Устройство для возбуждения поперечных сейсмических волн Советский патент 1984 года по МПК G01V1/53 

Изобретение относится к сейсмиче ской разведке, а именно к способам и устройствам для возбуждения сейсм ческих поперечных волн в грунте

Известно устройство для возбуждения поперечных волн в грунте, состоящее иэ герметичной камеры, запоненной жилкостью, и электродов, причем на одной стороне камеры установлена мембрана, а на другой - амортизатор СИ,

К недостаткам указанного устройства относятся необходимость использования скважины для возбуждения волн и сравнительно низкая эффективность возбуждаемого сигнала о

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для возбуждения поперечных сейсмических волн, содержащее передающее устройство в виде опорной плиты и закрепленный н ней импульсный источник двух горизонтальных равных по величине и противоположно направленных сил, выполненный в виде жестко связанного с опорной плитой цилиндра и подвижно сопряженного с, ним поршня, образующих рабочую и демпферную камеры С 2 .

Недостаток известного устройства ;заключается в невысокой сейсмической эффективности, вызванной.тем, что воздействие на грунт оказывает равнодействующая двух противоположно направленных и неравных сил, которая меньше наибольшей силы, что приводит к потере значительной части механической энергии, полученной в генераторе.

Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для в.озбуждения поперечных сейсмических волн, содержащем передающее устройство в виде опорной плиты и закрепленный на ней импульсный источник двух горизонтальных равных по величине и противоположно направленных сил, выполненный в виде жестко связанного с опорной плитой цилиндра и подвижно сопряженного с ним поршня, образующих рабочую и демпферную камеры, между поршнем и цилиндром в демпферной камере размещено погруженное в жидкость тормозное устройство, установленное с возможностью изменения свободного хода поршня-.

Тормозное устройство выполнено в виде цилиндрической полости в поршне и сросного ей пуансона, закрепленного на цилиндре с возможностью изменения расстояния до поршня.

Такое выполнение позволяет повысить сейсмическую эффективность устройства за счет повышения коэффициента полезного действия и регулирования спектром возбуждаемых волн.

На фиг. 1 приведена схема устройства для возбуждения поперечных сейсмических волн; на фиг. 2 - графики зависимости сил, приложенных к грун-ту,от времени.

Устройство содержит генератор 1 двух равных по величине и противоположно направленных сил, жестко связанный с опорной плитой 2 и состоящий из цилиндра 3 и подвижно сопря0 женного с ним поршня 4, образующих рабочую 5 и демпферную 6 камеры. В демпферной камере расположено тормозное устройство 7, состоящее из соосно выполненных цилиндрической

5 полости 8 и закрепленного на цилиндре 3 пуансона 9. Демпферная камера б частично заполнена жидкостью 10, причем тормозное устройство 7 находится полностью в ней. Пуансон 9

0 может перемещаться в осевом направлении относительно цилиндра 3. Клапан 11 заполнения и выхлопной клапан 12 установлены на цилиндре и соединены с рабочей камерой 5. Клапан 11

5 заполнения связан с баллонами окислителя 13 и горючего 14 через устройство 15 смешения и дозирования. Блок 16 управляет работой источника. Устройство работает следующим образом.

По команде с блока 16 управления открывается клапан 11 заполнения и рабочая камера 5 заполняется горючей смесью. Затем клапан закрывается, источник готов к работе. По команде

5 происходит поджигание смеси и взрыв. При этом на цилиндр 3 и поршень 4 действуют равные противоположно направленные силы. Так как цилиндр

3 жестко связан с опорной плитой 2, -0 то на поверхность грунта будет действовать импульс силы, равный импульсу силы, действующему на цилиндр (РЧ на фиг. 2 К Такой же импульс силы будет действовать на поршень

с 4, разгоняя его и увеличивая его кинетическую энергию, причем, если пренебречь трением о цилиндр и силой, действующей на поршень со стороны демпферной камеры, то силовое взаимодействие между поршнем и поверхностью грунта отсутствует.

Поршень имеет ограниченное заранее устанавливаемое свободное перемещение относительно цилиндра, после чего он взаимодействует с цилиндром

5 через тормозное устройство 7, передавая свою запасенную энергию и создавая второй импульс силы, передаваемый на грунт и направленный противоположно первому с( 2 з фиг. 2).

0 Так, эти два импульса силы, направленных противоположно, прикладываются к грунту через определенный промежуток времени и результирующий импульс не равен нулю. Изменяя расстоc яние между пуансоном 9 и полостью 8/

можно изменить время начала взаимодействия поршня 4 с цилиндром 3, а следовательно, форму импульса и его спектр.

При настройке устройства вначале устанавливают расстояние между поршнем 4 и пуансоном 9 максимальным, осуществляют рабочее воздействие и записывают Форму импульса на сейсмостанции. Затем, изменяя расстояние

между поршнем 4 и пуансоном 9, доби Баются желаемой формы импульса. После этого проводят профильные работы.

При использовании предлагаемого устройства увеличивается энергия поперечной волны, передаваемая грунту, сокращается число накапливаний на точке, а следовательно, увеличивается производительность работ при сей сморазведке на поперечных волнах.

cpue.Z

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащее передающее устройство в виде опорной плиты и закрепленный на ней импульсный источник двух горизонтальных равных по величине и противоположно направленных сил, зъапСПненный в виде жестко связанного с опорной плитойцилгндра и подвижно сопряженного с ним поршня, образующих рабочую и демпферную камеры, отличающееся тем,что, с целью повышения сейсмической эффективности, между поршнем и цилиндром в демпферной камере размещено погруженное в жидкость тормозное устройство, установленное с возможностью изменения свободного хода поршня. 2. Устройство го п. 1, о т л и Чающееся тем, что . тормоз- ное устройство выполнено в виде цилиндрической полости в поршне и соосного ей пуансона, закрепленного (/) на цилиндре с возможностью изменения расстояния до поршня. да ОС СП /б / г / / V фиаЛ