Источник сейсмических сигналов вибрационного действия Советский патент 1985 года по МПК G01V1/47 

Изобретение относится к геофизи-ческой технике, а именно к вибрационным источникам сейсмических сигналов, используемым при проведении сейсморазведочных работ.

Известен вибрационный источник сейсмических сигналов, предназначенный для возбуждения в грунте колебаний заданной частоты и амплитуды, содержащий транспортное средство, возбудитель вибраций с гидравлическим приводом, подъемное устройство, опорную плиту и узел виброизоляции 1.

При конструировании вибрационных источников сейсмических сигналов, монтируемых на транспортных средствах, необходимо обеспечить динамическую развязку опорной плиты вибратора от транспортного агрегата при соблюдении условия постоянного контакта опорной плиты с геологической средой (безотрывного излучения). Это условие сводится обычно к требованию

Рдин PCI ,

где Рдин-амплитуда вибрационной нагрузки;

РСТ - статический подгруз опорной плиты.

В большинстве случаев статический подгруз опорной плиты создается весом транспортного средства, а для динамической развязки используются упругоэластичные элементы, например пневмоопоры. При этом расстановка опор осуществляется из соображений конструктивной компоновки. Наиболее часто встречающаяся схе.ма компоновки сводится к размещению двух пар пневмоопор на меньщих сторонах прямоугольной опорной плиты, а динамические зна копеременные нагрузки прикладываются в центре плиты.

Приведенное условие «безотрывного излучения является необходимым, так, как оно обеспечивает посылку неискаженного вибрационного сигнала для абсолютно жесткой опорной плиты. В реальных условиях, когда размеры плиты определяются условиями линейности деформаций геологической среды, а увеличение жесткости, связанное с утяжелением плиты, ограничено, условие Рдин РСТ не является достаточным для «безотрывного излучения.

Недостаточная жесткость плиты в соответствующем направлении приводит к «хлопанию средней части плиты по грунту во время воздействия, ухудшению сейсмического материала и, в итоге, к недостаточной сейсмической эффективности.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является источник сейсмических сигналов вибрационного действия, содержащий транспортное средство, раму с возбудителем вибраций, опорную

плиту и связывающий раму с опорной плитой узел виброизоляции, включающий пневмоопоры, установленные по длине опорной плиты на одинаковом расстоянии от оси симметрии плиты 2.

Этот источник сейсмических сигналов предназначен, в основном, для работы на льду, мерзлых грунтах и т. д. Тем самым к нему предъявляются жесткие требования по ограничению удельного давления на грунт, что приводит к сильно развитой площади опорной плиты, которая в описываемом источнике состоит из двух «лыж. Здесь пневмоопоры расставлены не по узким сторонам прямоугольных

«лыж, а значительно сдвинуты к центрам, что обеспечивает большую жесткость опорной плиты. Однако полностью избежать «хлопания и здесь не удается, что отрицательно влияет на сейсмическую эффективность источника.

Целью изобретения является повыщение

сейсмической эффективности путем обеспечения наибольшей жесткости заданной опорной плиты за счет оптимальной расстановки пневмоопор.

Поставленная цель достигается тем, что в источнике сейсмических сигналов вибрационного действия, содержащем транспортное средство, раму с возбудителем вибраций, опорную плиту и связывающий

раму с опорной плитой узел виброизоляции, включающий пневмоопоры, установленные по длине опорной плиты на одинаковом расстоянии от оси симметрии плиты, пневмоопоры выполнены с возможностью изменения положения по длине опорной

плиты, причем размеры опорной плиты, расстояние между пневмоопорами, жесткости опорной плиты на краю и между опорами и коэффициент постели грунта связаны соотнощением

f (0,85-1,15) (0,6 + гу.),

где t -полудлина опорной плиты, м;

у - половина расстояния между пневмоопорами, м; Ь - ширины плиты, м;

Е иЕ7-жесткости плиты на краю и между пневмоопорами соответственно, С -коэффициент постели грунта,

Н-м-.

На фиг. 1 приведен источник сейсмических сигналов; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, Источник сейсмических сигналов включает раму 1 транспортного средства, возбудитель 2 вибраций, поршень 3 которого через соединительное устройство 4 связан с опорной плитой 5. Устройство виброизоляции состоит из пневмоопор 6, нижняя и верхняя части которых выполнены с возможностью перемещения посредством пяток 7 в выполненных в форме ласточкина хвоста пазах 8 в опорной плите 5 и раме 1. Пневмоопоры 6 установлены на рычагах 9. Шарнирно с рамой 1 связан корпус гидроцилиндра 10, щток которого шарнирно связан с рычагом 9. Для предотвращения перемещения рамы 1 относительно опорной плиты 5 между соединительным устройством 4 и рамой 1 установлены стабилизирующие элементы 11. Для ограничения вертикального перемещения опорной плиты 5 относительно рамы 1 между ними установлены цепи 12.

Источник работает следующим образом.

Источник устанавливается на точке и проводится сеанс развертки. Колебания заданной частоты и амплитуды, генерируемые возбудителем 2 вибраций, через соединительное устройство 4 передаются опорной плите 5, и от нее - в грунт. Статическая нагрузка, включающая в себя массы транспортного средства и других частей источника, прижимает через пневмоопоры 6 опорную плиту 5 к грунту. Пневмоопоры 6 устанавливают в положение, соответствующее максимальной жесткости опорной плиты 5. На рабочем макете, предложенного источника Перемещение пневмоопор 6 по плите 5 и раме 1 осуществлялось болтовыми соединениями. На фиг. 2 изображен паз 8, в котором перемещаются пятки 7, жестко связанные с нижней частью пневмоопор 6. Аналогично выполнен паз в раме 1.

Подавая рабочее давление в гидроцилиндры 10 перемещают пневмоопоры 6 вдоль опорной плиты 5, подбирая опти с/ А

-7/

мальную жесткость, исходя из соотношения, приведенного, в формуле изобретения. Требования по ограничению максимального удельного давления на грунт колеблются от 0,3 до 5 кГС/см (скальные грунты),

следовательно, площадь опорной плиты может изменяться в 15 раз, а для таких больших колебаний площади расстановка пневмоопор, обеспечивающая максимальную жесткость плиты, имеет значительный диапазон изменения. Испытаниями установлено, что для любого набора параметра системы вибратор-грунт существует оптимальная расстановка пневмоопор, обеспечивающая наибольщую жесткость опорной плите.

Так, при варьировании длиной, щириной и жесткостью плиты в центре и по краям и коэффициенте постели грунта максимальная амплитуда подающей продольной волны достигалось при следующем соотношении характеристик плиты и грунта

J (0,85- 1,15) (0,6 -f «У-Цд-|т

где t -полудлина опорной плиты, м;

ЗГ -половина расстояния между пневмоопорами, м;

Ъ - ширина опорной плиты, м; EjfjKE7 -жесткости опорной плиты на краю и между пневмоопорой соответственно, С -коэффициент постели грунта,

Н-м-.

Применение предлагаемого изобретения позволит при заданных размерах и массе обеспечить максимальную жесткость плиты, чем будет исключено «хлопание плиты и достигнуто повышение эффективности источника сейсмических сигналов.

ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ВИБРАЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащий транспортное средство, раму с возбудителем вибраций, опорную плиту и связывающий раму с опорной плитой узел виброизоляции, включающий пневмоопоры, установленные вдоль опорной плиты на одинаковом расстоянии от ее оси симметрии, отличающийся тем, что, с целью повышения его сейсмической эффективности путем обеспечения наибольшей жесткости опорной плиты за счет оптимальной расстановки пневмоопор, пневмоопоры выполнены с возможностью изменения положения вдоль опорной плиты, причем расстояние между пневмоопорами выбирается из соотношения

Фиг. 2