ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ Российский патент 1997 года по МПК G01V1/147 

Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано для излучения сейсмических колебаний в верхней части геологического разреза, при проведении геофизических исследований.

Известен источник сейсмических колебаний, содержащий излучающую плиту и возбудитель со штоком, установленный с возможностью поворота в вертикальной плоскости (патент США N 4655314, кл. G 01 V 1/02, 1987).

Конструкция источника позволяет изменять направление оси излучения при одновременном создании продольных и поперечных волн.

Указанное достигается отклонением вибровозбудителя от вертикального положения. Учитывая, что вибровозбудитель имеет большую массу, то наличие средств его поворота значительно усложняет конструкцию, а следовательно, увеличивает стоимость источника.

Известен также источник сейсмических колебаний, содержащий излучающую плиту, шарнирно соединенную с ней одним концом стойку и возбудитель колебаний, шток которого соединен со вторым концом стойки (патент США N 4632215, кл. G 01 V 1/047, НКИ 181/114, 1986).

Источник позволяет получать как продольные, так и поперечные сейсмические колебания. Однако, конструкция этого источника не позволяет изменять направление излучения без изменения соотношения размеров между элементами конструкции.

Техническим результатом данного изобретения является создание источника сейсмических колебаний, позволяющего одним возбудителем обеспечить изменяемое, зависящее от геологии просвечиваемой местности, поле сигналов.

Для решения данной задачи источник, содержащий излучающую плиту, шарнирно соединенную с ней одним концом стойку и возбудитель колебаний, шток которого соединен со вторым концом стойки, снабжен приспособлением для изменения угла наклона стойки относительно штока возбудителя и фиксатором ее положения.

Изобретение также предусматривает использование не менее одной дополнительной плиты и различных видов ее связи со штоком вибровозбудителя и излучающей плитой для регулирования параметров сейсмических импульсов, а следовательно, формы и спектров возбуждаемых колебаний.

На фиг. 1 приведена схема источника с одной плитой; на фиг. 2 схема источника с двумя плитами; на фиг. 3 схема источника с демпфером и двумя плитами; на фиг. 4 схема источника с двумя фиксаторами и плитами; на фиг. 5 схема источника со стойками изменяемой длины; на фиг. 6 схема источника, имеющего четыре плиты, соединенные со штоком стойками изменяемой длины, а между собой тягами изменяемой длины.

Предложенный источник сейсмических колебаний содержит излучающую плиту 1 (фиг. 1), стойку 2 и шток 3 возбудителя колебаний (вибровозбудитель не показан). Стойка 2 одним концом соединена через шарнир 4 с опорной плитой 1, а другим концом через шарнир 5 соединена со штоком 3 вибровозбудителя, который снабжен приспособлением 6 для изменения угла наклона стойки 2 относительно штока 3. Приспособление 6 имеет фиксатор (не показан) угла наклона стойки 2, например в виде градуированного шагового механизма. Конструкция фиксатора допускает лишь одностороннее отклонение стойки 2 относительно штока 3 при взаимодействии плиты 1 с грунтом. Изменением угла установки стойки 2 достигается изменение соотношений интенсивностей продольных и поперечных волн, возникающих при передаче излучающей плитой 1 импульса силы.

Дальнейшее расширение возможностей регулирования параметров продольных и поперечных волн достигается использованием дополнительной плиты 7 (фиг. 2), соединенной шарниром 8 с одним концом стойки 9, которая другим концом посредством шарнира 5 соединена со штоком 3. Параметры передаваемого импульса плитой 7 также могут быть изменены в широких пределах демпфирующего участка 10 на стойке 9 (фиг. 3).

Кроме того, параметры импульса можно изменить, если на штоке 3 кроме приспособления 6 установить дополнительное приспособление 11 (фиг. 4) для изменения угла наклона стойки 9.

Еще одна возможность для получения импульса излучения достигается при выполнении стоек 2, 9 регулируемой длины (фиг. 5). Наиболее целесообразно их выполнение в виде гидроцилиндров 12, 13, хотя возможен вариант применения талреопов. В этом случае желательно соединить шарнир 4 плиты 1 с шарниром 8 плиты 7 посредством тяги 14, также выполняемой в виде гидроцилиндра.

При увеличении числа плит можно расширить диапазон форм и спектра возбуждаемых колебаний. Один из возможных вариантов при одновременном использовании четырех плит представлен на фиг. 6.

При работе донного источника сейсмических колебаний используется гидравлический привод, обеспечивающий вертикальное перемещение штока 3 (фиг. 1-6), который является конечным звеном привода.

Продольные сейсмические колебания получают при соосном расположении штока 3 и стойки 2 (фиг. 1).

Продольные сейсмические колебания различного спектра могут быть получены при использовании варианта источника с двумя стойками 2, 9 (фиг. 2-5), если обеспечить симметричное приложение импульсов силы от плит 1, 7 относительно оси штока 3.

Поперечные сейсмические колебания различного спектра получают при асимметричном приложении импульса силы к грунту, что достигается как за счет расположения опорных плит 1, 7 относительно штока 3 (фиг. 2-4), так и за счет изменения длины стоек 2, 9 (фиг. 5), а также применения демпфера 10 (фиг. 3).

Наиболее широкий спектр возможных изменений импульса силы достигается при применении нескольких излучающих плит и тяг изменяемой длины, что позволяет получить любое заданное положение центра масс системы, а за счет наличия демпферов и заданные динамические характеристики.

Использование: изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано для проведения геофизических исследований. Сущность изобретения: источник, сейсмологических колебаний содержит излучающую плиту шарнирно соединенную с ней одним концом стойку, возбудитель колебаний, перемещаемый шток которого соединен со вторым концом стойки 2. Источник снабжен приспособлением для изменения угла наклона стойки относительно штока возбудителя и фиксатором ее положения. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Источник сейсмических колебаний, содержащий излучающую плиту, шарнирно соединенную с ней одним концом стойку и возбудитель колебаний, перемещаемый шток которого соединен с вторым концом стойки, отличающийся тем, что он снабжен приспособлением для изменения угла наклона стойки относительно штока возбудителя и фиксатором ее положения. 2. Источник по п.1, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере одной дополнительной плитой и шарнирно соединенной с ней одним концом дополнительной стойкой, второй конец которой шарнирно связан с штоком. 3. Источник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что по крайней мере одна из стоек выполнена с демпфирующим участком, предназначенным для изменения характеристики воздействия связанной с ней плиты. 4. Источник по п.2, отличающийся тем, что по крайней мере одна из стоек выполнена телескопической. 5. Источник по п. 2, отличающийся тем, что излучающие плиты шарнирно соединены между собой посредством соответствующих тяг. 6. Источник по п.5, отличающийся тем, что тяги, соединяющие плиты, выполнены регулируемой длины. 7. Источник по п.1, отличающийся тем, что рабочие поверхности излучающих плит выполнены с зубьями.