Трансыорматор сил и линейных перемещений источника сейсмических сигналов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 559203 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено08.03.75 (21) 2110486/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 05 77Дюллетень №19 (46) Дата опубликования огисания 18.07.77 (51) И К. (01 V 1/04

Государственный номнтет

Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий (53) УДК 550.88 1 (088.8 ) В. В. Ивашин и И. М. Чуркин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Тэльятткнский политехнический институт (54) ТРАНСФОРМАТОР СИЛ И ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕШЕНИЙ ИСТОЧНИКА

СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для возбуждения сейсмических колебаний при геофизической разведке, а также к вибрационной технике, где сравнительно большие перемещения рабочего органа, например поршня гидравлической системы, необходи мо преобразовать в малые перемещения исполнительного органа, например упругой мембраны, с регулируемой, в зависимости от характера и величины нагрузки, амплиту- Ip дой колебания.

Известные системы возбуждения упругих волн со взрывами в шурфах и скважинах трудоемки и дороги, а способы со взрывами в воздухе и на поверхности земли — не- т5 достаточно эффективны из-за отсутствия промежуточного узла — трансформатора сил и линейных перемешений, — согласующего амплитуду колебаний взрыва с нагрузкой.

Известен трансформатор сил и линейных перемешений источника сейсмических сигналов, содержаший заполненный жидкостью герметичный бак, основание которого закрыто упругой мембраной. 2S

Помещение взрывного или другого типа источника в трансформатор снл и линейных перемещений позволяет в определенной мере согласовать режим работы источника с нагрузкой, что повышает к.п.д.

Однако наличие постоянного коэффициента трансформации не позволяет в полной мере добиться согласования режима работы источника колебаний с нагрузкой в условиях изменения физик<>-механических характеристик грунта, что приводит к достижению ограниченного к.п.д., невозможносги широкого управления параметрами излучаемых сигналов и ограничивает возможности получения сейсмической информации и применимости источника в целом, Цель изобретения — управление параметрами излучаемых сигналов.

Это достигается тем, что трансформатор сил и линейных перемещений источника сейсмических сигналов снабжен сьемными жесткими кольцами различного диаметра, установленными с внеш н и стороны упругой мелтбраны.

55 9203

На чертеже изображен предлагаемый трансформатор сип и линейных перемещений источника сейсмических сигналов, общий виде

В жесткий герметический корпус 1, заполненный жидкостью, помещен источник 2 сейсмических сигналов, например электрический двигатель возвратно-поступательного движения индукционно-динамического типа, рабочим органом которого является р якорь-поршень 3. Индуктор и якорь двигатепя составляют гидравлическую пару цилиндр-поршень. К нижнему основанию корпуса 1 герметично закреплена, например, с помотцью болтового соединения и прижимного базового .кольца 4 упругая мембрана 5.

Съемное кольцо 6 закреплено к базовому кольцу 4 резьбовым соединением. В качест ве одного из возможных примеров использования трансформатор установпен на опор- щ ную излучающую плиту 7, на которую свободно посажено съемное кольцо 8. Трансформатор подгружен инертной массой 9 и установцен на грунт 10. Активная ппощадь мембраны равна площади отверстия внутреннего 55 кольца 6.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания источнику 2 импульс" ных сип его рабочий орган (якорь-поршень 3) перемещается вниз и создает в объеме гер- @) метического корпуса 1 избыточное давление.

B реэупьтате на излучающую плиту 7, подвижное кольцо 8 и грунт 10 действует некоторая сила 7 . Под действием этой силы корпус 1 скольцами 4,,6 и инертной мао- 85 сой 9 перемешается вверх, а грунт деформируется относительно исходного положения на некоторую величину Р, Деформация сопровождается распространением вглубь грунта сейсмической волны. Деформация 8 за- 40 висит от величины коэффициента трансформации и от плотности грунта. На грунтах малой плотности, где требуется обеспечить меньшие силы, но большие деформации, зна чение коэффициента трансформации, опреде- 45 пяемого отношением радиального, сечения якоря 3 к активной площади упругой мембраны 5, необходимо увеличить, а на грунтах большой плотности — уменьшить.

Дпя увеличения коэффициента трансфор- 50 мации необходимо к базовому прижимному кольцу 4 закрепить, например, с помощью резьбового соединения, сменное жесткре кольцо 6, а в полость между кольцом 4, мембраной 5 и излучающей плитой 7 поста- 55 вить кольцо 8, способное перемещаться вместе с плитой 7 относительно колец 4 и

6 и корпуса 1. Еше большее значение коэффициента трансформации может быть получено, если вместо сменного кольца 6 за- 50 крепить сменное кольцо с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру подвижного кольца 8, которое при этом необходимо удалить. Аналогичное значение коэффициента трансформации может быть получено, если к кольцу 6 неподвижно закрепить кольцо 8. Уменьшение значения коэффициента трансформации достигается увеличением активной площади упругой мембраны.

Это достигается посредством уменьшения площади колец, неподвижно закрепленных к прижимному кольцу 4. При этом свободное пространство между излучающей плитой 7, мембраной 5 и неподвижным сменным кольцом 6 заполняется съемными кольцами, способными перемещаться вместе с излучающей плитой относительно корпуса 1 генератора. Минимальное значение коэффициента трансформации определяется внутренним диаметром базового кольца 4. Максимальное значение коэффициента трансформации уст» ройства ограничивается площадью излучаю щей плиты, постоянно контактирующей с упругой мембраной.

В предлагаемом трансформаторе сип и линейных перемещений источника сейсмических сигналов за счет регулирования коэффициента трансформации значительно увеличивается управление параметра излучаемых сигналов и расширяются технические возможности использования источников на самых различных по физико-механическим свойствам грунтах. При этом значительно повышается сейсмический КПД установки при работе как на жестких, так и на мягких грунтах. Особенно следует отметить эффективность предлагаемого трансформатс ра при его работе с измеряемой плитой на мягких, торфяных и песчаных грунтах, занимающих обширные районы Сибири, Средней

Азии и Казахстана, где в настоящее время ведутся геофизические работы с целью поиска новых месторождений нефти и газа.

Значительный эффект обеспечивается и при работе трансформатора на скальных грунтах, а также в условиях бетонного покрытия грун. та и на дорогах.

Формула изобретения

Трансформатор сил и линейных перемещений источника сейсмических сигналов, содержащий заполненный жидкостью герма» тический бак, основание которого герметично закрыто упругой мембраной, о т и ич а ю шийся тем, что, с целью управления параметрами излучаемых сигналов, он снабжен съемными жесткими кольцами различного диаметра, установпенными с внешней стороны упругой мембраны.

559203 о 8

Составитель Л. Солодилов

Редактор Л ° Гребенникова Техред А. Демьянова Корректор А Кравченко

Заказ 1366/98 Тираж у1 7 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4