Способ возбуждения сейсмических волн и устройство для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2411546:

Общество с ограниченной ответственностью ООО "Георесурс" ОАО "Газпром" (RU)

Изобретение относится к сейсмической разведке полезных ископаемых с невзрывными источниками и может применяться при проведении сейсморазведочных работ. Способ возбуждения сейсмических волн основан на использовании сил отталкивания, возникающих в электродинамическом преобразователе энергии, состоящем из двух включенных встречно соленоидов, имеющих магнитную связь. Устройство, реализующее заявленный способ, содержит электродинамический преобразователь энергии, состоящий из двух соленоидов, расположенных один над другим, из которых нижний соленоид жестко связан с основанием излучателя, а верхний может свободно перемещаться на направляющих стойках. В результате сил отталкивания, возникающих в соленоидах под действием импульса тока, верхний соленоид перемещается вверх по направляющим стойкам, а реакция нижнего соленоида через основание излучателя передается в грунт, возбуждая в нем упругие колебания. Технический результат - существенное увеличение импульсного давления на грунт по сравнению с электродинамическими излучателями аналогичного веса, упрощении его конструкции и повышении надежности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к сейсмической разведке полезных ископаемых с невзрывными источниками и может применяться при проведении сейсморазведочных работ на суше, в море и в условиях транзитных зон.

Известен импульсный источник сейсмических сигналов (патент РФ №2028646, С1 приоритет 29.05.1991, МПК G01V 1/02), содержащий излучающую плиту, пригруз с магнитной системой, выполненной в виде магнитопровода с обмоткой возбуждения постоянного тока с кольцевым зазором между его полюсами, и импульсную обмотку. Импульсная обмотка закреплена на полюсах магнитопровода со стороны немагнитного зазора. В зазоре между полюсами помещена с возможностью перемещения в осевом направлении вдоль зазора гильза из электропроводящего материала с низким значением удельного электрического сопротивления, нижний торец которой прикреплен к излучающей плите. Импульсная обмотка размещена в пазах на поверхности полюсов, выполненных из пластин электротехнической стали, шихтованных в радиальном направлении. Центральная часть гильзы выполнена из прочного магнитного материала. Верхний торец гильзы выступает за пределы полюсов.

Недостатком этого источника является сложность конструкции, нетехнологичность в изготовлении, большая масса, возможность использования источника только на суше.

Наиболее близким аналогом является способ возбуждения сейсмических волн и устройство для его осуществления (патент РФ №2302016 С1, приоритет 21.10.2005, МПК G01V 1/02),

Способ основан на передаче силового воздействия в грунт в точке контакта излучающего устройства с исследуемой средой в виде импульсов давления, создаваемых с помощью электродинамического преобразователя энергии, представляющего собой N пар соленоидов, жестко установленных на двух плоских основаниях, импульсы электродинамического взаимодействия которых передаются в форме импульса давления в грунт одним из оснований, жестко соединенного с корпусом, являющимся излучающим устройством.

Устройство для возбуждения сейсмических волн содержит излучающее тело с электродинамической системой преобразования электрической энергии в механическую, включающей N пар соленоидов, жестко установленных на подвижном и неподвижном плоских основаниях, разделенных зазором.

Возбуждение сейсмических волн происходит за счет электродинамического преобразования электрической энергии в виде мощных импульсов тока, подаваемых на соленоиды, в механическую энергию, реализуемую в виде импульсов силы.

Перемещение основания, жестко связанного с корпусом под действием электродинамических сил взаимодействия соленоидов обеспечивают тем, что создают сопротивление перемещению другому основанию установкой между основаниями силовых демпферных распорных элементов.

Эти способ и устройство для его осуществления энергетически не экономичны, так как для работы устройства необходим зазор между электродинамическими элементами, вызывающий потери энергии при взаимодействии соленоидов в момент поступления импульса тока от накопителя.

Демпфирующие пружины также вызывают дополнительные потери энергии силового импульса на возбуждение паразитных колебаний в пружинах.

Удары подвижного основания об опоры пружин в процессе гашения его паразитных колебаний искажают сейсмограмму и затрудняют расшифровку сейсмических материалов.

Сущность предлагаемого способа возбуждения сейсмических волн заключается в использовании для возбуждения колебаний в грунте сил отталкивания, возникающих в электродинамическом преобразователе энергии, состоящем из двух электродинамических элементов, представляющих из себя два встречно включенных соленоида, имеющих магнитную связь и жестко закрепленных на двух плоских параллельных плитах, причем одна из плит жестко связана с основанием излучателя, являющимся опорной плитой, а другая имеет возможность свободного перемещения в вертикальном направлении относительно первой.

Энергия от накопителя в виде мощного импульса тока подается на соленоиды и в электродинамическом преобразователе происходит ее преобразование в импульс силы отталкивания. Импульс силы воздействует на грунт через основание излучателя, жестко связанное с одним из соленоидов, возбуждая в нем упругие колебания.

Рабочим органом заявляемого устройства является установленный в корпусе излучателя электродинамический преобразователь энергии, состоящий из двух электродинамических элементов, представляющих из себя включенные встречно плоские соленоиды, генерирующие противоположно направленные магнитные поля, причем один из электродинамических элементов жестко закреплен на основании излучателя, являющемся опорной плитой, а другой установлен с возможностью свободного перемещения в вертикальном направлении относительно первого на направляющих стойках.

В результате сил отталкивания, возникших в электродинамическом преобразователе энергии под действием импульса тока, верхний электродинамический элемент перемещается вверх по направляющим стойкам, а реакция нижнего электродинамического элемента преобразуется в импульс силы, который через основание излучателя, являющееся опорной плитой, воздействует на грунт, возбуждая в нем упругие колебания.

При прекращении действия электрического импульса тока магнитные и электрические поля исчезают, а подвижный электродинамический элемент под действием сил гравитации возвращается в исходное положение.

На чертеже представлена конструкция устройства.

Устройство содержит электродинамический излучатель энергии, соединительный кабель 1, накопитель энергии 2 и устройство управления 3.

Электродинамический излучатель энергии содержит герметичный цилиндрический корпус 4, закрепленный на основании излучателя (опорной плите) 5, в котором размещены электродинамический преобразователь энергии и направляющие стойки 6.

Электродинамический преобразователь энергии представляет из себя включенные встречно плоские соленоиды 7 и 8, один из которых 7 закреплен в пазу стальной плиты 9, жестко связанной с основанием 5. Плита 9 выполнена в виде концентратора магнитного поля. Другой соленоид 8 закреплен в пазу стальной плиты 10, установленной с возможностью ее свободного перемещения в вертикальном направлении на направляющих стойках 6. Направляющие стойки 6 и корпус 4 жестко крепятся к основанию 5.

Возбуждение сейсмических волн происходит следующим образом: энергия, запасенная в накопителе, в виде мощного импульса тока подается на соленоиды электродинамического преобразователя энергии, в которых создается магнитное поле, действующее по оси излучателя, вызывающее отталкивание электродинамических элементов друг от друга. При этом реакция нижнего соленоида передается в грунт через основание излучателя, являющееся опорной плитой в виде импульса силы, возбуждая в грунте упругие колебания. Этот процесс протекает в течение короткого времени действия электрического импульса, что позволяет получить большое усилие импульсного давления (толчок).

Плита с верхним соленоидом под действием вектора сил электромагнитного отталкивания, направленного вверх, поднимается вверх по стойкам, закрепленным на основании, до момента, пока кинетическая энергия, полученная ею в результате импульса силы, не уравновесится потенциальной энергией поднятой над поверхностью земли плиты с соленоидом, после чего плита под действием собственного веса начинает падать вниз.

Технический результат выражается в существенном увеличении импульсного давления на грунт по сравнению с электродинамическими излучателями аналогичного веса, упрощении конструкции излучателя и повышении его надежности.

Описанное выше устройство позволяет создать простой по конструкции, удобный при транспортировании и эффективный в работе излучатель и использовать его для проведения сейсморазведочных работ на суше, на море и в условиях транзитных зон.

Источники информации

1. Патент РФ патент РФ №2028646 С1, приоритет 29.05.1991, МПК G01V 1/02.

2. Патент РФ №2302016 С1, приоритет 21.10.2005, МПК G01V 1/02.

1. Способ возбуждения сейсмических волн, согласно которому для возбуждения сейсмических волн в грунте используются импульсы сил отталкивания, возникающих в электродинамическом преобразователе энергии, состоящем из двух электродинамических элементов, представляющих из себя два соленоида, имеющих магнитную связь и жестко закрепленных на двух плоских параллельных плитах, одна из которых жестко связана с основанием, являющимся опорной плитой и передающим в исследуемую среду упомянутые импульсы сил отталкивания при подаче на упомянутые соленоиды импульса тока от накопителя энергии.

2. Устройство для возбуждения сейсмических волн, содержащее накопитель энергии, электродинамический преобразователь энергии, основание, являющееся опорной плитой и передающее в грунт импульсы сил отталкивания, возникающие в электродинамическом преобразователе энергии при подаче импульса тока от накопителя энергии и направляющие стойки, отличающееся тем, что электродинамический преобразователь энергии состоит из двух электродинамических элементов, представляющих из себя включенные встречно плоские соленоиды, один из которых закреплен в пазу стальной плиты, выполненной в виде концентратора магнитного поля, а другой закреплен в пазу стальной плиты, установленной с возможностью ее свободного перемещения в вертикальном направлении на направляющих стойках, при этом стальная плита, в пазу которой жестко закреплен первый соленоид электродинамического преобразователя энергии, жестко связана с основанием, к которому крепятся корпус и направляющие стойки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для пуска сейсмических источников из скважин. .

Изобретение относится к области электромагнитных приводов, предназначенных для создания импульсных усилий в невзрывных источниках сейсмических сигналов, используемых при сейсморазведочных работах, и может применяться в других случаях, когда на рабочее тело необходимо создавать кратковременные силовые воздействия.

Изобретение относится к сейсморазведке, а точнее к системам для ведения полевых сейсморазведочных работ. .

Изобретение относится к средствам сейсмической разведки и может быть использовано в качестве источника сейсмических сигналов. .

Изобретение относится к области технической гидроакустики и, в частности, к активным гидроакустическим системам, предназначенным для исследования промыслового шельфа на нефть и газ, определения места установки буровой вышки, для обнаружения подводных объектов и классификации их в реальном масштабе времени, для создания имитирующего акустического поля при калибровке и аттестации среды и шумящих объектов, для мониторинга разрабатываемых месторождений и рыбных запасов океана.

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим приводам с индукционно-механическим двигателем для импульсных механических воздействий на нагрузку различных усилий регулируемой величины длительностью от (1 до 5)·10-3 с, в промышленности, а также в источниках сейсмических колебаний, использующихся в сейсморазведочных работах на поверхности земли и воде

Изобретение относится к области геофизики и предназначено для ударного возбуждения сейсмических колебаний при разведке полезных ископаемых

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Электромагнитный привод содержит емкостной накопитель и силовой электромагнит, обмотка возбуждения которого выполнена двухсекционной. Схема коммутации тока обеспечивает возможность оперативного изменения длительности создаваемой электромагнитом силы и рекуперацию энергии из магнитного поля в емкостной накопитель, что повышает технические и эксплуатационные характеристики сейсмоисточника. Технический результат: повышение функциональных возможностей устройства. 3 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для проведения сейсморазведочных работ. Сейсмический вибратор имеет излучающую плиту, по меньшей мере, с четырьмя виброизолирующими опорами, изолирующими раму от излучающей плиты. Каждая из данных виброизолирующих опор поддерживается полками излучающей плиты, смещенными от контактной площади излучающей плиты. Акселерометр, установленный непосредственно на излучающей плите, обнаруживает ускорение, передаваемое на плиту. Для уменьшения прогиба и изгиба плита имеет увеличенную жесткость и приблизительно одинаковую массу плиты для сравнимого по расчетным показателям работы вибратора. Акселерометр установлен на конкретном месте плиты, испытывающей переход между изгибом вдоль продольной оси плиты. Данное место перехода лучше представляет фактическое ускорение плиты во время вибрации и исключает чрезмерно увеличенные и уменьшенные отсчеты ускорения, которые должны получаться на других местах на плите. Технический результат: повышение точности разведочных данных. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к индукционно-динамическим приводам, применяемым для создания импульсных воздействий необходимой величины и длительности, в частности для использования в невзрывных источниках сейсмических волн. Технический результат заключается в снижении тепловых потерь и нагрева обмотки возбуждения индукционно-динамического двигателя и уменьшении длительности заднего фронта создаваемой двигателем силы. Импульсный индукционно-динамический привод содержит индукционно-динамический двигатель, к обмотке возбуждения которого через управляемый ключ присоединен емкостный накопитель с зарядным устройством. К выводам обмотки двигателя присоединены последовательно соединенные диод и резистор, параллельно к которому присоединен конденсатор. 2 ил.
Наверх