ВИБРАЦИОННЫЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Российский патент 2003 года по МПК G01V1/04 

Изобретение относится к устройствам для генерирования сейсмической энергии, предназначенным для возбуждения в естественных (земные недра) и искусственных (здания, сооружения) объектах сейсмических колебаний с целью вибрационных невзрывных исследований этих объектов. Например, для сейсморазведки, оценки сейсмостойкости и других инженерных изысканиий.

Известен гидравлический вибратор (патент США 4161229, кл. G 01 V 1/16, опубл. в 1979 г.) /1/, содержащий транспортное средство, возбудитель вибраций, закрепленный на опорной плите, промежуточные плиты, амортизаторы, установленные между опорной плитой и промежуточными плитами, гидроцилиндры подъема-опускания опорной плиты, корпуса которых шарнирно связаны с шасси транспортного средства, и систему синхронизации перемещения штоков гидроцилиндров подъема-опускания опорной плиты.

Недостатком данного вибратора является высокая трудоемкость изготовления при монтаже шарниров для крепления гидроцилиндров подъема-опускания опорной плиты, а также большие неудобства при обслуживании вибратора.

От указанного недостатка свободен вибратор сейсмический СВ-5-150 М1 (Xб2.775.055 ТО), 1967 г. /2/, содержащий транспортное средство, возбудитель вибраций, закрепленный на опорной плите, промежуточные плиты, направляющие колонны и гидроцилиндры подъема-опускания опорной плиты, полые штоки для подвода рабочей жидкости, поперечины и стойки, через которые штоки гидроцилиндров соединены с рамой транспортного средства.

В этом вибраторе сейсмическом, наиболее близком к предлагаемому, возбудитель вибрации 1 (см. иллюстрацию) устанавливается на опорной плите 2 посредством стоек 3, позволяющих возбудителю вибрации не касаться карданного вала и лонжеронов (на иллюстрации не показаны) серийно выпускаемого транспортного средства. Это приводит к большим искажениям передаваемого на объект (грунт) сигнала из-за промежуточного звена (стоек), возникновению поперечных колебаний (раскачивание) возбудителя вибрации, недостаточной устойчивости источника при движении, особенно в условиях бездорожья, из-за высокого положения центра тяжести, что снижает сейсмическую эффективность вибратора.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и повышение сейсмической эффективности.

Для достижения указанного технического результата возбудитель вибрации закреплен нижним штоком гидроцилиндра непосредственно на опорной плите между лонжероном и карданным валом асимметрично относительно продольной вертикальной плоскости, проходящей через центр тяжести транспортного средства.

В связи с тем, что ось приложения усилия не совпадает с продольной вертикальной плоскостью, проходящей через центр тяжести транспортного средства, и чтобы обеспечить симметричную равнораспределенную передачу опорной плитой излучаемого сигнала при асимметричном расположении возбудителя вибрации, опорная плита выполнена несимметричной.

Вибрационный источник сейсмических сигналов иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.

На фиг. 1 показан общий вид вибрационного источника сейсмических сигналов, на фиг. 2 - возбудитель вибрации с опорной плитой, на фиг.3 - опорная плита.

Вибрационный источник сейсмических сигналов (фиг.1) содержит серийно выпускаемое транспортное средство 1, опорную плиту 2, установленный на ней возбудитель вибрации 3, состоящий из двухштокового гидроцилиндра 7 (фиг.2), корпус которого соединен с реактивной массой 8 (фиг.2), а штоки 9 и 10 (фиг. 2) соединены с опорной плитой 2, установку насосную 4, механизм 5 подъема-опускания опорной плиты, электрогидравлический преобразователь-усилитель 6, систему управления (на чертеже не показано).

Возбудитель вибрации 3 (фиг.1) размещен между лонжероном 11 (фиг.2) и карданным валом 12 (фиг.2) и закреплен асимметрично относительно продольной вертикальной плоскости, проходящей через центр тяжести транспортного средства 1, на опорной плите 2 (фиг.1).

На фиг.3 показаны: место "а" установки нижнего штока 10 гидроцилиндра 7 и места "б" приложения пассивной массы.

Работа предлагаемого источника происходит следующим образом.

По прибытии на место изысканий опорная плита 2 с возбудителем вибрации 3 из транспортного положения переводится в рабочее - прижимается к объекту (например, к грунту) пассивной массой, составленной частью веса транспортного средства 1 и размещенных на нем устройств. Включается установка насосная 4. Электрогидравлический преобразователь-усилитель 6 по команде системы управления формирует в полостях гидроцилиндра 7 переменные давления рабочей жидкости, приводящие в движение реактивную массу 8. При ее движении на плунжере гидроцилиндра 7 возникает переменная сила, которая через штоки 9 и 10 и опорную плиту 2 генерирует в объекте (грунте) сейсмические колебания требуемой частоты и амплитуды.

В связи с тем, что возбудитель вибрации закреплен нижним штоком непосредственно на опорной плите без промежуточных стоек между лонжероном и карданным валом транспортного средства, а опорная плита выполнена несимметричной, достигаются следующие положительные качества:
- улучшилась компоновка вибрационного источника сейсмических сигналов;
- значительно уменьшились поперечные колебания возбудителя вибрации;
- повысилась устойчивость вибрационного источника сейсмических сигналов при движении;
- значительно уменьшился коэффициент нелинейных искажений излучаемого сигнала;
- улучшилось качество излучения сигнала благодаря возможности увеличить мощность сигнала.

Все эти показатели повышают сейсмическую эффективность заявляемого вибрационного источника.

Предлагаемое изобретение предполагается использовать в вибраторах сейсмических CB5-150 М2А, выпускаемых АООТ "СКРИМ".

Источники информации
1. Патент США 4161229, опублик. в 1979 г.

2. СВ-5-150 М1 (Хб2.775.055 ТО),1987 г.

Использование: для возбуждения в естественных (земные недра) и искусственных (здания, сооружения) объектах сейсмических колебаний с целью вибрационных невзрывных исследований этих объектов, например, для сейсморазведки, оценки сейсмостойкости и других инженерных изысканий. Сущность: возбудитель вибрации закреплен нижним штоком гидроцилиндра непосредственно на опорной плите между лонжероном и карданным валом асимметрично относительно продольной вертикальной плоскости, проходящей через центр тяжести транспортного средства. Опорная плита для сохранения симметричной равнораспределенной передачи ею излучаемого сигнала выполнена несимметричной. Технический результат: повышение сейсмической эффективности. 3 ил.

Вибрационный источник сейсмических сигналов, содержащий транспортное средство, возбудитель вибрации, состоящий из реактивной массы и гидроцилиндра с верхним и нижним штоками, опорную плиту, механизм подъема-опускания опорной плиты, установку насосную, преобразователь-усилитель электрогидравлический, отличающийся тем, что возбудитель вибрации закреплен нижним штоком гидроцилиндра непосредственно на опорной плите между лонжероном и карданным валом асимметрично относительно продольной вертикальной плоскости, проходящей через центр тяжести транспортного средства, а опорная плита выполнена несимметричной.