидкостью, которой является магнитореологическая суспензия, Активная масса 1 устанавливается на геологической среде 4. Герметичность рабочего объема 3 достигается с помощью эластичной диаф- 5 рагмы 5. В рабочий объем помещен пневматический источник 6 со сжатым газом, снабженный быстродействующим клапаном 7. На верхнем торце реактивной 2 массы установлен сепаратор 8, соединенный каналами 9 с рабочим объемом 3.

Источник сейсмических сигналов снабжен устройством регулирования вязкости рабочей жидкости, включающим установленные в рабочем объеме 3 на реактивной массе 2 электромагнитную катушку f0, соединенную электролиниями 11 и 12 с источником 13 питания, и установленный на активной 1 массе датчик 14 давления. Датчик 14 давления соединен с входом 15 аналогового компаратора 16 электролинией 17, Второй вход 18 аналогового компаратора 16 соединен с источником управляющего сигнала (не показан). Выход 19 аналогового компаратора 16 соединен с базой транзистора 20, коллектор которого соединен электролинией 21 с конденсатором 22 и обмоткой электромагнитного реле 23. Эмиттер транзистора 20 соединен через источник 24 питания электролинией 25 с другими выводами конденсатора 22 и реле

23. Нормально разомкнутые контакты 26 реле 23 включены в электролинию 11.

Источник работает следующим образом, Перед началом работы на вход 18 опорного сигнала аналогового компаратора 16 подается управляющий сигнал. Затем подается сигнал на быстродействующий клапан

7, который вскрывает пневматический источник 6, и сжатый газ выбрасывается в рабочую камеру 3. При расширении воздушного пузыря рабочая жидкость движется с ускорением. Датчик 14 давления постоянно регистрирует изменение давления в рабочей камере 3 и по электролинии 17 подает сигнал на вход 15 аналогового компаратора 16, где он сравнивается с управляющим сигналом, подающимся на вход 18. Сравнение происходит до тех пор, пока сигнал на входе 15 не уравняется по величине с управляющим сигналом на входе 18, который устанавливается заданной величины, соответствующей максимальному давлению расширяющегося пузыря в камере 3 (величина выбирается экспериментально или теоретически). При уравнивании сигналов на входах 15 и 18 на выходе 19 аналогового компаратора 16 появляется сигнал, который открывает транзистор 20, при этом в коллекторной цепи

55 появляется ток, и срабатывает катушка реле

23. Контакты 26 замыкаются и напряжение с источника 13 питания подается на электромагнитную катушку 10, которая, воздействуя электромагнитным полем на рабочую жидкость, изменяет ее кажущуюся плотность, в результате чего жидкость изменяет свою вязкость, "затвердевает". Энергия расширяющегося пузыря распространяется уже в "твердой" среде и, не встречая на своем пути явно выраженных границ перехода, излучается в геологическую среду 4, Кроме того, пульсации газового пузыря будут отсутствовать до тех пор, пока не разрядится конденсатор 22 и не будет снято напряжение с электромагнитной катушки

10. Затем газ поступает в сепаратор 8 по каналам 9, где происходит его отделение от жидкости и выброс в атмосферу. Затем реактивная масса 2 под действием собственного веса опускается в исходное положение, пневматическая камера 6 заполняется сжатым газом, и источник готов к работе.

Изобретение позволит повысить сейсмическую эффективность за счет исключения пульсаций газового пузыря, вызывающих помех и на сейсмозаписи, уменьшения потерь энергии при переходе акустического импульса и менее плотной среды в более плотную и увеличения скорости распространения сейсмической волны в рабочей камере.

Формула изобретения

Источник сейсмических сигналов, содержащий подвижно сопряженные активную и снабженную эластичной диафрагмой реактивную массы, образующие рабочую камеру, заполненную рабочей жидкостью, в которую выхлопными окнами помещен пневматический источник с быстродействующим клапаном, и сепаратор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности путем исключения вторичных пульсаций и увеличения

КПД, в качестве рабочей жидкости использована магнитореологическая суспензия, источник снабжен установленными в рабочей камере на реактивной массе электромагнитной катушкой, соединенной с источником питания, и закрепленным на активной массе датчиком давления, соединенным с входом аналогового компаратора, второй вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а выход связан с базой транзистора, в коллекторную цепь которого параллельно включены конденсатор и обмотка электромагнитного реле, нормально разомкнутые контакты которого включены в цепь питания электромагнитной катушки.