Устройство для ориентации горизонтальных сейсмоприемников трехкомпонентных установок по заданному азимуту Советский патент 1985 года по МПК G01V1/52 

1 Изобретение относится к сейсмиче кой разведке для регистрации сейсмических сигналов в тех случаях, когда необходимым условием является установка и сохранение осей чувствительности горизонтальных сейсмоприемников по заданному азимуту, автоматически, без вмешательства человека. Изобретение может использоваться морской сейсмической разведке при установке его на дно акваторий самоориентирующихся установок сейсмоприемников, в сейсмическом зондировании земной коры и мантии Земл при разбрасывании приборов с вертолетов; при локации источников сейсм ческих волн, когда, устройство забрасывается в труднодоступные места с помощью авиации и в ряде других областей, где установка и ориентагщя сейсмоприемников непосредственно человеком затруднена или невозможна . Известно техническое решение, в котором используется ручная установка горизонтальных сейсмоприемников в трехкомпонентных устройствах по азимуту на суше, в котором установка трехкомпонентных приборов, один из которых является вертикальным (Z), а два других - горизонталь ные, устанавливаемые по азимуту (ХЛ), линии азимутов определяются на пунктах наблюдения с помощью буссоли и закрепляются путем прочер чивания линий в направлениях СеверЗапад-Восток. Оси направленности горизонтальных приборов совмещаются визуально с нужньм направлением 1J Недостатком такой установки гори зонтальных сейсмоприемников является обязательное присутствие челове|Ка, осуществляющего такую установку, исключающее процесс автоматизации. Известно устройство, применяемое при работах в морских условиях, где используется подвес , ориентирующий п горизонтали :взаимно перпендикулярные горизонтальные и вертикальные сейсмоприемники в пространстве. Ориентация горизонтальных приемников по азимуту здесь отсутствует 2. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является система для ориентировки горизонтальных сейсмоприемников, входящих 67 качестве составляющего элемента в трехкомпонентнз/то установку, используемзто в скважинных наблюдениях, в которой ориентация горизонтальных сейсмоприемников осуществляется гидроскопическим устройством, являющимся составной частью блока ориентации з. Недостатками известной системы ориентации являются необходимость ручной ориентировки системы прежде чем она будет запущена в работу и необходимость включения гироскопа на время измерений, что исключает автоматическое поддерживание заданного азимута и снижает точность установки. Цель изобретения - автоматизация процесса ориентации горизонтальных сейсмоприемников по заданному азимуту. Сопутствующей целью изобретения является существенное повышение точности установки по азимутам горизонтальных сейсмоприемниковУказанная цель достигается тем, что в устройстве для ориентации горизонтальных сейсмоприемников трехкомпонентных установок по заданному азимуту, содержащем блок ориентации, соединенный с горизонтальными сейсмоприемниками, блок ориентации вьтолнен в виде магнитной стрелки с зеркалом, закрепленным на одном из ее концов, и вращающегося зубчатого кольца с установленными на нем лампой осветителя и фоторезистором соединенного через вал с основанием, на котором укреплены горизонтальные сейсмоприемники. На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 - электрическая схема устройства. В центре карданного кольца 1 на подшипниках 2 подвешена карданная лощадка 3. Подшипники карданного кольца 1 не показаны. В центре плоадки 3 закреплена опора 4, в которой установлены подшипники 5. В подшипниках 5 вращается вал 6, на нижнем конце которого закреплено основание 7 горизонтальных сейсмограов 8 - 10. Здесь включены на одну компоненту по два прибора (сейсмоприемник, противоположньй прибору 10, не показан). К основанию 7 прикреплен вертикальный прибор 11, а к его нижней части прикреплены два эксцентричных диска 12 для балансировки всего устройства в кардане 1-3. К верхнему концу вала 6 прикреплено зубчатое кольцо 13 большого диаметр в центре которого находится конус 1 на острие которого надет подшипник 15 магнитной стрелки 16. На северном конце стрелки 16 закреплено зер кало 17. На зубчатом кольце 13 установлена в одной линии лампа 18, линза 19 коллиматора и фотодиод 20 В центре стрелки 16 имеется выступ 21, входящий в захват-цапфу 22, прикрепленную к якорю 23 реле 24, которое размещено в центре стакана 25. На верхней крьшке размещены бло 26 электроники, редукционная шестер ня 27 и мотор 28 постоянного тока. Все устройство закрыто крышкой 29. С целью предохранения попадания в компас демпфирующей жидкости 30 на вал одет сальник 31. Токосъемник 32 снимает напряжение с обмоток сейсмо приемников, он одет на вал 6 под шестерней 13. Электрическая схема устройства (фиг. 2) содержит реле 33 усилителя 34 фотокопии тока, конденсатор 35 блокировки, усилитель 36 запуска схемы и его входной конденсатор 37 пусковое реле 38, контакты 39 реле 38 и контакты 40 реле 33, гне.зда источника 41 питания, контакт 42 блокировки реле 38. Устройство работает следующим образом. В определенньй момент времени на вход усилителя 36 (фиг. 2) подается импульс тока через конденсатор 37 и включает реле 38. Контакт 39 вкл чает обмотку мотора 28, цепи питан реле-соленоида, лампу 18 и усилител 34 фототока. Контакт 42 самоблокиру реле 38. Мотор через редукторные шестерни 27 и 13 начинает вращать вал 6 с закрепленным на его нижнем конце основанием 7 сейсмоприемников В это время реле-соленоид поднимает магнитную стрелку 16 и прижимает ее к торцу стакана 25, закрепляя ее наподвижно. Зубчатое кольцо 13 вращается ( :; 1 об/мин) и доходит до того момента, когда световой луч лампы 18, сфокусированный колли тором 19, отражаясь от зеркала 17, попадает на фотодиод 2П и вызывает ток на входе усилителя 34. В этот момент срабатывает реле 33 и его контакт 40 разрывает на мгновение цепь 41 питания. Реле 38 обесточивается и его нормально замкнутый контакт 39 закорачивает обмотку мотора 28/Если линия лампы 18 и фотодиода 20, проложенная через центр зубчатого кольца 13, заранее установлена по максимальной оси чувствительности сейсмоприемника X -компоненты, то после остановки мотора его ось направлена по азимл ту Север-Юг. Бремя остановки мотора ДПМ-20 при .закорачивании его обмотки не более 0,1 с. При указанной, редукции инерционная ошибка составляет +0,6 градуса. Для уменьшения этой ошибки. можно заранее передвинуть приборы на это расстояние. Меняя (до установки приборов) положение оси чув- ствительностей сейсмоприемников, либо вращая по окружности лампу 18 и фотодиод 20 на диске шестерни 13, можно предварительно выставлять любой азимут пары горизонтальных сейсмоприемников. Во избежание самовозбуждения схемы (фиг. 2) реле 33 заблокировано конденсатором 35. Лампа 18 и фотодиод 20 могут быть заменены контактом, а зеркало 17 вторым контактом. Возможность установки по заданному азимуту горизонтальных сейсмоприемников с точностью, превьшзающей в 5-6 раз ручную установку приборов, а главное проведение азимутальной установки в местах недоступных человеку, создает значительные преимущества предлагаемого способа и устройства перед известными. Особенно это важно, когда через заданные п -омехутки времени необходимо провести повторный, автоматический контроль азимутальной установки приборов, что представляет интерес при применении устройства при морских работах. .Глубинные течения могут повернуть установку, опрокинуть и т.д. Суточный или любой другой импульс кварцевых часов предлагаемой станции может служить пусковым импульсом реле 38 для повторения самоориентации. Экономический эфАект при использовании предлагаемого устройства ожидается значительным, поскольку оно открывает новые возможности для быстрого освоения шельфовых зон морей и океанов с целью поисков и обнаружения новых месторождений неЛти и газа.

Фиг.1

Г

39

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СЕЙСМОПРИЕМНИКОВ ТРЕХКРШОНЕНТНЫХ УСТАНОВОК ПО ЗАДАННОМУ АЗИМУТУ, содержащее блок ориентации, соединеиньй с горизонтальными сейсмоприемниками, .отличающееся тем, что, с целью автоматизации процесса ориентации, блок ориентации выполнен в виде магнитной стрелки с зеркалом, закрепленным на одном из ее концов, и вращающегося зубчатого кольца с установленным на нем лампой осветителя и фоторезистором, соединенного через вал с основанием, на котором укреплены горизонтальные сейсмоприемники. сл 4; 4; Од