Возбудитель вибраций гидравлического источника сейсмических сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01V1/155 

Изобретение относится к геофизике, а именно к наземной сейсмической разведке с невзрьшными источниками колебаний, в частности к гидралическим устройствам-для возбузкдения сейсмических сигналов. Известен возбудитель вибраций гидравлического источника сейсмических сигналов, содержащий силовую раму, соединенную с опорной плитой, и инерционную массу с размещенным в ней поршневым узлом, выполненным в виде поршня- со штоками, причем один што соединен с силовой рамой, другой - с опорной плитой. В этом устройстве инерционная масса, связанная с поршне вым узлом и совершающая возвратно-поступательное движение, передает воздействие на опорную плиту, установленную на грунт СОНедостатком такого устройства явля ется невозможность управления его энергией воздействия на грунт С 13. Наиболее близким к изобретению является возбудитель вибраций гидравлического источника сейсмических сигналов содержащий силовую раму, образованную поперечиной со стойками и опор ной плитой,инерционную массу со сквозным цилиндрическим каналом, разделенным в средней части двумя стаканами с фланцами, закрепленными на инерционной массе, и установленными в них плунжерами, и гидравлические рабочие полости, образованные стаканами и плунжергми, ,оДин из которых соединен с опорной плитой, а другой - с поперечиной. Жидкость под давлением попеременно подается в гидравлические рабочие полости, и инерционная масса совершает возвратно-поступательное движение,передающееся опорной плите, установленной на грунт. В этом возбудителе вибраций инерционная масса установлена в среднее положение, при котором высоты рабочих гидравлических полостей равны, имеет вполне определенное положение по отношению к силовой раме и связана с ней посредством упругих элементов, применяемьпс для ее вывешивания в среднее положение -. перед запуском источника в работу. Датчик положения инерционной массы необходим для коррекции входного сигнала. Это среднее положение инерционной массы определяет соответствующую настройку упругих элементов и датчика положения инерционной массы t,2J. Однако в данном устройстве при перенастройке возбудителя вибрация дЛя изменения энергии воздействия на грунт (независимо от того, происходит увеличение или уменьшение высоты гидравлических рабочих полостей), изменяется среднее положение инерционной массы по отношению к силовой раме, что приводит к необходимости дополнительной перенастройки упругих .элементов и датчика положения инерционной массы. Кроме того, при изменении высоты гидравлических рабочих полостей, осуществляемом вращением нагруженных гаек, возможно заклинивание элементов поршневой группы, что может привести к повреждению уплотнений и трущихся поверхностей и снижению долговечности возбудителя вибраций. Выполнение герметичной перегородки неподвижной и жесткой также не способствует повышению долговечности возбудителя вибраций, поскольку при возникновении различных неисправностей в системе управления возбудителя вибраций возможен жесткий удар плунжеров о герметичную перегородку, приводящий к выходу из строй этих элементов. Диапазон изменения энергии воздействия на грунт ограничен и определяется длиной сквозного цилиндрического канала, имеющего постоянное сечение по всей длине, выполненного в инерционной массе. Цель изобретения - упрощение перенастройки при изменении энергии воздействия на грунт, повьш1ение долговечности и увеличение сейсмической эффективности за счет расширения диапазона изменения излучаемой энергии. Поставленная цель достигается тем, что в возбудителе вибраций гидравлического источнику сейсмических сигналов, содержащем силовую раму, образованную поперечиной со стойками и опорной плитой, инерционную массу со сквозным цилиндрическим каналом, разделенным в средней части двумя стаканами с фланцами, закрепленными на инерционной массе, и установленными в них плунжерами, и гидравлические рабочие, полости образованные стаканами и плунжерами, один из которых соединен с опорной плитой, а другойс поперечиной, каждый стакан снабжен дном и размещен с возможностью перемещения относительно инерционной массы и другого стакана, между доньями стаканов образована заполненная жидкостью полость управления, при этом на торцах инерционной массы зафиксированы съемные.ограничигели перемещения стаканов, соединенные с фланца ми стаканов посредством пружин и снабженные регулировочными винтами. Кроме того, ограничители перемеще ния стаканов выполнены в виде фланцев, в которых выполнены сквозные расточки под плунжеры и внутренние расточки под фланцы стаканов. На чертеже изображен предлагаемый возбудитель вибраций. Возбудитель вибраций содержит сто 1ки 1, которые одним концом приварены к поперечине 2, а другим соединены при помощи болтов 3 с опорной плитой 4, установленной на грунт 5, инерционную массу 6 с цилиндрическим сквоз ным каналом, разделенным в средней части двумя стаканами 7 и 8, установ ленными в цилиндрическом сквозном ка нале с возможностью относительного осевого перемещения,снабженными фланцами, образуя между собой гидравличе кую полость 9 управления. Внутри ста канов 7 и 8 установлены плунжеры 10 и 11, образующие с ними гидравлические рабочие полости 12 и 13. Плунжер 10соединен с поперечиной 2, а плунжер 11 с опорной плитой 4 болтами 14 причем при перенастройке плунжеры 10 и 11 зафиксированы относительно друг друга. На торце инерционной массы 6 установлены и жестко связаны с ней при помощи болтов 15 съемные ограничители 16 перемещения стаканов 7 и 8 соединенные с фланцами зтих стаканов посредством съемных пружин 17. Ограничители 16 перемещения снабжены рег лировочными винтами 18 и выполнены в виде фланцев, в которых выполнены сквозные расточки под плунжеры 10 и 11И внутренние расточки под фланЩ) стаканов 7 и 8. Съем пружин 17 осуществляется при помощи болтов 19. Устройство работает следующим образом. В исходном положении возбудителя вибраций, при котором стаканы 7 и 8 поджйты к инерционной массе 6 при по мощи пружин 17, а инерционная масса 6 установлена с помощью упругих элементов (не показаны) в среднее положение, обеспечивающее равенство высот гидравлических, рабочих полостей 12 и 13, рабочая жидкость под давлением подается в гидравличе кую полость 9 управления. При этом стаканы 7 и 8, преодолевая сопротивление пружин 17, перемещаются друг относительно друга в осевом направлении до упора с регулировочными винтами 18 ограничителей 16 перемещения. По завершении перемещения стаканов 7 и 8 гидравлическая полость 9 управления отсекается от источника питания, оставаясь заполненной рабочей жидкостью под давлением. Далее рабочая жидкость под давлением циклически подается в противофазе в гидравлические рабочие полости 12 и 13 (подвод жидкости не показан). При этом, инерционная масса 6 совершает возвратно-поступательное движение относительно опорной плиты 4, установленной на грунт 5. Реактивные силы, возникающие при движении инерционной массы 6j вызьюают колебания опорной плиты 4, в результате чего в грунте 5 возбуждаются сейсмические волны. Перенастройка возбудителя вибраций при изменении энергии воздействия на грунт 5 осуществляется следующим образом. Гидравлическая полость 9 управления соединяется со сливом. Под действием пружин 17 стаканы 7 и 8 отжимаются к инерционной массе 6, а регулировочные винты 18 устанавливаются в положение, определяющее требуемую высоту гидравлических рабочих полостей 12 и 13. Перенастройку возбудителя вибраций можно производить, также по-другому. При фиксированном положении регулировочных винтов 18 и отпущенных болтах 15 между ограничителями 16 перемещения и инерционной массой 6 устанавливаются шайбы необходимой толщины, определяющей требуемую величину, изменения высоты гидравлических рабочих полостей 12 и 13. На работу возбудителя вибраций существенное влияние оказывает величина давления рабочей жидкости, под которой она находится в гидравлической полости 9 управления. При подаче в гидравлическую полость 9 управления рабочей жидкости под давлением, обеспечивающим усилие на каждый из стаканов 7 и 8, превышающее суммарное усилие со стороны рабочей жидкости, находящейся под максимальным давлением в гидравлической рабочей полости 12 или 13 и пружин 17, жесткость возбудителя вибраций определяется гидравлической жесткостью полостей 12 и 13. При подаче в гидравлическэто прлость 9 управления рабочей жидкости под давлением, обесйечивакщим усилие поджатия стаканов 7 и 8 к регулировочным винтам 18 в момент времени работы возбудителя вибраций, при которой уцавле ния рабочей жидкости в гидра влических. рабочих полостях 12 и 13 равны, которое меньше су марного усилия со стороны рабочей жвдкости, «аходящейся под максимальным да&лением Э полости-12 или 13 и пружин 17, жесткость возбудителя вибраций определяется гидравлической жесткостью полос тей 9, 12 и 13 и жесткостью пружин 17 Предлагаемое устройство позволяет упростить перенастройку возбудителя вибраций при изменении энергии воздействия на грунт, которое достигается за счет того, что при перенастройке плунжеры зафиксированы друг относительно друга, а изменение высоты гидравлических рабочих полостей осуществляется относительньт осевым перемещением стаканов, не связанных с СШ10ВОЙ рамсй, что не влечет за собйй дополнительной перенастройки упругих элементов и датчика положения инерщ1онной массы. Перемещение стаканов в сквозном цилиндрическом канале инерционной массы осуществляется под действием рабочей жидкости или.пружин, что искдбчает возможность заклинивания, йовреядения уШютнейиЙ и тру щихся поверхностей и повышает долговечность возбудителя вибращ1Й. Стаканы, жестко йесвйзанные с йнерхдаонной массой, образуют Между собой гидравлическую nojiocTb управления, заполненную рабочей жидкостью, что при различных неисправностях в работе системы управления возбудителя вибраций за счет возможности перемещения стаканов в направлении и сжимаемости рабочей жидко ;ти исключает жесткий удар плунжеров о стаканы и способствует также повышению долгрвечности возбуг дителя вибраций, Предлагаемое устройство имеет более широкий диапазон изменения энергии воздействия на грунт что достигается за счет расширения . диа шзона изменения жесткости возбу.дителя вибраций. Жесткость устройства может определяться не только жесткостью гидравлических рабочих полостей, но и жесткостью гидравлической полости управления, а также жесткостью пружин. Введение Дополнительной жесткости в виде гидравлической Полости управления неравнозначно з еличению высоты гидравлических рабочих полостей на высоту гидравлической полости уп- равления, поскольку площади стаканов со стороны гидравлических рабочих полостей отличны от площадей ctaKaHoB со стороны гидравлической полости управления, Кроме Tofo, при фиксированной высоте гидравлической прлости управления, изменяя величину давления рабочей жидкости, подава емой в эту полость, а также жесткость пружин, которые вьтолнены съемными, можно, изменять жесткость гидравлической полости управления а следовательно, и жесткость возбудителя вибраций, что также обеспечивает расширение диапазона изменения энергии воздействия на грунт.

1. ВОЗБУДИТЕЛЬ ВИБРАЦИЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий силовую раму, образованную поперечиной со стойками и опорной плитой, инерционную массу со сквозным цилиндрическим каналом, разделенным в средней части двумя стаканами с фланцами, закрепленными на инерционной массе, и установленными в них плунжерами,. и гидравлические рабочие полости, образованные стаканами и плунжерами, один из кото ййл 11; Т&ИА. рых соединен с опорной плитой, а дру гой - с поперечиной, о т л и чаю щ и и с я тем, что, с целью упрощения перенастройки при измеиении энер гии воздействия на грунт, повыпения долговечности и увеличения сейсмической эффективности за счет расширения диапазона изменения излучаемой энергии, каждый стакан снабжен диом и размещен с возможностью перемещения „ относительно инерционной массы и другого стакана, между доньями стаканов образована заполненная жидкостью полость управления, при зтом на торцах инерционной массы зафиксированы съемные ограничители перемещения стаканов , соединенные с фланцами стаканов посредством пружин и снабженные регулировочными винтами. 2. Возбудитель вибраций по п. 1, о сличающийся тем, что е ограничители перемещения стаканов выполнены в виде фланцев, в которых выполнены сквозные расточки под плунжеры и внутренние pacto4kiF под фланцы стаканов..