Источник сейсмических сигналов /его варианты/ Советский патент 1985 года по МПК G01V1/155 

2, Источник сейсмических сигналов содержащий импульсный электрический двигатель возвра.тно-поступательного движения с якорем и индуктором, помещенный в содержащий жидкость герметичный бак с верхним и нижним основаниями и корпусом, жестко соединенным с индуктором импульсного электрического двигателя возвратно-поступательного движения, отличающийс я тем, что, с целью повышения сейсмической аффективности, верхнее и нижнее основания бака жестко соединены между собой и установлены с возможностью перемещения относительно корпуса бака, который вывашен между основаниями на упругих элементах и заполнен жидкостью.

Изобретение относится к устройст вам для возбуждения сейсмических сигналов невзрывными способами на поверх ности суши при геофизической разведке Известен источник для возбуждения сейсмических колебаний, содержащий гидравлический цилиндр с поршнем двустороннего действия, который жестко соединен с опорной плитой. Плита прижата к грунту дополнительной силой. Основным недостатком этого источни ка является его сложность. Для обеспе чения работы источника необходимы, кроме гидравлического цилиндра с порш нем, гидронасос с приводом,, управляющее клапанное устройство, следящая и корректирующая системы и ряд других систем и элементов. Источник является дорогим в изготовлении и ненадежным, а эксплуатационные расходы его велики. Наиболее близким техническим решением к изобретению является источник сейсмических сигналов, содержащий импульсный электрический двигатель возвратно-поступательного движения с яко рем и индуктором, помещенный в герметичный жесткий бак, содержащий жидкость. Индуктор двигателя жестко соединен с корпусом и делит объем внутрн корпуса на две части, каждая из которых частично заполнена жидкостью, а частично газом, причем газ выполняет роль упругого элемента при движении якоря двигателя относительно нидуктора. Источник наряду с созданием гармонических сейсмических сигналов с изменяющейся по определенному закону частотой может создавать фазоманиг пулированные сейсмические сигналы,; при которых силовые импульсы, сопровождающиеся нагружением или разгружением грунта, повторяются в определен-, ной, задаваемой свип-сигналом последовательности. Недостатком этого устройства является низкая эффективность из-за малой амплитуды силового воз действия на грунт. Цель изобретения - повьш1ение сёйсг мической эффективности источника сейсмических колебаний. Поставленная цель достигается тем, что в источнике сейсмических колеба-ний,содержащем импульсный электрический двигатель возвратно-поступательного движения с якорем и индуктором, помещенный в герметичный жесткий бак, заполненный жидкостью, герметичный жесткий бак заполнен жидкостью и соединен с индуктором электрического двигателя возвратно-поступательного движения с возможностью относительного перемещения. В источник сейсмических сигналов по второму варианту, содержащий импульсный электрический двигатель возвратно-поступательного движения с якорем и индуктором, помещенный в содержащий жидкость герметичный бак с верхним и нижним основанием и корпусом. жестко соединенным с индуктором импульсного электрического двигателя возвратно-поступательного движения, верхнее и нижнее основания бака жестко соединены между собой и установлены с возможностью перемещения относительного корпуса бака, который вывешен между основаниями на упругих элементах и заполнен жидкостью, На фиг.1 представлен источник сейсмических колебаний, первый вариант; на фиг.2 - то же, второй вариант. в жестком герметичном баке 1 (фиг.1) источника сейсмических сигна лов , заполненном полностью жидкостью 2, расположен электрический двигател возвратно-поступательного движения с якорем 3, способным перемещаться вверх или вниз относительно индуктора 4 . В пазах индуктора 4 двигателя расположены обмотки 5 и 6 возбуждения. Индуктор соединен с баком I через упругие элементы 7. Зазор между индуктором и баком обеспечивает возможность их относительного пе.ремещения. При необходимости на индукторе 4 и якоре 3 должны быть укреплены уплотн ительные элементы, ограничиваю щие перетоки жидкости вдоль зазоров .между якорем 3 и индуктором 4 и межд индуктором 4 и баком 1, Якорь 3 поддерживается в исходном положении относительно индуктора пружинами 8 и 9. Полости 2, индуктор 4 и якорь 3 представляют собой гидравлические мультипликаторы. Бак 1 размещен на поверхности грунта. Источник работает следующим образом. Под действием веса источника грун нагружается и в нем возникают напряжения сжатия. При подаче импульса то ica в обмотку 6 возбуждения двигателя между его якорем 3 и индуктором 4 создается электромагнитная сила и якорь начинает перемещаться вверх, а индуктор вниз. В заполненной жидкостью полости бака над якорем создается давление. На верхнее основание бака со стороны жидкости действует сила, направленная вверх, а на верхний торец индуктора со стороны жидкости деиствует сила, направленная вниз. В результате совместного действия усилий, развиваемого двигателем между якорем и индуктором и создаваемого гидравлическим мультипликатором, якорь перемещается относительно его исходного положения вверх, индуктор движется вниз, а корпус вверх. Предварительно нагруженный весом источника грунт .разгружается и поверхностные слои грунта одновременно с баком движутся вверх. После окончания действия развиваемой двигателем силы все элементы системы возвращаются в исходное состояние упругими элементами.Движение грунта при работе двигателя с переме щением его якоря относительно индук1904 тора вверх сопровождается фазой разгрузки грунта. Соответствующий сейсмический сигнал, начинающийся с фазы разгрузки грунта, можно условно назвать отрицательным. Для создания положительного сейсмического сигнала, характеризующегося тем, что при работе электрического двигателя грунт испытывает в первоначальный -момент дополнительное сжатие, импульс тока подается в обмотку 5 возбуждения. При этом между якорем и ин-, двигателя возникает электро-с магнитная сила, которая перемещает якорь вниз. Бак источника перемещается вниз, дополнительно сжимает грунт и формирует сейсмический сигнал, который условно можно назвать положительным. После окончания действия импульсного усилия якорь, индуктор и бак источника упругими элементами возвращаются в исходное состояние. При подаче импульсов тока в обмотки 5 и 6 в иеобходимой последовательности будет осуществляться требуемая комбинация силовых фазоманипулированных сейсмических сигналов. I Во втором варианте (фиг.2) в индукторе 10 расположены обмотки 11 и 12 возбуждения. Упругие элементы 13 удеривают индуктор 10 между нижним 14 осованием и верхним 15, которые жестко оединены между собой шпильками 16 и одвижны относительно индуктора 10. Основания 14 и 15 и индуктор 10 образуют герметичный за счет резиновых мембран 17 корпус, который полностью заполнен жидкостью 18. Якорь 19 удерживается в исходном положении пружинами 20. Нижнее основание 14, индуктор 10 и якорь 19 образуют один мультипликатор, а верхнее основание 15, индуктор 10 и якорь 19 - другой мультипликатор. Нижнее основание 14 расположено на поверхности грунта. Сейсмический источник работает следующим образом. При подаче импульса тока в обмотку 11 возбуждения двигателя якорь 19 начинает перемещаться вверх, а индуктор 10 вниз. В заполненной жидкостью полости корпуса над якорем создается давление, в результате которого на верхнее основанне 14 действует сила, направленная вверх, а на верхний торец индуктора сила, направленная вниз. В результате предварительно нагруженный весом не