Виброисточник
Изобретение относится к излучению сейсмических волн и может быть использовано при сейсморазвертке на нефть и газ, а также при рудной разведке. Технический результат: расширение частотного диапазона. Сущность: виброисточник содержит возбудитель вибраций, жестко связанный с излучающей виброплитой, установленной на грунтовом основании, и инерционную массу. Инерционная масса уложена на упругие элементы и закреплена на них. Упругие элементы установлены на вспомогательные плиты, лежащие на грунтовом основании под торцами инерционной массы. Между излучающей виброплитой и инерционной массой установлены дополнительные упругие элементы, прижимающие виброплиту к грунтовому основанию. Упругие элементы выполнены в виде резинокордных оболочек. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области геофизических работ, в частности к излучению сейсмических волн в грунтовое полупространство, и может быть использовано при сейсморазведке на нефть и газ, а также при рудной разведке.
В настоящее время известны вибрационные сейсмические источники, у которых инерционная масса и излучающая виброплита представляют собой одну цельную конструкцию, к которой крепится возбудитель вибраций дебалансного типа [1, 2]. Наличие инерционной массы весом, превышающим усилие, создаваемое возбудителем вибраций, обеспечивает безотрывную работу виброплиты.
Однако такая компоновка сейсмического источника приводит к тому, что удельные давления на грунт складываются из удельных давлений от веса инерционной массы и удельных давлений от силы, создаваемой возбудителем вибраций, а это в свою очередь требует значительного (более чем двойного) увеличения площади излучающей плиты. Обеспечение жесткости и прочности излучающей плиты больших размеров весьма проблематично. Кроме того, мощные вибрационные сейсмические источники подобной конструкции являются стационарными, что затрудняет их перемещение, а это существенно снижает эффективность их использования и функциональные возможности.
Известен также виброисточник, содержащий возбудитель вибраций, жестко связанный с излучающей виброплитой, установленной на грунтовом основании, и инерционную массу, причем инерционная масса уложена на упругие элементы и закреплена на них, а сами упругие элементы установлены на вспомогательные плиты, лежащие на грунтовом основании под торцами инерционной массы [3].
Однако использование такого возбудителя вибраций не позволяет поднять рабочую частоту выше 16-24 Гц. Это связано с тем, что грунт, как упругая среда, после снятия нагрузки не успевает перейти из сжатого в свободное состояние и новая фаза нагружения его пульсатором начинает накладываться на не завершившуюся фазу расширения. Это обстоятельство делает невозможным использование этого виброисточника в сейсморазведочном диапазоне частот.
Задачей изобретения является расширение частотного диапазона виброисточника и, таким образом, его функциональных возможностей.
Указанная задача достигается тем, что в виброисточнике, содержащем возбудитель вибраций, жестко связанный с излучающей виброплитой, установленной на грунтовом основании, и инерционную массу, причем инерционная масса уложена на упругие элементы и закреплена на них, а сами упругие элементы - на вспомогательные плиты, лежащие на грунтовом основании под торцами инерционной массы, согласно изобретению, между инерционной массой и излучающей виброплитой установлены дополнительные упругие элементы, прижимающие виброплиту к грунтовому основанию. Упругие элементы выполнены в виде резинокордных оболочек.
На чертеже схематично изображен виброисточник на упругих элементах.
На дневной поверхности грунтового полупространства 1 установлены вспомогательные плиты 2, на которых расположены упругие элементы 3. В качестве упругих элементов используются резинокордные оболочки (РКО). На РКО уложена и закреплена инерционная масса 4. Вспомогательные плиты 2 расположены на равном расстоянии от торцов излучающей виброплиты 5. В центре излучающей виброплиты закреплен гидроцилиндр возбудителя вибраций 6 пульсаторного типа. Возбудитель вибраций запитан от насосной станции (на схеме не показана). Излучающая виброплита 5 поджимается к грунту дополнительными упругими элементами 7, один конец которых закреплен на инерционной массе 4, а другой - на излучающей виброплите 5.
Виброисточник с поджатием излучающей виброплиты работает следующим образом. В РКО 3, поддерживающие инерционную массу 4, под давлением подается воздух, и она вывешивается в среднем положении. После этого воздух под давлением подается в РКО 7, осуществляющие прижим излучающей виброплиты 5 к грунту. Грунт, как упругое тело, переходит в состояние “предварительно сжатой пружины”. Излучающая виброплита 5 передает усилие гидроцилиндра возбудителя вибраций 6, отталкивающегося от инерционной массы 4, на грунтовое основание. В грунте происходит формирование упругих волн. Поскольку грунт работает как “предварительно сжатая пружина”, продолжительность фазы расширения после снятия нагрузки пульсатора сокращается. Чередование фаз сжатия и расширения грунта происходит без наслаивания. Передача колебаний инерционной массы на вспомогательные плиты и грунт в значительной степени ослабляется вследствие малой жесткости РКО. Напряжения в грунтовом основании под вспомогательными плитами практически не изменяются и упругие волны не формируются.
Таким образом, использование изобретения позволит за счет предварительного поджатия излучающей виброплиты перевести грунтовое основание под ней в состояние “предварительно сжатой пружины”, а это, в свою очередь, сокращает продолжительность фазы расширения грунта после снятия усилия пульсатора и в итоге дает возможность расширить диапазон рабочих частот.
Источники информации
1. Патент на изобретение №2157554.
2. Красников Н.Д. Динамические свойства грунтов и методы их определения. - Л.: Стройиздат, 1970 г.
3. Патент на изобретение №2184985 - прототип.
Формула изобретения
1. Виброисточник, содержащий возбудитель вибраций, жестко связанный с излучающей виброплитой, установленной на грунтовом основании, и инерционную массу, причем инерционная масса уложена на упругие элементы и закреплена на последних, а сами упругие элементы установлены на вспомогательные плиты, лежащие на грунтовом основании под торцами инерционной массы, отличающийся тем, что между излучающей виброплитой и инерционной массой установлены дополнительные упругие элементы, прижимающие виброплиту к грунтовому основанию.
2. Виброисточник по п.1, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены в виде резинокордных оболочек.
РИСУНКИ
