Устройство для сейсмической разведки Советский патент 1984 года по МПК G01V1/26 

Изобретение относится к сейсмораз ведке, в частности к ее способам, ,основанным на использовании энергии упругих волн, саздаваемьрс работой за ряда взрывчатого вещества (ВВ). В основе обработки сейсмических сигналов в данных методах лежит кине матический принцип, основанный на зн нии времени прихода сейсмических вол при этом отсчет времени ведется от мо-V мента взрыва, сигнал которого должен быть зарегистрирован с достаточной точностью. : Известно устройство, в котором ре гистрация момента взрыва осуществляется при использопании электрическог импульса взрыва М. Однако этот прием ограничен при работе с погруженными зарядами ВБ, поскольку при этом электромагнитный импульс резко ослабляется. Наиболее близким к изобретению является устройство для сейсмической разведки, содержащее источник-высоко го напряжения, соединенный с детонатором, закрепленным в одном торце.за ряда BR, через ключевую с:хему, управ ляющий вход которой соединен с управляющим выходом; сейсмостанции, содержащей регистратор и соединенной линией связи через формирователь импульса с зарядом ВВ. В этом устройстве боевая часть заряд ВВ обвита несколькими витками провода, концы которого соединены с формирователем импульса (трансформатором) через источник.низкого напряжения. При подаче сигнала Работа от сейсмостанции на управляющий вход ключа последний подключает высокое напряжение к детонатору, посредством которого возбуждается детонация в за ряде ВВ. При его взрыве проволочная петля разрушается, размыкая моментную линию, и по спаду напряжения на входе формирователя генерируется электрический импульс, который записывается регистратором.сейсмостанции 2 . Однако 3 известном устройстве сиижа ется надежность регистрации момента взрыва при проведении работ в водонасыщенных средах. При этом ненадежная изоляция провода моментной линии может явиться причиной отсутствия спада напряжения на входе формирователя или, наоборот, наличия ложного, что характерно при сейсмических работах в шах-тах, в услови.ях работы энергетически мощного электрооборудования, а также вблизи промьшшенньгх зон. Кроме того, надежность снижается за счет того, что механическое.разрущение витков моментной линии часто не обеспечивает разрыв цепи моментной линии из-за нарушения изоляции и . скрутки линии вблизи взрыва, а использование мелких зарядов ВВ, характерное ддгя высокочастотной сейсморазведки, может не вызвать разрыва витков моментной линии. При этом заранее ходится ослаблять механическую прочность витков моментной линии, что может вызвать их преждевременное повреждение при зaкJfaдкe заряда ВВ. Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения точной регистрации момента взрыва, . Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сейсмической разведки, сод.ержащем источник высокого напряжения, соединенный с детонатором, закрепленными в одном торце заряда ВВ, через ключевую схему, управляющий вхОд которой соединен с управляющим выходом сейсмостанции, содержащей регистрато{) и соединенной с линией связи через формирователь импульса с зарядом ВВ, формирователь импульса выполнен в виде фотоприемника, а часть линии связи между Формирователем импульса и зарядом ВВ - в виде волоконно-оптического кабеля, конец которого, соединенный с зарядом ВВ, зафиксирован, с зааором в полости, выполненной на противоположном детонатору торце заряда ВВ. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит источник 1 высокого напряжения, ключ 2, 2-проводную боевую магистраль 3, детонатор 4, который зафиксирован в заряде BL 5 с полостью 6, волоконно-оптический кабель (ВОК) 7, выход которого соединен с входом фотоприемника 8, вход ВОК закреплен в полости 6 заряда ВВ, и регистратор 9, являющийся блоком сейсмостации 10.. В исходном состоянии заряд ВВ находится в шурфе 11, ключ 2 размыка ет боевую магистраль 3. По сигналу Работа, сформированного в сейсмической станции импульсом напряжения, ключ 2 замыкает боевую магистраль 3, при этом на детонатор А поступает высокое напряжение, котороевозбуждаетВ заряде ВВ 5 волну детонации. Последняя распространяется по заряду ВВ и достигает дна полости 6.. В последующий момент под -действием расширяющихся продуктов детонации воздух в зазоре.полости 6 ударно сж№4а;ется и он начинает светиться. Принятьм фотоприемником олтический импульс преобразуется в электрический, который записывается регистрат-ор.ом 9. . Согласно теории детонации условия распространения незатухающей детонационной волны заключаются в существо вании ударной волны сжатия, являющей ся предвестником последующих детонационных процессов. Связанных с реакцией взрывного химического разложения. Ударно-сжатое ВВ имеет высокие термодинамические параметры - темпер туру и давление и поэтому находится в этот момент времени в состоянии близком к металлированной плазме .Длитёльность такого состояния зависит от типа ВВ и находится в пределах от до десятка микросекунд. Однако излучение такой плазмы незначительно ее высокой началь ной плотности, поскольку световые кванты, генерируемые этой плазмой, застревают в ней самой. Благоприятнью условия для Излучения их в окружающую среду возникают при выходе волны детонации на сво бодную поверхность, т.е. при достиясении его дна полости 6 и последующее время прохождения волны детонации вдоль её стенок. В это время про исходит расширение продуктов взрыва при выходе их в пространстве полости 6 и плазма становится разряженной при этом она становится источником интенсивного излучения, поскольку дл на свободного пробега световых квантов значительно увеличивается. Кроме того, газ (воздух) в полости 6 при прохождении в нем ударной волны сам является источником оптического (и теплового) излучения, поскольку при ударном сжатии температура его возрастает до и выше Полость 6 является свстонодом, поскольку невозмущенное ее пространство ДО торца ВОК - оптически прозрачно. Поток светового (теплового) излучения попадает на вход ВОК 5, распространяется по его волоконным световодам, поступает на вход фотоприемника 8, в котором происходит преобразование энергии оптического излучения (светового импульСа) в электрическим, а последний (при возможном его усиле ии) записывается регистратором 9. В предлагаемом устройстве использован ВОК с восьмью волоконньв и световодами, -имеющими потери 6 ДБ/км. ВОК длиной в.600 м намотан на катушке с барабаном Д 250 мм. В теле барабана смонтирован фотодиод (ФД) с .усилителем мощности, причем конец ВОК, находящийся на барабане, неразъемно соединен с торцом (окном) фотодиода эпоксидной смолой, электричес|сие измерительные выводы и цепи пита-, ния ФД и усилителя зафиксированы на щеке барабана и соединяются с измерительной линией от регистратора с помощью электрических разъемов. При подготовке к производству взрывных работ ВОК со свободным концом сматывается с катушки на длину его удаления до места взрыва. При работе часть ВОК, примыкающая к заряду ВВ, разрушается и становится неработоспособной, поэтому при подготовке к следующему подрыву эта часть ВОК удаляется, а ВОК доразматывается с бараб&на катушки. Использование предлагаемого устройства повышает надежность регистрации момента взрыва в сейсморазведке, поскольку волоконно-оптический кабель, по которому передается световой импульс момента взрыва, невосприимчив к действию электромагнитных помех, обладает совершенной электрической изоляцией, кроме того, широкая полоса пропускания кабеля позволяет приблизить к пределу точность регистрации момента взрыва.

Работа

ft

1

10

.HZJ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ . РАЗВЕДКИ.содержащее источник высокого напряжения, соединенный с детонатором, закрепленным в одном торце заряда взрывчатого вещества, через ключевую схему, управляющий вход которой соединен с управляющим выходом сейсмостанции, содержащей регистратор и соединенной динией связи через формирователь импульса с зарядом взрывчатого вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения точной регистрации момента взрыва, формирователь импульса выполнен в виде фотоприемника, а часть линии связи между формирователем импульса и зарядом взрывчатого вещества .в виде волоконно-оптического кабеля, конец которого, соединенный с заря§ дом взрывчатого вещества, зафиксирован с зазором в полости, выполненной Л на противоположном.детонатору торце F заряда взрывчатого вещества.