Устройство для возбуждения колебаний

 

Изобретение относится к сейсмологии, в частности к сейсморазведке в тех районах, где применение существующих источников сейсмических сигналов затруднено, невозможно или нежелательно. Сущность изобретения: источник сигналов размещается внутри трубы, укрепленной на передающей плите и представляет собой специально доработанный применительно к сейсморазведочным работам ракетный двигатель на твердом топливе с сопловым блоком, направленным вверх. Для снижения звуковых волн при работе двигателя, мешающих обработке сейсмограмм, предусмотрен гаситель, установленный на трубе. Для обеспечения работы устройства в импульсном и вибрационном режимах и их регулирования в двигателе используются заряды из баллистного топлива в виде пакета тонкоствольных трубок. Поверхностный вариант устройства может использоваться для возбуждения продольных и поперечных волн в зоне малых скоростей, причем характеристики излучаемых моноимпульсных сигналов близки к соответствующим характеристикам известных мощных источников. Для подводного варианта устройства имеется цилиндрический насадок с отверстиями, закрепленный на сопловом блоке. При работе может оставаться в относительно неподвижном состоянии. Устройство имеет малую массу, легко и быстро собирается, относительно безопасно, отрицательного экологического влияния на природу не оказывает. 3 ил.

Изобретение относится к сейсмологии, в частности к сейсморазведке в переходных зонах земля-вода и труднодоступных районах суши. Оно может успешно применяться при инженерно-геологических изысканиях.

Из уровня техники известны устройства для возбуждения упругих колебаний, содержащие двигатель на твердом топливе, установленный на передающей трубе и использующий энергию удара по ней, полученную за счет реактивной силы, вызванной горением заряда и истечением продуктов сгорания через сопло.

Устройство для возбуждения упругих колебаний по SU 1292475 A2, G 01 V 1/104, 1994 г. является прототипом. Оно содержит плиту с жестко закрепленным на ней реактивным двигателем, имеющим пороховой заряд. Для снижения уровня помех от звуковой волны имеется перфорированная труба-гаситель, расположенная соосно с камерой двигателя.

Рассматриваемое устройство громоздко. Оно не позволяет полностью реализовать энергию от сгорания заряда на возбуждение упругих волн в грунте и существенно снизить звуковой эффект при работе двигателя.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности работы устройства для возбуждения колебаний при сейсморазведочных работах и инженерно-геологических изысканиях, содержащего ракетный двигатель с твердотопливным зарядом внутри камеры и сопловым блоком, гаситель звуковых волн, имеющий сопло для выхода продуктов сгорания, и передающую плиту.

Повышение эффективности достигается тем, что ракетный двигатель размещен внутри трубы, укрепленной на передающей плите, на открытом торце трубы установлен гаситель звуковых волн с соплом для выхода продуктов сгорания, заряд выполнен в форме трубок с толщиной свода 0,8-3 мм, закрепленных в камере сгорания, со стороны, противоположной сопловому блоку.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, где 1 - двигатель, 2 - плита, 3 - труба, 4 - гаситель.

Принцип работы устройства заключается в следующем. При срабатывании электрозапала от электрического импульса начинается горение воспламенителя (дымного пороха) с последующим горением основного заряда. Выход продуктов горения через сопло двигателя сопровождается отдачей в грунт через головную часть двигателя и передающую плиту. Соответственно происходит излучение упругой волны.

Продукты сгорания из двигателя поступают сначала в трубу, затем в гаситель звуковых волн с последующим излучением через его сопло. В гасителе происходят столкновения и перемешивания газовых потоков и догорание газообразных продуктов, которые не успели прореагировать в двигателе.

При использовании устройства достигаются следующие технические результаты: снижение уровня звуковых волн, генерируемых в атмосферу при работе двигателями и увеличение отдачи в грунт при одновременном упрощении конструкции устройства.

Устройство может работать в импульсном и пульсирующем режимах. Время работы в первом случае - до 16-30 мс, во втором - до 1-2 с. Выделяющаяся энергия и импульс силы колеблются в пределах 1000-3000 кДж и 600-1400 H·с соответственно.

На фиг. 2 изображен общий вид двигателя, разрез. Он содержит заряд 1, выполненный из отдельных элементов в форме трубок, жестко связанных с крышкой 2, и корпуса с сопловым блоком 3. На крышке имеется электрозапал 4, в сопловом блоке - воспламенитель 5. Между ними находится трубка 6. В сопловом блоке выполнены отверстия 7, расположенные по окружности. С внутренней стороны камеры они закрыты заглушками 8.

После срабатывания электрозапала форс пламени по трубке передается на воспламенитель. При достижении определенного порогового давления в камере происходит разрушение заглушек и выход продуктов сгорания из двигателя. Конструкция двигателя обеспечивает более резкий удар в грунт по сравнению с прототипом, что необходимо при сейсмических исследованиях.

На фиг. 3 показан подводный образец этого же двигателя. Он содержит заряд 1, крышку 2, сменный сопловой блок с отверстиями 3, электрозапал 4, воспламенитель 5, трубку 6, насадок 7, заглушку 8 и тросик 9.

При его срабатывании продукты горения из камеры двигателя попадают в объем между цилиндрическим насадком и сопловым блоком. Затем продукты горения искривляются на 90^o благодаря наличию периферийных отверстий в насадке и поступают в воду, возбуждая сейсмические сигналы.

Возможности практического использования устройств на земле и под водой подтверждены в результате опытно-методических сейсмических исследований.

Они имеют небольшую массу, легко собираются при проведении сейсмических исследований, просты, надежны и экологически безопасны. Возможно быстрое и массовое налаживание их изготовления.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения упругих колебаний при сейсморазведочных работах и инженерно-геологических изысканиях, содержащее ракетный двигатель с твердотопливным зарядом внутри камеры сгорания и сопловым блоком, гаситель звуковых волн, имеющий сопло для выхода продуктов сгорания, передающую плиту, отличающееся тем, что ракетный двигатель размещен внутри трубы, укрепленной на передающей плите, на открытом торце трубы установлен гаситель звуковых волн с соплом для выхода продуктов сгорания, заряд выполнен в форме трубок с толщиной свода 0,8-3 мм, закрепленных в камере сгорания со стороны, противоположной сопловому блоку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3