Приемное сейсмическое устройство непрерывной структуры Советский патент 1983 года по МПК G01V1/16 

Изобрегение огносигся к сейсмической разведке и предназначено для приема - сейймических колебаний преимушесгвенно в процессе движения на земной поверхности и на коре с применением, невзрывных источников. Извесгна сейсмическая коса, предназначенная для транспортировки и расстановки сейсмоприемников по профилю, которая представляет собой износоустойчивую ленту из резины или пластика длиной до 1500 м и шириной см, в которую вмонтированы приемники упругих колебаний электродинамического типа. Лента буксируется на тросе, вмонтированном в тело ее каркйса. Хороший контакт сейсмоприемников с грунтом достигается за счет .плотного прилегания эластичной пенты к поверхности земли 1 . . Недостатком устройства является его неприспособленность к работе в движении, а в связи с этим сокрашение производительности труда. Отсутствие компенсационных возможностей, необходимых для сокращения шумов, образуемых во время транспортировки не позволяют использовать его цля сокрашения шумов, образуемых во время транспортировки, не позволяют использовать его для регистрации сейсмической информации, получаемой в процессе движения по профилю. Наиболее близким к. предлагаемому, является приемное сейсмическое устройст во, содержащее гибкий каркас, закрепленные в нем преобразователи непрерывного типа и размешенные над ними инертные массы ( 2 Т . Одбако компенсация помех,вызванных из гибами устройства при его движении, возможна только в случае нахождения устройства в жидкой среде. В этих условиях при изгибе на внешней стороне преобразо вателя образуются сигналы от его растяжения, а на внутренней - от сжатия, йричем образовавшиеся помехи компенсируются, так как сигналы имеют противоположные знаки. При использовании на суше (вдоль) пленочного преобразователя неограниченной длины на некотором расстоянии друг от друга располагают грузы, которые прижимают преобразователь к земле. Чувствительность такого приемника находится в прямой зависимости от наличия в конструкции разобщенной инерт ной массы. Известно, что ге участки пре образов ателя, которые не испытывают на, грузки сжатия или растяжения, являются балластным, сопротивлением, на который падает часть энергии. Только приемник, у которого вся рабочая площадь преобразователя испытывает на себе усилие, будет обладать оптимальной чувствительностью. Сухопутный вариант устройства не обладает никакими компенсационными свойствами. Цель изобретения - повышение чувствительности и увеличение производитель ности труда за счет проведения измере- . НИИ в ходе транспортировки. Указанная цель достигается тем, что в приемном сейсмическом устройстве непрерывной структуры, содержащем гибкий каркас, закрепленные в нем преобразователи непрерывного типа и размешенные над ними инертные массы, в гибком каркасе выполнены на разных уровнях два ряда полостей, в которых закреплены серединами с возможностью продольного смещения концов эластичные контейнеры, причем в контейнерах закреплены непрерывные преобразователи криволинейной формы, симметричной относительно плоскости закрепления контейнеров, в контейнерах с зазором размещены непрерыв- Hbie эластичные инертные массы, закрепленные на веркних частях преобразователей, дно каркаса выполнено из эластичного износоустойчивого материала. Кроме того, преобразователи могут иметь криволинейную форму, несимметричную относительно Горизонталбной плоо;: кости, и расположены ассиметрично. На фиг. 1 изображено предлагаемое устроЙствЬ, общий вид; на фиг. 2 - некоторые варианты формы преобразователей; на фиг. 3 - устройство с асимметричным расположением криволинейных преобразователей несимметричной формы. Устройство содержит гибкий каркас 1, преобразователи 2, инертную массу 3, зазор 4, контейнер 5, соединительные провода 6, трос 7, эластичную износоустойчивую ленту8, место 9 крепления преобразователя, варианты формы 10-13 прео разователей. Устройство работает следующим образом. При перемещении вдоль линии наблюдения, устройство воспринимает упругие колебания, источником возбуждения. Всякое колебание донной поверхности вызывает противодействие подвижной системы устройства а, следовательно, создает в такт с ним давление инертной массы 3 на преобразователь 2. Эти усилия, направленные в вертикальной плоскости, преобразуюгся в сигнал, ампл туца которого прямо пропорциональна амплитуде колебания участка поверхност земли: Эластичная инертная масса 3, ра положенная на преобразователе, возаейст вует на него в пределах упругих деформаций. В случае прихода очень сильного сиг нала или приложения значительного внещ него усилия, превьпиающего упругость ма териала, из которого изготовлен преобра зователь, инертная масса 3 опускается на упоры и тем самым предотвращает возможность деформации и изменения фо мы преоёразоват:еля. Для простоты обслу живания устройство может быть выполнё но в виде секций.. Все преобразователи, количество которых определяется канальностью станци соединительными проводами подключены входам сейсмической станции. Все устройство транспортируется автомобилем или трактором, причём для уменьшения трения и улучшения контактов поцснивенная часть каркаса выполнена из эластичнсй износоустойчивой пенты 8. Накопление сигналов может выполнять ся за время движения на базе суммирования. Движение приемного устройства по поверхности земли порождает несколько видов шумов. К ним относятся шумы вибрации (рывки), изгибы, связанные с извилистым движением в горизонтальной И вертикальной плоскостях, причем последнее происходит за счет неровностей на.поверхности. Таким образом, для получения материала необходимого качества, должно быть предусмотрено ослабление-шумов путем компенсации трех степеней свободы движущегося устройств Образование вибрационных шумов обус ловлено буксированием приемных устройс с неравномерной скоростью. Рывки букси ного вызывают мгновенное ускорение двихсения преобразователя, что приводит к возникновению ЭДС. Для уменьшения чувствительности к вибрациям каждый преобразователь делится на две равные части и его сред, няя часть неподвижно крепится в теле контейнера. При действии ускорения в направлении движения в первой части преобразователя создается зона сжатия, а во второй, не имеющей ограничения - зона разряжения, такая конструктивная особенность приводит к появлению одинаковых по величине зарядов, с противоположными знаками, которые взаимно компенсируются. Вторая степень свободы, требующая компенсации, связана с траекторией движения устройства по земной поверхности, т.е. с изгибными движениями в горизонтальной плоскости. Для снижения этих шумов используются два параллельно расположенных ряда преобразователей. От изгиба каркаса вправо или влево, соответственно повторяя его движения, изгибаются и преобразователи. При этом внутренний преобразователь сжимается, а внешний растягивается. Следовательно, от указанных движений преобразователя oбpaзyютcя два одинаковых по амплитуде, но разные по знаку сигналы, которые взаимно компенсируются. Третья степень свободы которая также является источником шумов, связана с неровностями земной по ркности, куца можно отнести и отдельные частицы, попадающие под скользящую поверхность косы. Для компенсации помех такого типа преобразователи располагают на разных высотах, с некоторым удалением друг от друга. При движении устройства неровности. на поверхности земли заставляют производить изгибные движения в вертикальной плоскости. Преобразователи в этом случае будут изгибаться вверх или вниз. Такое же воздействие на них будут оказывать и случайно попавшие .под косу твердые предметы, что также будет способствовать образованию шумов. Поскольку два преобразователя расположены один под другим на некотором расстоянии, при изгибе вверк нижний преобразователь сжимается, а верхний растягивается. Соответствукдаее включение преобразователей обеспечивает компенсацию фоновых шумов, а сигналы, пришедшие из земли от воздействия источника, будут регистрироваться как полезные. Компенсация вертикальных шумов может осуществляться также за счет асим-, метрии расположения преобразователей несимметричной относительно горизонтальной плоскости формы, например, в виде декартового листа, или спирали, развернутой в плоскость, асимметричной синусоиды. Во время изгиба преобразователя внутрь, петля как бы затягивается и происходит процесс сжатия. В случае изгиба преобразователя во внешнюю сторону, петля распускается и происходит ее расширение, а, следовательно, и сигнал образовавшийся от этого движения, будет иметь обратное по знаку зна-

.чение. Оба преобрвзоеагеля размешаются перпейцикулйрно земной поверхности на оцном уровне, но асимметрично закреплены Б контейнерах каркаса. При движении преобразователи будут изгибаться, 5 при изгибе вверх или вниз в них образуются одинаковые по амплитуде и разные по зйаку сигналы, которые взаимно вычтутся. Наличие инертной массы обеспечивает надежную регистрацию полезных О сигналов, которые всегда образуются от ее воздействия на преобразователи сверху вниз или наоборот. Шумы, возникающие от неровностей почвы и из-за попадающих под основание устройства частиц, не яв- tS ляются синфазными, так как вероятность одновременного попадания под все каналы равных по размеру частиц или же наличие такого же числа выемОК нереально.

Положительный эффект изобретения jo заключается в том, что используя метод вибросейсмического профилирования или знакового кодирования, или то и другое вместе, возможно значительно повысить ; производительность труда за счет прове-ч js дения измерений в ходе транспортировки. ,у

Экономическая эффективность применения устройства определяется тем, что обычно сейсмические косы имеют длину от 0,6 км до 2,5 км, очевидно, что для эффективного использования движущегося источника сигнала нужна расстановка в десяток и более километров. Создание и обслуживание таких расстановок дело трудоемкое, оно требует нескольких тысяч сейсмоприемников, соответствующей длины кос,, значительного щтата рабочих и дополнительных транспортных средств.

Применение предлагаемого устройства непрерывной структуры упрощает работу на профиле и создает предпосылки для высокопроизводительного труда. Например, в случае работы на профиле с комплектом, в который войдет движущийся источник и приемное устройство, даже при минимальной скорости движения, порядка 5-10 км/ч можно за рабочий день выполнить 4О-8О км погонн;ь1х профилей, а за 10 дней около 400 км, что значительно превьщ1ает план сейсмической партии за полевой сезон.

W

1пшшгашгя

,5

Фиг. г