Пневматический поверхностный источник сейсмического сигнала

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпии

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)868670 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 14.01.80 (21) 2870870/1&-25 с присоединением заявки М— (51)N. Кл.

G 01 Ч 1/137 фвударстевнный квннтвт

CCCP ва двии аэвбрвтвнкй и атврмтка (28) Приоритет— (53) УДК 550.837 (088.8) Опубликовано 30.09.81. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 30.09.81

М. И. Балашканд, В. А. Шевелев, Б. Г. Ваншельбойм, Г. С. Евдокимов, В. В. Емельянов и Г. М. Исаков (72) Авторы изобретения

Раменское отделение Всесоюзногонаучна-исследователмжогоннстнтута геофизическихметодов разведкии Ижевскийзавод нефтяного машиностроения (71) Заявители (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПОВЕРХНОСТНЫЙ

ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к технике возбуждения упругих колебаний с поверхности земли при сейсморазведке.

Известны устройства для возбуждения сейсмических сигналов с поверхности земли, в которых массивное тело — корпус источника . отталкивается от поверхности грунта, создавая кратковременный импульс сил, действующих на грунт н вызывающих его смещение. Отталкивание массивного тела от земли происходит в результате расширения либо продукта взрыва газовой смеси, либо сжатого воздуха в специальной, способной к расширению камере, расположенной между грунтом и массивным телом. Причем амплитуда возбуждаемого в грунте колебания растет с уменьшением массь1 нижней плиты расширяющейся камеры, прилегающей к грунту (П.

Недостатком известных устройств является нх сравнительно низкая эффективность, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является источник сейсмических сигналов, в котором распжряющаяся камера заполнена жидкостью, например водой, а нижняя ее плита выполнена в виде эластич ной резиновой мембраны. Выхлоп сжатого воэ духа нроизводится в расширяющейся камере в воде и давление действует на грунт через воS ду н эластичную мембрану (21.

Недостатком этого устройства является то, что мембрана получает большие перемещения и деформации. Причем максимальное растяже ние мембрана получает после того, как источыпс оторвался от поверхности грунта и движет о ея вверх, т.е. тогда, когда расширяющийся воздух цолеэной работы уже не совершает.

Кроме того, s движении вниз вместе с yemновой мембраной участвует достаточно большая масса иоды, заполннющая расширяющуюся камеру. Это снижает амплитуду возбуди даемого конебания- и увеличивает нагрузку на мембрану нз за действия инерционных сил массы воды.

Цель изобретения — увеличение эффективное. тн источника и долговечности мембраны рас. ширяющейся полости.

Поставленная цель достигается тем, что в травматическом поверхностном источнике, со868670

45

55 держащем массивный корпус, способную к расширению полость с мембраной снизу и нневматическнй излучатель с BbDUlolIHbIM отверстием на нижнем торце корпуса, мембрана,. прилегающая в рабочем положении к грунту, выполнена иэ двух слоев эластичного материала и каждый слой в своей центральной части имеет отверстия, не совпадающие с отверстиями в другом слое, а расширяющаяся полость выполнена из одного или нескольких эластичных плоских кольцевых элементов, скрепленных с мембраной по периметру.

Кроме того, мембрана в нескольких точках по своему периметру соединена с верхней частью корпуса источника упругими элементами, например резиновыми амортизационными шнурами, н складывается под действием их натяжения с друтмми элементами расширяющейся полости так, что ее объем. перед выхлопом сжатого воздуха сведен к нулю.

Выполнение расширяющейся полости в виде плоских кольцевых эластичных элементов обеспечивает возможность увеличения объема полости без использования подвижных уплотнитель ньи соединений, а выполнение мембраны из двух слоев эластичного материала и отверсти25 ями в центральной части обеспечивает разгрузку расширяющейся полости от избыточного давления сразу же после отделения источника от поверхности грунта. Наличие резиновых амортизационных шнуров обеспечивает сложейие всех 50 элементов расширяющейся полости с приведением ее объема к нулю в момент начала выхлопа. Это обеспечивает высокую эффективность и долговечность источника.

На фиг. 1 изображено устройство, общий внд, разрез, перед выхлопом сжатого воздуха из пневматического излучателя; иа фиг. 2 — то же, в момент выхлопа в начальной стадии расширения полости из упругих элементов; на фиг. 3— то же, после отрыва источника от грунта. 40

Пневматический поверхностный источник сейсмического. сигнала состоит из корпуса 1, направляющего устройства 2, корпуса пневма тического излучателя 3, клапана 4 пневматического излучателя, эластичного плоского коль. ца 5, нижней мембраны из двух слоев эластичного материала 6 и 7 с отверстиями диаметром д1 и дз, металлических колец 8, резинового амортизационного шнура 9.

Корпус 1 источника через направляющее устройство 2 связан с транспортной базой источника (не показана) и с использованием гидроприводов можетопускаться на грунт (фиг. 1).

Внутренний объем 10 пневматического излучателя 3 от компрессора, установленного на транспортной базе, заполняется сжать м воздухом до давления 10 — 15 мПа. Yayynw кольцевой элемент (кольца) 5 и двухслойная нижняя мембоаиа соединены между собой по пери.

4 метру металлическими кольцами 8 и прижаты амортизаторами 9 к нижнему торцу корпуса 1.

При размещении источника на грунте верхний слой мембраны 6 прижат к нижнему 7 и отверстия d и d в их центральной части перекрыты, так как не совпадают друг с другом.

Источник работает следующим образом.

При подаче управляющего электрического. сигнала клапан Ю пневматического излучателя 3 открывает выхлопные отверстия из полости 10, откуда сжатый воздух (по стрелкам 11) поступает в зазор между мембраной 6 и упругим элементом 5, образуя под корпусом 1 расширяннцуюся полость 12. Под действием избыточного давления в этой полости корпус 1 начинает двигаться вверх, отталкиваясь от поверхности грунта и вызывая его соответствующее смещение (фиг. 2). После того, как расширяющаяся полость 12, образуемая эластичными элементами 5 — 7, исчерпала возможность увеличения своего объема и произошел отрыв нижней мембраны от грунта, между двумя слоями мембраны 6 и 7 под действием давления сжатого воздуха образуется зазор 13 и сжатый воздух через отверстия d и дэ (по стрелке 14) выпускается в атмосферу. Это обстоятельство обеспечивает разгрузку нижней мембраны источника сразу после прекращения действия импульса силы иа грунт.

После подскока на максимальную высоту корпус 1 с направляющим устройством 2 с помощью гидропривода плавно опускается в исходное положение и устанавливается на грунт.

К этому моменту амортизаторы 9 подтягивают мембрану 6 и 7 к нижнему торцу корпуса 1, сводя полость 12 к нулю, и воздух из этой полости через отверстия dq u дз выходит в атмосферу. После заполнения пневматического . излучателя сжатым воздухом источник готов ко второму циклу работы.

Предлагаемая конструкция источника позволяет до минимума сократить массу элементов, передающих импульс давления в.грунт, что позволяет в полтора — два раза увеличить mтенсивность возбуждаемого в грунте колебания.

Испытания показали, что разгрузка расширяющейся полости от избыточного давления после отрыва источника от грунта значительно повышает долговечность источника и снижает затраты на его эксплуатацию.

Формула изобретения

1. Пневматический поверхностный источник сейсмического сигнала, содержащий массивный корпус, способную к расширению полость с эластичной мембраной снизу и пневматический излучатель с выхлопным отверстием иа нижнем. 868670 торце корпуса, о тличающий с я тем, что, с целью увеличения эффективности работы источника и его долговечности, мембрана выполнена иэ двух слоев нижнего и верхнего эластичного материала и каждый слой в центральной части имеет отверстия, ие совпадающие с отверстиями в другом слое, а расширяющаяся полость над мембраной вьшолиена из одного или нескольких эластичных кольцевых элементов, скрепленных с мембраной и друг с друroM по периметру.

2. Источник по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что нияащй эластичный слой мембраны но своему периметру соединен с верхней частью корпуса источника упругими элементами, например амортизационными шнурами, и складывается под действием их натяжения: с дру- гими элементами расширяющейся полости так, что объем расширяющейся полости перед выхлопом в него сжатого воздуха сведен к нулю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1g i.Ïàòåíò США N 4108271, кл. 181-119, опублик. 1978.

2. Патент ФРГ N 2062371, кл. G01Ч 1/02, опублик. 1978 (прототип) .

868670

Составитель Е. Го родничев

Техред С.Мигунова Корректор О. Билак

Редактор С. Юско

Заказ 8322I67

Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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