Способ возбуждения сейсмических поперечных волн



Способ возбуждения сейсмических поперечных волн
Способ возбуждения сейсмических поперечных волн

 


Владельцы патента RU 2438148:

Экомасов Сергей Петрович (RU)

Способ относится к области сейсмической разведки месторождений полезных ископаемых и включает проходку траншеи (щели) на поверхности грунта, укладку в траншею линейного заряда взрывчатого вещества и последующее генерирование взрыва, при этом линейный заряд выполняют посредством укладки эластичного рукава, который заполняют газообразной взрывчатой смесью (например, пропано-кислородной). Технический результат, получаемый от реализации заявленного способа, заключается в повышение эффективности возбуждения сейсмических поперечных волн, достигаемый тем, что за счет исключения потерь энергии на пластические деформации грунта увеличивается доля энергии взрыва, направленная на формирование упругих волн. 2 ил.

 

Предлагаемый способ относится к области сейсмической разведки месторождений полезных ископаемых, а точнее - к возбуждению сейсмических поперечных волн в грунтовых средах при проведении сейсморазведки.

Известен способ возбуждения поперечных сейсмических волн (см. Сейсморазведка. Справочник геофизика / Под ред. И.И.Гурвича, В.П.Номоконова. - М.: «Недра», 1981, 377 с.), включающий инициирование взрыва заряда взрывчатого вещества. Недостатком этого способа является то, что при взрыве заряда конденсированного взрывчатого вещества на поверхности грунта лишь незначительная часть выделяемой энергии расходуется на произведение полезной работы - возбуждение поперечной сейсмической волны. Основная часть энергии расходуется на генерирование воздушной, а также поверхностной и продольных волн в грунте и пластические (неупругие) деформации грунта.

Наиболее близким к предлагаемому способу, по существу, является способ возбуждения сейсмических поперечных волн (см. Потапов О.А. Организация и технические средства сейсморазведочных работ.- М.: «Недра», 1989, с.192-196), включающий проходку траншеи (щели) на поверхности грунта, укладку в траншею линейного заряда взрывчатого вещества (ВВ) и последующее инициирование взрыва. Недостатком этого способа является также невысокий коэффициент полезного действия взрыва заряда, в качестве которого используется детонационный шнур. Давление при взрыве высокобризантного ВВ, из которого изготавливается детонационный шнур, достигает сотен тысяч атмосфер. При этих давлениях в ближней зоне грунт пластически деформируется. Учитывая небольшой диаметр шнура, диаметр уплотненной зоны, окружающей детонационный шнур, на границе которой формируются упругие деформации, невелик (не превышает 0,1 м), а именно размер этой зоны, имеющей цилиндрическую форму, и определяют сейсмический эффект взрыва.

Целью изобретения является повышение эффективности возбуждения поперечных сейсмических волн.

Цель достигается тем, что линейный заряд, размещаемый на дне вдоль всей траншеи, выполняют посредством укладки эластичного рукава, который заполняют газообразной взрывчатой смесью, например углеводородо-кислородной, при этом в процессе заполнения газообразной взрывчатой смесью эластичного рукава достигают такого увеличения поперечного сечения рукава, при котором его поверхность плотно прилегает к боковым стенкам траншеи, подачу газообразной взрывчатой смеси в эластичный рукав производят через детонационную трубу запального устройства, выходное отверстие которого совмещают с внутренним объемом эластичного рукава через один из его концов и герметизируют их соединение, а противоположный конец эластичного рукава выполняют герметичным, при этом эластичный рукав выполняют из материала, исключающего нарушение его герметичности в процессе заполнения газообразной взрывчатой смесью.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом (фиг.1), на котором показан общий вид устройства, реализующего предлагаемый способ, где: 1 - траншея; 2 - эластичный рукав; 3 - детонационная трубка запального устройства; 4 - блокировочный выпускной клапан; 5 - свеча зажигания; 6 - хомут. На фиг.2 показано поперечное сечение устройства до заполнения эластичного рукава газообразной горючей смесью.

Способ реализуется следующей последовательностью операций. В грунте на его поверхности проходят траншею (щель) 1, длина и поперечное сечение которой определяются принятой методикой сейсморазведочных работ. Затем в траншее размещают эластичный рукав 2 (см. фиг.2), один из концов которого выполнен герметичным, а в другой (открытый) помещают открытый конец детонационной трубки 3, а место их соединения герметизируют хомутом 6. После этого в эластичный рукав 2 через блокировочный впускной клапан 4 подают газообразную взрывчатую смесь. При этом поперечное сечение эластичного рукава 2 увеличивается и его поверхность достигает стенок траншеи 1, плотно прилегая к ним. Избыточное давление газообразной горючей смеси в эластичном рукаве обеспечивает его целостность и герметичность. Подачу смеси прекращают запиранием блокировочного впускного клапана 4. Воспламенение горючей газовой смеси осуществляют с помощью электрического разряда на свече зажигания 5. Пламя ускоряется в детонационной трубке 3, достигая детонационной скорости. Детонационная волна из детонационной трубки 3 поступает во внутренний объем эластичного рукава 2 и генерирует в нем взрыв газообразной взрывчатой смеси. Формируемый при этом силовой импульс воздействует равномерно на всю поверхность стенок траншеи 1.

Давление продуктов взрыва в детонационной волне определяется выражением

Здесь РН - давление в детонационной волне, Н/м2;

Д - скорость детонационной волны, м/с, для пропано-кислородной смеси Д≈2500 м/с;

ρсм - плотность смеси, кг/м3, плотность пропано-кислородной смеси при ее давлении, равном 0,105 МПа, составляет ≈1,6 кг/м3;

к - показатель адиабаты для продуктов взрыва, к≈1,17.

Для пропано-кислородной смеси при ее давлении 0,105 МПа давление газов в детонационной волне составляет примерно 4,6 МПа, а среднее давление газов при взрыве этой смеси равно , то есть составляет около 2,3 МПа. Длительность силового импульса при этом не превышает 3-5 мс. Такие величины амплитуды и длительности действия силового импульса практически исключают формирование пластических деформаций грунта, и большая часть выделяемой при этом энергии затрачивается на упругие деформации, генерирующие сейсмическую волну в грунте.

В процессе взрыва смеси одновременно с генерированием сейсмической волны происходит разрушение эластичного рукава продуктами взрыва. Отсутствие заметных пластических деформаций грунта позволяет многократно использовать траншею для производства работ и использовать режим накопления сигнала.

При использовании материала эластичного рукава, обеспечивающего его целостность при воздействии на него продуктов взрыва, возможно повторное и дальнейшее его использование без извлечения из траншеи. Удаление продуктов взрыва из эластичного рукава можно осуществлять через продувочный управляемый клапан, которым можно оборудовать закрытый (герметичный) конец эластичного рукава.

1. Способ возбуждения сейсмических поперечных волн, включающий проходку траншеи (щели) на поверхности грунта, размещение в траншее линейного заряда взрывчатого вещества и последующее генерирование взрыва, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности возбуждения поперечных сейсмических волн, размещение в траншее линейного заряда выполняют посредством укладки эластичного рукава, который заполняют газообразной взрывчатой смесью (например, пропано-кислородной).

2. Способ возбуждения сейсмических поперечных волн по п.1, отличающийся тем, что в процессе заполнения газообразной взрывчатой смесью эластичного рукава достигают такого увеличения его поперечного сечения, при котором его поверхность плотно прилегает к боковым стенкам траншеи.

3. Способ возбуждения сейсмических поперечных волн по п.1, отличающийся тем, что эластичный рукав с одного конца выполняется герметичным, а в другой конец вводят открытый конец детонационной трубки запального устройства и герметизируют их соединение.

4. Способ возбуждения сейсмических поперечных волн по п.1, отличающийся тем, что эластичный рукав выполняют из материала, исключающего нарушение его целостности и герметичности в процессе заполнения его газообразной взрывчатой смесью.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования землетрясений. .

Изобретение относится к скважинной сейсморазведке и может быть использовано для изучения строения и физических свойств геологического разреза в околоскважинном пространстве по результатам наблюдений в криволинейных скважинах.

Изобретение относится к области геофизики и невзрывной сейсморазведочной техники и может быть использовано для поиска полезных ископаемых, в частности на нефть и газ.

Изобретение относится к геолого-геофизическим методам оценки коллекторских свойств пород, особенно на больших глубинах, где могут залегать породы с критической величиной пористости на границе коллектор - не коллектор.

Изобретение относится к генерации и управлению введенными акустическими волнами для геофизических поисково-разведочных работ. .

Изобретение относится к области метрологического обеспечения скважинной геофизической аппаратуры, а именно к калибровке аппаратуры по контролю технического состояния нефтяных и газовых скважин гамма-гамма методом.

Изобретение относится к геофизике с использованием синхронных измерений электрических и магнитных компонент поля, а также сейсмического поля и может быть использовано при изучении горизонтально неоднородных геоэлектрических разрезов (ГЭР) с целью поиска и разведки нефтяных и газовых подводных месторождений.

Изобретение относится к области сейсмических исследований. .

Изобретение относится к геофизической технике для генерирования виброимпульсного сигнала и используется для динамического нагружения грунта. .

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может найти применение при проведении наземного сейсмического профилирования методами многоволновой сейсморазведки.

Изобретение относится к донным устройствам для сейсмических наблюдений в акваториях морей и океанов

Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано при подготовке полигонов для осуществления краткосрочного прогноза землетрясений

Изобретение относится к геофизическому оборудованию, обеспечивающему процесс возбуждения упругих колебаний при сейсмической разведке

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении гравиметрической и магнитной съемок на акваториях

Изобретение относится к области средств геофизической разведки полезных ископаемых, преимущественно на нефть и газ

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения азимута на обнаруживаемые объекты на охраняемом рубеже, подсчета количества объектов в групповой цели и классификации обнаруженных объектов

Изобретение относится к области геоакустики и может быть использовано для обнаружения и трассирования тектонических нарушений в верхней части разреза

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для обеспечения измерений плотности преимущественно буровых и тампонажных растворов, используемых в процессе строительства скважин
Наверх