Способ определения структуры гидроакустического поля техногенных подводных объектов от вибраций корпуса

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения структуры ГАП, зависимостей ГАП от угла в пространстве и от расстояния до подводных объектов. Техническим результатом настоящего изобретения является: - возможность получения данных о структуре ГАП в отсутствие влияния границ, гидролого-акустических условий и на значительных расстояниях от объекта; - уменьшение материальных, финансовых и временных затрат на проведение измерений; - возможность проведения измерений практически на любых акваториях; - возможность определения вклада от вибраций корпуса объекта, возбужденных совокупностью различных источников. Технический результат достигается за счет того, что в известном способе в районе измерения структуры ГАП в точке измерения располагают источник звуковых импульсов, например взрыв малого заряда ВВ, с известным объемным ускорением; на подводном объекте, расположенном в выбранном районе акватории, регистрируют вибрационный отклик корпуса подводного объекта от излучения импульсного источника, затем в процессе обработки находят передаточную характеристику излучения объекта в район расположения импульсного источника, далее измеряют ГАП; для определения угловых зависимостей излучения располагают объект под разными углами относительно импульсного источника, например, с помощью его движения по окружности (циркуляции), повторяют излучение импульсного источника и измерение ГАП каждый раз при нахождении объекта под нужным углом, при этом до проведения измерений в акватории располагают объект и импульсный источник так, чтобы разности во временах прихода отраженных от границ импульсов, по сравнению с прямым были бы максимальными; используя только вибрационный импульсный отклик, возбужденный прямым сигналом от импульсного источника, при соответствующей обработке получают значения ГАП объекта без влияния границ среды (в безграничном пространстве). 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения (уточнения) структуры ГАП, в том числе - зависимостей ГАП от угла в пространстве и от расстояния до объекта.

Известен способ (прототип) определения ГАП объектов на акваториях, полигонах, включающий проведение измерения структуры ГАП с помощью стационарных антенных решеток, располагаемых вертикально и (или) горизонтально, возможно на дне водоема, с регистрацией сигналов от антенн на берегу (Клей К., Медвин Г. Акустическая океанография. Основы и применения. Издательство «Мир», М., 1980, с. 525-526).

Известно, что установка на дне или в водном слое вертикальных и горизонтальных антенных систем значительно увеличивает стоимость измерений структуры ГАП, привязывает их к конкретному полигону, а также ограничивает область измерений ГАП дальностью действия аппаратных средств измерительных комплексов.

Недостатком вышеуказанного способа является сложность непосредственного измерения структуры поля в безграничном пространстве при нахождении объекта в водном слое. Вместе с тем возможность измерений поля для безграничного пространства является практически важной, поскольку позволяет выполнить пересчет структуры поля на любые расстояния от объекта, учесть влияние границ и реальных гидролого-акустических условий. Кроме того, определение ГАП известным способом характеризуется существенными материальными и финансовыми издержками (установка и обслуживание антенных систем, прокладка кабельных сетей до береговых строений и строительство измерительных постов с необходимой береговой инфраструктурой).

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности, включая:

- возможность получения данных о структуре ГАП в отсутствие влияния границ, гидролого-акустических условий и на значительных расстояниях от объекта;

- уменьшение материальных, финансовых и временных затрат на проведение измерений;

- возможность проведения измерений практически на любых акваториях.

- возможность определения ГАП от вибраций корпуса объекта, возбужденных совокупностью различных источников.

Технический результат достигается за счет того, что в известном способе в районе измерения структуры ГАП в точке измерения располагают источник коротких звуковых импульсов, например, взрывного типа, с известным объемным ускорением; на подводном объекте, расположенном в выбранном районе акватории, регистрируют вибрационный отклик корпуса подводного объекта от излучения импульсного источника, затем в процессе обработки находят передаточную характеристику излучения объекта в районе расположения импульсного источника, как отношение спектра усредненного вибрационного отклика корпуса объекта к спектру объемного ускорения источника звуковых импульсов, далее определяют ГАП, для определения угловых зависимостей излучения располагают объект под разными углами относительно импульсного источника, например, с помощью его движения по окружности (циркуляции) и повторяют излучение импульсного источника и определение ГАП каждый раз при нахождении объекта под нужным углом.

Сущность изобретения заключается в том, что реализуют определение структуры ГАП техногенных подводных объектов в водной среде (акватории, полигоне) от вибраций корпуса, для чего располагают объект в среде на выбранном расстоянии от импульсного источника звука, устанавливают импульсный источник таким образом, чтобы разница во времени прихода к объекту отраженных от границ среды акустических импульсов по сравнению с прямым была бы максимальной. Это позволяет при соответствующей обработке получать значения ГАП объекта без влияния границ (в безграничном пространстве). Затем излучают звуковой импульс и регистрируют вибрационный отклик (вибрационное ускорение) корпуса объекта.

При обработке получают передаточную характеристику, которая, согласно принципу взаимности, равна отношению спектра вибрационного отклика к спектру объемного ускорения импульсного источника с учетом коэффициента, зависящего от массы стенки корпуса объекта с учетом ребер жесткости и соколеблющейся массы внешней среды, средней частоты и ширины полосы измерения, и величины коэффициента потерь, а ГАП определяют перемножением передаточной характеристики на спектр усредненного вибрационного ускорения корпуса объекта, далее получают значения ГАП для различных углов облучения объекта и строят угловые зависимости ГАП объекта в выбранных частотных полосах, как в условиях безграничного пространства. При этом угол излучения определяемого спектра ГАП объекта равен, по принципу взаимности, соответствующему углу облучения. Для получения оценки ГАП с учетом влияния границ среды для измерений используется акустический отклик, включающий сумму прямого импульса и отраженных от границ среды.

1. Способ определения структуры гидроакустического поля (ГАП) техногенных подводных объектов от вибраций корпуса, включающий проведение измерения структуры ГАП, отличающийся тем, что в районе измерений ГАП, в точке измерения располагают источник звуковых импульсов с известным объемным ускорением; на подводном объекте, расположенном в выбранном районе акватории, регистрируют вибрационный отклик корпуса подводного объекта от излучения импульсного источника, затем в процессе обработки находят передаточную характеристику излучения объекта в районе расположения импульсного источника, которая равна отношению спектра вибрационного отклика к спектру объемного ускорения импульсного источника с учетом коэффициента, зависящего от массы стенки корпуса объекта с учетом ребер жесткости и соколеблющейся массы внешней среды, средней частоты и ширины полосы измерения, и величины коэффициента потерь, а ГАП определяют перемножением передаточной характеристики на спектр усредненного вибрационного ускорения корпуса объекта; для определения угловых зависимостей излучения располагают объект под разными углами относительно импульсного источника, например, с помощью его движения по окружности (циркуляции) и повторяют излучение импульсного источника и определение ГАП каждый раз при нахождении объекта под нужным углом, а после завершения испытаний освобождают акваторию от объекта и импульсного источника.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что до проведения измерений ГАП в безграничной среде объект и импульсный источник располагают в акватории так, чтобы разности во временах прихода отраженных от границ импульсов по сравнению с прямым были бы максимальными; используя только вибрационный импульс, возбужденный прямым сигналом от импульсного источника, при соответствующей обработке получают значения ГАП объекта без влияния границ (в безграничном пространстве).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизического моделирования и может быть использовано для выделения ловушек углеводородов в сложно построенных средах, содержащих акустически контрастные геологические объекты.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Согласно заявленному решению морские сейсмические вибраторы активируются, образуя источник градиента волнового поля для исследования целевой структуры.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для реконструкции динамических процессов в земной коре. Сущность: задают пространственные границы исследуемой области и временной интервал.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для определения цепочек землетрясений в эпицентральном поле сейсмичности. Сущность: по экспериментальным материалам разнесенных на поверхности сейсмических станций строят карту эпицентров землетрясений исследуемой территории.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтяной малоразведанной залежи. Технический результат – повышение эффективности разработки залежи.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для оценки подземных углеводородных пластов. Заявлен сейсмоприемник с системой гашения собственных колебаний, который в некоторых вариантах реализации изобретения содержит корпус, содержащий проводящую катушку и одну или несколько пружин.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано при поисках месторождений углеводородов на шельфе. Согласно предложенному методу поиска месторождений углеводородов в акваториях для идентификации аномалий, обнаруженных по данным сейсморазведки и электроразведки, дополнительно на профиле устанавливают донные станции с ионоселективными электродами, избирательно реагирующими на ионы тяжелых металлов (Сu, Рb и Cd), аномалии которых при отсутствии мешающих ионов (Ag и Hg) свидетельствуют о связи с залежью углеводородов и индицируют аномалии повышенного частотного поглощения сейсмических волн в сейсмических структурах и пониженной проводимости и/или поляризуемости, пространственно коррелирующиеся с аномалиями ионов тяжелых металлов и не теряющие эту корреляцию в течение определенных периодов суточного мониторинга.
Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для разведки месторождений углеводородов в шельфовой зоне. Заявлен способ комплексной системы поиска и разведки месторождений углеводородов сейсмическими и электромагнитными методами в шельфовой зоне, который осуществляется с использованием донных сейсмических станций, обеспечивающих измерение по 4 каналам (3 геофона: Χ, Y, Z, и 1 гидрофон) и регистрацию всех типов волн, устанавливаемых на дне вдоль профиля наблюдения с помощью высокопрочной веревки с отрицательной плавучестью, на которой установлены узлы крепления станции.

Изобретение относится к приспособлениям для приемников сейсмических сигналов, а именно к тестерам, обеспечивающим проверку правильности работы одного или группы сейсмоприемников (СП) электродинамических.

Изобретение относится к способам прогнозирования селевой опасности. Сущность: оценивают спектральный состав и поляризационные характеристики микросейсмического шума в пределах локального участка селеопасной зоны.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для оценки погрешности при определении координат эпицентров землетрясений. Сущность: строят карту распределения эпицентров землетрясений на территории исследуемого региона. Разбивают полученную карту на площадки уменьшающихся размеров. Строят в двойных логарифмических координатах функцию зависимости количества площадок с землетрясениями от линейного размера площадок. Аппроксимируют указанную функцию прямой линией. Выделяют диапазон размеров площадок с максимальным коэффициентом корреляции линейной аппроксимации функции. В выделенном диапазоне определяют размер площадок, на котором линейная аппроксимация имеет локальный максимум коэффициента корреляции. Фиксируют указанный размер площадок как погрешность определения координат эпицентров землетрясений системой сейсмического мониторинга. Технический результат: повышение точности определения координат эпицентров землетрясений. 10 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для определения величины максимального горизонтального напряжения в продуктивных пластах нефтегазовых месторождений для выбора оптимальной технологии бурения и эксплуатации скважин. Способ включает проведение высокоскоростного малообъемного гидравлического разрыва пласта, при этом используют две соседние вертикальные скважины, в одной из которых производят направленную перфорацию и последующий высокоскоростной малообъемный гидравлический разрыв пласта в направлении минимального горизонтального напряжения с определением давления разрыва, в другой скважине производят направленную перфорацию и последующий высокоскоростной малообъемный гидравлический разрыв пласта в направлении максимального горизонтального напряжения с определением давления разрыва и давления закрытия незакрепленной трещины, которое равно минимальному горизонтальному напряжению, после чего по данным параметрам рассчитывают величину максимального горизонтального напряжения. Способ позволяет применять стандартное оборудование для проведения операции гидроразрыва пласта, не требует проведения дополнительных исследований для определения параметров гидроразрыва пласта, в расчетах используют параметры, которые измеряют в ходе проведения соответствующих промысловых испытаний. При этом значительно снижается ограничение по глубине скважины, что расширяет функциональные возможности способа.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано как в области геофизики для регистрации высокочастотных сейсмических шумов и акустического каротажа скважин, так и для инженерного контроля над крупными сооружениями, а также узлами и агрегатами машин и механизмов. Предлагаемый сейсмоакустический приемник содержит корпус и установленные в нем две упругие пластины консольного типа с биморфными преобразователями, на свободных концах которых укреплены инерционные массы в виде двух катушек переменной массы из прочного легкого материала, например углепластика. На катушки намотана одна общая проволока из тяжелого материала, например вольфрама, с возможностью ее перематывания между катушками. Перематывание проволоки между катушками приводит к изменению их инерционных масс и, как следствие, к изменению резонансных частот упругих пластин. Это позволит сканировать рабочую полосу частот, для чего в корпусе установлены два реверсивных мотор-генератора, каждый из которых соединен гибким приводом соответственно с первой и второй катушками. Они включены в общую электрическую цепь с возможностью согласованного попеременного переключения их из режима двигателя в режим генератора и обратно. Материал и геометрические размеры упругих пластин подобраны так, чтобы при перематывании проволоки между катушками их собственные частоты изменялись в смежных диапазонах частот. Вблизи опоры на каждой упругой пластине расположен плоский чувствительный элемент в виде биморфного пьезоэлектрического преобразователя прямоугольной формы. Для обеспечения линейной зависимости выходного сигнала преобразователя от амплитуды механических колебаний пластины, упругая пластина в месте расположения биморфа выполнена в форме равнобедренной трапеции, большее основание которой зажато в опору, а геометрические размеры пластины подобраны так, чтобы выполнялось соотношение (а+b)d=ас, где а - расстояние от места крепления инерционной массы до меньшего основания трапеции d, b - высота трапеции, с - большее основание трапеции. Технический результат – многократное увеличение эффективности сканирования, позволяющее существенно увеличить частотный диапазон сканирования при одновременном уменьшении массы и габаритов устройства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования землетрясений. Сущность: на сейсмоактивной территории проводят режимные наблюдения деформаций земной коры или тесно связанных с ними других геофизических полей, например уровня микросейсмической эмиссии. Посредством обработки данных наблюдений на ЭВМ выявляют статистически значимые аномальные составляющие, максимально приближенные к теоретическому распределению своих амплитуд вокруг предполагаемого эпицентра. Определяют эпицентр ожидаемого землетрясения и глубину залегания его очага. Определяют из наблюдений радиус зоны подготовки землетрясения как расстояние от эпицентра, на котором предвестниковые аномалии значимо превышают статистическую ошибку их обнаружения. С учетом глубины залегания очага ожидаемого землетрясения и радиуса зоны его подготовки определяют текущее значение сейсмической энергии, заключенной в формирующемся очаге, не менее чем для двух эпох. Определяют приращение за это время сейсмической энергии очага и скорость ее накопления. Определяют магнитуду ожидаемого землетрясения и время, оставшееся до прогнозируемого землетрясения. Технический результат: среднесрочное прогнозирование землетрясений.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения структуры ГАП, зависимостей ГАП от угла в пространстве и от расстояния до подводных объектов. Техническим результатом настоящего изобретения является: - возможность получения данных о структуре ГАП в отсутствие влияния границ, гидролого-акустических условий и на значительных расстояниях от объекта; - уменьшение материальных, финансовых и временных затрат на проведение измерений; - возможность проведения измерений практически на любых акваториях; - возможность определения вклада от вибраций корпуса объекта, возбужденных совокупностью различных источников. Технический результат достигается за счет того, что в известном способе в районе измерения структуры ГАП в точке измерения располагают источник звуковых импульсов, например взрыв малого заряда ВВ, с известным объемным ускорением; на подводном объекте, расположенном в выбранном районе акватории, регистрируют вибрационный отклик корпуса подводного объекта от излучения импульсного источника, затем в процессе обработки находят передаточную характеристику излучения объекта в район расположения импульсного источника, далее измеряют ГАП; для определения угловых зависимостей излучения располагают объект под разными углами относительно импульсного источника, например, с помощью его движения по окружности, повторяют излучение импульсного источника и измерение ГАП каждый раз при нахождении объекта под нужным углом, при этом до проведения измерений в акватории располагают объект и импульсный источник так, чтобы разности во временах прихода отраженных от границ импульсов, по сравнению с прямым были бы максимальными; используя только вибрационный импульсный отклик, возбужденный прямым сигналом от импульсного источника, при соответствующей обработке получают значения ГАП объекта без влияния границ среды. 1 з.п. ф-лы.

Наверх