Сейсмоисточник

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Заявлен сейсмоисточник, содержащий излучающую платформу, связанную с транспортным средством через упругие элементы, возбудители механических усилий, пригрузочную инертную массу. При этом возбудители механических усилий сейсмоисточника выполнены каждый в виде, как минимум, двух электрических катушек, соединенных встречно и уложенных друг на друга в горизонтальной плоскости в средней части возбудителя механических усилий Р-волн, выполненного из двух подвижных относительно друг друга диэлектрических прямоугольных плит с зубцами и пазами в крайних их частях. В пазах уложены, по крайней мере, по одной паре вертикальных электрических катушек, также соединенных встречно и формирующих S-волны. Зубцы верхней и нижней диэлектрических прямоугольных плит выполнены подвижными друг по отношению к другу и жестко связаны верхней диэлектрической прямоугольной плитой с пригрузочной инертной массой, а нижней диэлектрической прямоугольной плитой с излучающей платформой. Технический результат: улучшение связи с грунтом излучающей платформы для формирования поперечных сейсмических волн, и, как следствие, повышение функциональных возможностей предлагаемого импульсного сейсмоисточника. 2 ил.

 

Изобретение относится к вибрационной и импульсной сейсмотехнике, а именно к возбудителям сейсмических колебаний с регулированием и стабилизацией амплитуды вынуждающих усилий, их длительности, частоты и направления продольных и поперечных Р- и S-волн.

Известен электромагнитный сейсмоисточник [Патент РФ №2171478 (Детков В.А., Ивашин В.В., Певчев В.П.), Бюл. №21, 2001 г.], содержащий излучающую плиту, снабженную стойками, на которых укреплен якорь электромагнитного возбудителя колебаний, статор его электромагнита с катушками установлен и скреплен с инертной массой, уложенной на излучающую платформу. Катушки электромагнита тиристором подключаются к высоковольтному конденсатору, заряжаемому от специального зарядного устройства. При подаче управляющего импульса на силовой тиристор конденсатор, разряжаясь на катушки электромагнита, создает в нем магнитный поток, который создает в якоре силу тяги и она через стойки передается на излучающую платформу.

В этом сейсмоисточнике из-за низких частотных свойств электромагнита невозможно получить больших излучаемых частот сейсмоколебаний и колебания создаются только одного направления - продольные волны типа Р.

Известен также сейсмоисточник (прототип) [Теория и практика наземной невзрывной сейсморазведки. / Под редакцией М.Б.Шнеерсона. - М.: ОАО «Издательство «Недра»», 1998. - 527 с.: ил. Стр.315-318]. Главной частью такого сейсмоисточника является излучающая платформа, на которой установлены восемь центробежных дебалансных вибровозбудителей, способных вращаться синхронно и создавать знакопеременную вынуждающую силу, ориентированную по специальным сигналам от системы управления, управляемой общим синхронным генератором, в свою очередь механически соединенным с двигателем постоянного тока, подключенным к регулируемому тиристорному преобразователю. Напряжение этого преобразователя определяет скорость вращения двигателя постоянного тока, которая и определяет частоту выходного напряжения синхронного генератора, и, соответственно, частоту вращения дебалансных вибровозбудителей.

Такой сейсмоисточник имеет довольно сложную конструкцию, низкую надежность, обладает плохой связью с грунтом и создает низкочастотные колебания с малой возмущающей силой.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и улучшения связи с грунтом, для формирования поперечных сейсмических волн, что одновременно дает и повышение функциональных возможностей этого импульсного сейсмоисточника.

Указанная задача достигается тем, что в сейсмоисточнике, содержащем излучающую платформу, связанную с транспортным средством через упругие элементы, возбудители механических усилий, пригрузочную инертную массу, возбудители механических усилий сейсмоисточника выполнены каждый в виде, как минимум, двух электрических катушек, соединенных встречно и уложенных друг на друга в горизонтальной плоскости в средней части возбудителя механических усилий Р-волн, выполненного из двух подвижных относительно друг друга диэлектрических прямоугольных плит с зубцами и пазами в крайних их частях, в пазах которых уложены, по крайней мере, по одной паре вертикальных электрических катушек, также соединенных встречно и формирующих S-волны, зубцы верхней и нижней диэлектрических прямоугольных плит выполнены подвижными друг по отношению к другу и жестко связаны верхней диэлектрической прямоугольной плитой с пригрузочной инертной массой, а нижней диэлектрической прямоугольной плитой - с излучающей платформой, имеющей в своей подошве поперечные грунтозацепы, излучающая платформа, кроме того, упруго связана с пригрузочной инертной массой, а электрические катушки, уложенные горизонтально и вертикально, подключены к высокотоковым источникам электропитания.

На фиг.1 дан продольный разрез предлагаемого сейсмоисточника в рабочем состоянии, когда с помощью спуско-подъемного механизма (не показано) источник через упругие элементы излучающей платформой установлен на грунт, а силовые катушки запитаны импульсами тока больших величин от специальных источников электропитания.

На фиг.2 показаны усилия S-волны, Р-волны и суммарное усилие этих волн.

Сейсмоисточник (фиг.1) содержит излучающую плиту 1 с поперечными грунтозацепами 2 с упругими элементами 3, через которые весом транспортного средства излучающая плита 1 через грунтозацепы 2 предварительно прижата к грунту в месте создания сейсмического воздействия. Излучающая плита в своей верхней части имеет стойки 4, 5, между которыми и верхней поверхностью излучающей плиты неподвижно относительно нее установлена диэлектрическая пластина 6 с зубцами 7, 8, к левым сторонам которых неподвижно укреплены в вертикальной плоскости высокотоковые катушки с полуобмотками 9, 10 и 11, 12 соответственно. На верхние торцы зубцов 7, 8 и стоек 4, 5 подвижно уложена верхняя диэлектрическая пластина 13 с зубцами 14, 15 в своей нижней части. Нижними торцами этих зубцов 14, 15 верхняя диэлектрическая пластина 13 подвижно установлена на днища образованных пазов в нижней диэлектрической пластине 6. На правые поверхности зубцов 14, 15 неподвижно закреплены катушки с полуобмотками 16, 17 и 18, 19 соответственно. Высокотоковые катушки с полуобмотками 9, 10; 11, 12 и 16, 17; 18, 19 установлены друг к другу только через изоляционные промежутки, обычно составляющие 0,6÷0,9 мм.

В средних частях диэлектрических пластин 6 и 13 неподвижно установлены в горизонтальной плоскости катушки с полуобмотками 20, 21 и 22, 23 соответственно. Катушки с полуобмотками 20, 21 и 22, 23 уложены также неподвижно относительно друг друга через изоляционные промежутки. Подвижность зубцов 7, 14; 8, 15 и всех катушек с соответствующими полуобмотками обеспечена воздушными зазорами 24, 25, 26, которые заполнены диэлектрическим упругим материалом, обеспечивающим возврат верхней и нижней плит 6, 13 в исходное состояние после силовых воздействий. Для этого дополнительно установлены пружинные рессоры 27, 28, упруго связывающие между собой стойки 4, 5 излучающей платформы 1 с верхней частью диэлектрической плиты 13, на которую дополнительно неподвижно относительно нее укладывается инертная масса сейсмоисточника 29.

На фиг.2 также показаны усилия 30 электрокатушек 9, 10, 16, 17 и усилие 31 электрокатушек 11, 12, 18, 19 поперечной сейсмической S-волны 32, а также продольной сейсмической Р-волны 33 с суммарным сейсмическим усилием 34 всех зубцов 2 излучающей платформы 1.

Сейсмоисточник работает следующим образом. При подъезде транспортного средства к месту сейсмоизлучения системой управления сейсмоисточника срабатывает спуско-подъемное устройство и сейсмоисточники опускаются на точку излучения и через упругие элементы 3 прижимаются излучающей платформой 1 через грунтозацепы весом транспортного средства к грунту. Этот прижим является предварительным, так как масса транспортного средства обычно не превышает 10 т, а необходимое суммарное усилие сейсмоисточника должно достигать 100 тс, что в десятки раз превышает вес любого транспортного средства. Также известно, что коэффициент сцепления гусеничных тракторов или танков с грунтом для исключения их пробуксовки не превышает 0,5-0,6, то при формировании поперечной S-волны необходимо одновременно и создать усилие прижима излучающей платформы к грунту с ее величиной, большей на приведенный коэффициент. Это осуществляется вначале несколькими предварительными включениями высокотоковым источником электропитания к катушкам с полуобмотками 20, 21 и 22, 23, которые в соответствии с законом Ампера и далее в соответствии с соотношением

,

где с - коэффициент, соответствующий принятой без магнитопроводящей или с магнитопроводящей системой размещения катушек полуобмоток 20, 21 и 22, 23;

I1, I2 - токи электрокатушек с полуобмотками 20, 21 и 22, 23 (А);

l - суммарная длина витков электрокатушек, м;

а - расстояние между центрами полукатушек соответственно 20, 21 и 22, 23 (м).

За счет действия упругих элементов 24, 25, 26 и рессор 27, 28 инертная масса сейсмоисточника 29 через плиту 13 ее зубцами 14, 15 укладывается на днища зазоров плиты 8 с максимальными зазорами 24, 25, 26 и сейсмоисточник готов к работе.

Системой высокотокового электропитания включаются электрокатушки с горизонтальными полуобмотками 20, 21 и 22, 23. Эти электрокатушки, как показано на фиг.1 включенные встречно, начинают создавать отталкивающее усилие 33 (фиг.2), в результате плита 6 через платформу 1 и ее грунтозацепы 2 надежно, с необходимым удельным сцеплением, с условием неразрушения грунта, прижимается к этому грунту и затем, с некоторым запаздыванием (0,5÷0,6)·10-3 с одновременно включаются вертикально расположенные катушки с полуобмотками 9, 10; 16, 17; и 11, 12; 18, 19, которые также создают между собой горизонтальные отталкивающие усилия 30, 31, которые, суммируясь в излучающей платформе 1, создают суммарное 32 усилие поперечной сейсмической S волны. Это усилие вместе с продольным усилием 33 создает суммарное усилие 34, которое и излучается в изучаемый грунт. Усилие 33 для надежного сцепления с грунтом должно быть на коэффициент 0,5÷0,6 больше суммарного усилия 32. Данное соотношение выполняется созданием соответствующих токов в полуобмотках электрических катушек с указанными полуобмотками 20, 21 и 22, 23.

При таком управлении инертная масса в соответствии с соотношением

,

где h - величина подъема инертной массы 29 (м);

g - ускорение под действием усилия 33 на инертную массу - м/с2;

t - время действия усилия, с.

За время действия усилия 33 (5÷10)·10-3 с величина h обычно не превышает 4-5 мм, при этом упругое перемещение платформы вниз и в сторону не должно превышать 2-3 мм. Обычно на одном транспортном средстве размещается N пар таких сейсмоисточников, и они попарно размещены с их боков со смещением в пространстве на 180°, создавая усилия 32 со знаками (+) или (-).

Предложенный сейсмоисточник имеет упрощенную конструкцию, повышенную надежность в работе и улучшает связь с грунтом излучающей платформы для формирования поперечных сейсмических волн, что одновременно дает повышение функциональных возможностей предлагаемого импульсного сейсмоисточника.

Сейсмоисточник, содержащий излучающую платформу, связанную с транспортным средством через упругие элементы, возбудители механических усилий, пригрузочную инертную массу, отличающийся тем, что возбудители механических усилий сейсмоисточника выполнены каждый в виде, как минимум, двух электрических катушек, соединенных встречно и уложенных друг на друга в горизонтальной плоскости в средней части возбудителя механических усилий Р-волн, выполненного из двух подвижных относительно друг друга диэлектрических прямоугольных плит с зубцами и пазами в крайних их частях, в пазах которых уложены, по крайней мере, по одной паре вертикальных электрических катушек, также соединенных встречно и формирующих S-волны, зубцы верхней и нижней диэлектрических прямоугольных плит выполнены подвижными друг по отношению к другу и жестко связаны верхней диэлектрической прямоугольной плитой с пригрузочной инертной массой, а нижней диэлектрической прямоугольной плитой с излучающей платформой, имеющей в своей подошве поперечные грунтозацепы, излучающая платформа, кроме того, упруго связана с пригрузочной инертной массой, а электрические катушки, уложенные горизонтально и вертикально, подключены к высокотоковым источникам электропитания.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании объектов машиностроения, стройиндустрии, бытовой техники и других изделий на вибропрочность и виброустойчивость.

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

Изобретение относится к области сейсморазведки, а именно к невзрывным источникам сейсмических волн (сейсмоисточникам), создающим сейсмические волны механическим импульсным воздействием на поверхность грунта посредством плиты-излучателя.

Изобретение относится к области сейсморазведки, а именно к невзрывным сейсмоисточникам, создающим сейсмические волны механическим импульсным воздействием на поверхность грунта.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для создания как продольных, так и поперечных сейсмических волн. .

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

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

Изобретение относится к области невзрывных импульсных сейсмоисточников, применяемых при проведении сейсморазведочных работ. .

Изобретение относится к области сейсморазведки, в частности к способам возбуждения сейсмических волн в водной среде. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ в водной среде

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при сейсморазведочных работах на акватории. Заявлен импульсный сейсмоисточник для водной среды, содержащий герметичный корпус, днище которого выполнено в виде эластичной мембраны, и помещенный внутри корпуса индукционно-динамический двигатель. Сейсмическая волна создается в результате прогиба мембраны якорем двигателя. При этом корпус индуктора двигателя имеет возможность перемещаться внутри корпуса сейсмоисточника. Технический результат: уменьшение создаваемых сейсмоисточником волн-помех и, как следствие, повышение его сейсмической эффективности. 3 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для проведения сейсморазведочных работ. Сейсмоисточник содержит жесткое основание с полостями на его поверхности, опертый на основание пригруз и индукционно-динамический двигатель, катушка возбуждения которого помещена на нижней поверхности пригруза и прилегает к закрепленной на основании пластине якоря, выполненной из электропроводного материала. В пластине якоря выполнены отверстия, соединяющие полости с зазором между основанием и пригрузом, что обеспечивает уменьшение разрежения воздуха в зазоре между якорем и катушкой возбуждения двигателя, увеличение и повышение механического воздействия основанием сейсмоисточника на грунт. Технический результат - повышение эффективности сейсмоисточника. 4 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Заявлен импульсный невзрывной наземный сейсмоисточник, содержащий жесткую излучающую плиту, опертый на нее защитный кожух, пригрузочную массу (пригруз) и индукционно-динамический двигатель со схемой его питания, помещенный между плитой и пригрузом с возможностью создания между ними импульсной силы. Сейсмоисточник защищен кожухом от воздействия окружающей среды и имеет высокие технические и эксплуатационные показатели. Технический результат - повышение точности разведочных данных за счет уменьшения создаваемых источником волн-помех. 5 ил.

Изобретение относится к устройствам для генерирования сейсмической энергии невзрывного типа, создающим поперечные сейсмические волны импульсным механическим воздействием на поверхность грунта. Сущность: импульсный источник поперечных сейсмических волн содержит опертый через колеса (7, 8) на жесткую плиту-излучатель (2) пригруз (9) с индуктором (10) индукционно-динамического двигателя. Якорь двигателя выполнен в виде пластины (5) из электропроводящего материала и закреплен на боковой стороне передней (4) стойки плиты (2). Задняя (6) стойка выполнена наклонной к плите (2) с возможностью перемещения по ней пригруза (9) с поднятием его центра тяжести. Нижняя поверхность плиты (2) снабжена зубьями (3) с возможностью погружения их в грунт (1). Технический результат: повышение технических характеристик и сейсмической эффективности источника. 7 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Заявлен электросейсмоисточник, содержащий излучающую плиту с грунтозацепами, инертную массу, электродинамический формирователь силовых импульсов, амортизаторы, гидравлический трансформатор силовых импульсов. Электродинамический формирователь силовых импульсов выполнен в виде силового броневого трансформатора с первичной обмоткой на среднем стержне, а вторичная силовая обмотка выполнена в виде прямоугольного короткозамкнутого токопроводящего витка. Прямоугольный короткозамкнутый токопроводящий виток своим нижним торцом оперт на нетокопроводящую пластину, которая уложена на силовую платформу со штоком гидроцилиндра малого диаметра с поршнем меньшего диаметра. Гидроцилинцр меньшего диаметра расположен на гидроцилиндре большего диаметра. Полость между поршнями заполнена гидрожидкостью повышенного давления. Излучающая платформа снабжена пустотелыми штангами, размещенными в инертной массе, внутри которой в нижней части закреплен гидроцилиндр большего диаметра, а в верхней части закреплен магнитопровод силового броневого трансформатора. Магнитопровод с первичной катушкой и короткозамкнутым токопроводящим витком заполнены охлаждающей жидкостью. Инертная масса в нижней и верхней частях снабжена амортизаторами и демпферами. Технический результат - повышение эффективности сейсмоисточника за счет увеличения частотных и амплитудных усилий возбуждаемых колебаний. 2 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть предназначено для выполнения сейсморазведочных работ. Импульсный невзрывной сейсмоисточник с электромагнитным приводом содержит жесткую плиту - излучатель сейсмических волн, пригруз, демпферы, электрическую систему питания, состоящую из зарядного устройства и конденсаторной батареи, и электромеханический преобразователь. В устройстве излучатель выполнен в виде полого короба с плоским днищем. Внутри короба в центре размещен пригруз переменной массы, а по разные стороны от пригруза размещены зарядное устройство и конденсаторная батарея. Электромеханический преобразователь выполнен в виде короткоходового импульсного электродвигателя, состоящего из якоря и индуктора, который составляет единое целое с пригрузом. Индуктор имеет пазы на стороне, обращенной к якорю, в которых размещена катушка возбуждения. Между якорем и индуктором размещены пластины с возможностью регулирования рабочего зазора между якорем и индуктором, зарядное устройство с конденсаторной батареей соединено силовым кабелем с катушкой возбуждения. Технический результат - повышение эффективности работы сейсмоисточника. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к импульсным электромеханическим преобразователям индукционно-динамического типа и может быть использовано в импульсных приводах, создающих периодические импульсные воздействия на рабочий объект, например в наземных и водных источниках сейсмических волн и промышленных виброимпульсных технологических установках. Технический результат - повышение надежности обмотки возбуждения двигателя. Индукционно-динамический двигатель содержит неэлектропроводный жесткий корпус индуктора с прикрепленной к нему многовитковой однослойной обмоткой цилиндрической формы, к торцевой поверхности которой прилегает электропроводная пластина якоря двигателя. Провод обмотки возбуждения двигателя помещен в спиралевидный паз, выполненный на обращенной к якорю плоской поверхности корпуса индуктора. 3 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для работы в многоволновой сейсморазведке при поиске нефти и газа. Устройство излучения поперечных сейсмических волн содержит излучающее тело с электродинамической системой преобразования электрической энергии в механическую, группы импульсных невзрывных управляемых источников, включающих индукторы и якоря электромагнитов, опорную плиту. В качестве излучающего тела использован корпус устройства, жестко соединенный с неподвижным основанием, а подвижное основание установлено с возможностью перемещения в направлении неподвижного основания. В устройство также включены качающаяся поворотная рама, опорные наклонные стойки и шарниры. Причем опорная плита выполнена в виде двухполозных саней, соединяемых в одну конструкцию рамой, на которой установлено помещение с электрооборудованием, обеспечивающее работу силового привода источника. В полости полозьев с отклонением от вертикали установлены силовые приводы, выполненные на базе тяговых электромагнитов. Якоря электромагнитов опираются своей конструкцией на опорные наклонные стойки, закрепленные на полозьях саней, которые выполняют функцию опорной плиты источника, а индукторы соединены шарнирно с полозом через качающуюся поворотную раму. Технический результат - повышение эффективности возбуждения сейсмических волн. 2 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может применяться при проведении работ в морской сейсморазведке на нефть и газ. Работа заявленного устройства основана на использовании сил отталкивания, возникающих в источнике возбуждения импульса силы, расположенном в герметичном корпусе, и передающихся на исследуемую среду в виде импульсов давления, возбуждая в ней упругие колебания в нужном направлении. Величина импульсов давления и направление распространения упругих колебаний обеспечивается тем, что за счет выполнения герметичного корпуса соответствующей формы окружающая водная среда используется в качестве опорной поверхности, создающей сопротивление перемещению герметичного корпуса в направлении поверхности водной среды. Устройство содержит плавающее средство, герметичный корпус, в котором размещен источник возмущающих импульсов, лебедку. При этом герметичный корпус выполнен из двух частей, имеющих возможность взаимного перемещения вдоль вертикальной оси в противоположные относительно друг друга стороны, а верхняя поверхность корпуса значительно превосходит по площади его нижнюю поверхность. Технический результат - повышение качества получаемой информации. 2 ил.

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

Наверх