ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Российский патент 2000 года по МПК G01V1/104 

Изобретение относится к устройствам ударного типа минометного принципа действия для возбуждения сейсмических колебаний при разведке полезных ископаемых, в частности на нефть и газ, использующим энергию заряда метательного вещества.

Известен источник сейсмических колебаний типа Диносейс [1], работающий на взрывной газовой смеси (ВГС) и включающий взрывную камеру, поршень с инертной массой, систему автоматического формирования, подачи и воспламенения заряда. При работе взрывная камера днищем устанавливается на грунт, а поршнем через гидросистему опирается снизу вверх на транспортное средство. После детонации газовой смеси взрывная камера днищем воздействует на грунт, а поршнем - на транспортное средство, вызывая его "тряску" или "подскок". Все процессы рабочего функционирования здесь автоматизированы или механизированы.

Недостатками источника являются:
а) непропорциональное увеличение массы и габаритов (в т.ч. диаметра) взрывной камеры и объемного расхода газовой смеси с повышением ударной мощности источника;
б) отрицательное обратное воздействие источника на транспортное средство, по импульсу примерно равное прямому; и
в) ограниченная вследствие этого предельная мощность источника данного типа.

Наиболее близким к заявленному устройству является источник минометного типа [2], работающий на зерненом артиллерийском порохе и включающий опорную плиту, казенник, в котором размещена взрывная камера, ствол, ложную "мину" в виде баллона с гравийно-песчаной смесью или столба жидкости и пороховой заряд. Воспламенение заряда осуществляется путем накалывания капсюля. Источник не оказывает обратного отрицательного воздействия на транспортное средство и расходует небольшой объем метательного вещества ввиду высокой удельной объемной концентрации энергии.

Основными недостатками источника сейсмических сигналов являются низкая степень автоматизации процесса заряжания, большой объем расходуемого балласта и вместе с тем малый вес ложной мины ввиду малого удельного веса балласта.

Задачей изобретения является создание источника сейсмических сигналов ударного минометного типа, в котором были бы устранены отмеченные недостатки ближайшего аналога, в частности исключен балласт, увеличен вес ложной мины в данном калибре, повышена степень автоматизации процесса заряжания.

Поставленная задача решается тем, что в источнике сейсмических сигналов ударного минометного типа, включающем взрывную камеру, надкалиберную мину с калиберным хвостовиком, системы формирования и воспламенения заряда, взрывная камера снабжена размещенным в боковом приливе механизмом ввода заряда из зерненого пороха, выполненным в виде наклонного канала с расположенным по нормали к нему поворотным цилиндрическим краном, а взрывная камера выполнена удлиненной с отношением длины к диаметру порядка 2,5 и снабжена сверху коническим входом, при этом диаметр камеры примерно в 4 раза меньше диаметра надкалиберной мины.

В предложенном источнике сейсмических сигналов ввод порохового заряда во взрывную камеру осуществляется с помощью размещенного в боковом приливе взрывной камеры механизма ввода заряда, выполненного в виде наклонного канала с расположенным по нормали к нему поворотным цилиндрическим краном, что упрощает данный процесс и позволяет его автоматизировать. Мина, выполненная в виде тяжелого груза (3000-5000 кг), при выстреле не вылетает из устройства, а только подскакивает на заданную высоту (2-5 м), что исключает необходимость в балласте и обеспечивает автоматическое перезаряжение путем обратного естественного падения мины.

Источник сейсмических сигналов в рабочем положении представлен на чертеже, где обозначено:
1 - миномет; 2 - взрывная камера; 3 - конический вход; 4 - надкалиберная мина (плунжер); 5 - калиберный хвостовик мины; 6 - канал механизма ввода заряда; 7 - поворотный кран; 8 - заряд из зерненого пороха; 9 - опорная плита; 10 - направляющая газоотводная труба; 11 - рукав подачи заряда. Поворотный кран может быть цилиндрическим или цилиндроконическим.

Кроме указанных деталей, при необходимости, источник может содержать специальные механизмы для формирования и воспламенения заряда из зерненого пороха, которые могут быть выполнены различным образом. В частности, известно устройство [3], в котором реализован способ воспламенения пороховых зарядов, основанный на использовании электрического тока для инициирования огня, а один из вариантов системы автоматического формирования заряда известен из устройства [4].

Источник функционирует следующим образом.

Перед началом работы ложная надкалиберная мина (плунжер) 4 калиберным хвостовиком 5 находится в калиберной части канала ствола миномета 1. Во взрывную камеру (калиберная часть ствола под хвостовиком мины) 2 через механизм 6 бокового ввода вводится заряд зерненого артиллерийского пороха 8. Этот процесс может быть выполнен вручную или с помощью специального механизма формирования заряда, выполненного, например, по [4]. После этого кран 7 механизма ввода 6 путем ручного или автоматического поворота на 90^o герметизирует взрывную камеру 2, а с помощью механизма воспламенения заряда, например, электродугового типа [3] (на чертеже не показан) по команде с пульта управления осуществляется воспламенение заряда 8. При выстреле ложная надкалиберная мина приобретает скорость 3-10 м/с и подскакивает на заданную величину 1-5 м, а плита 9 миномета воздействует на грунт, образуя сейсмический сигнал. После подскока, без задержки или с задержкой в крайнем верхнем положении, мина падает обратно, создавая повторный удар, по мощности равный первому. Вертикальное возвратно-поступательное движение мины осуществляется направляющей трубой 10, а попадание хвостовика 5 мины в калиберную часть ствола миномета организуется с помощью конического входа 3.

Таким образом, в источнике исключается необходимость в расходуемом балласте, увеличивается масса мины в данном калибре, исключается ручной труд по заряжанию мины и укреплению на ее хвостовике порохового заряда со средствами воспламенения и создаются условия для автоматизации процесса формирования заряда.

Источники информации
1. Шнеерсон М. Б. , Майоров В.В. Наземная сейсморазведка с невзрывными источниками колебаний. - М.: Недра, 1980 (с. 73-75).

2. Патент США 4059820, МКИ G 01 V 1/10, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР N 792186, МКИ G 01 V 1/04, 1980.

4. Авторское свидетельство СССР N 1532436, МКИ B 65 B 37/10, 1988.

Устройство предназначено для ударного возбуждения сейсмических колебаний при разведке полезных ископаемых и основано на использовании в качестве источника энергии зерненого артиллерийского пороха. Устройство содержит миномет со взрывной камерой, имеющей конический вход, надкалиберную мину (плунжер) с калиберным хвостовиком, канал механизма ввода заряда с поворотным цилиндрическим краном, заряд из зерненого пороха, опорную плиту, направляющий газоотводный кожух и рукав подачи заряда. Устройство выполняется как в буксируемом, так и самоходном варианте. При работе оно с помощью специальных механизмов автоматически опускается плитой на грунт. При выстреле миномета надкалиберная мина (плунжер) приобретает скорость до 10 м/с и подпрыгивает на высоту до 5 м в направляющем газоотводном кожухе. Устройство обладает повышенной степенью автоматизации процесса заряжания, в нем обеспечена возможность автоматизации процесса формирования заряда, увеличена масса мины. 1 ил.

Источник сейсмических сигналов ударного минометного типа, включающий взрывную камеру, надкалиберную мину с калиберным хвостовиком, системы формирования и воспламенения заряда, отличающийся тем, что взрывная камера снабжена размещенным в боковом приливе механизмом ввода заряда из зерненого пороха, выполненным в виде наклонного канала с расположенным по нормали к нему поворотным цилиндрическим краном, а взрывная камера выполнена удлиненной с отношением длины к диаметру порядка 2,5 и снабжена сверху коническим входом, при этом диаметр взрывной камеры примерно в 4 раза меньше диаметра надкалиберной мины.