Изобретение ofHocHTCfl к сейсморазведке на суше при проведении работ скважинными источниками возбуждения- сейсмических колебаний.
Цель изобретения - повьшение эф фективности разрешающей способности сейсморазведки.
На фиг. Л изображено изменение во времени вертик альных напряжений в грунте под плитой импульсного источника в процессе воздействий; на фиг. 2 - то же, при боздействии вибрационным источником.
На чертеже обозначено: осциллограмма 1 изменения напряжений в грунте
для импульсных источников, импульсы прямоугольной 2 или близкой к ним 3 формы, форма 4 вибрационного сигнала, последовательность 5 импульсов прямоугольной формы.
Способ осуществляется следующим образом.
На месте установки рабочей плиты источника производят внедрение в грунт на глубине 15-20 см датчика измерения напряжений в вертикальном направлении. Затем опускают рабочую плиту на грунт и создают не нее равномерно распределенную нагрузку с резким фронтом нарастания до максимума, например, взрыел
Од ел
31509765
BOM горючей смеси в камере, Производят вьщержку в течение времени, равного необходимой длительностиимпульса а затем резко снимают нагрузку, дей- , ствующую на грунт, методом отрыва пли- ты от грунта или другим способом. Одновременно ведется запись на осциллографе изменения напряжений под плитой,
4
случае амплитуду импульса можно уве личить в несколько раз без заметных пластических деформаций грунта,
Оптимальные параметры импульса р пределенной нагрузки (амплитуда, дл тельность) и глубина пластической д формации (зона, где уровень напряже ний превышает динамический предел
а также регистрация возбуждаемых сей-10 упругости) определены на основании
4
случае амплитуду импульса можно уве- . личить в несколько раз без заметных пластических деформаций грунта,
Оптимальные параметры импульса распределенной нагрузки (амплитуда, длительность) и глубина пластической деформации (зона, где уровень напряжений превышает динамический предел
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Сейсмический вибродатчик | 1988 |
|
SU1608605A1 |
Способ наведенной сейсмической разведки | 1980 |
|
SU1062626A1 |
Источник сейсмических сигналов с регулируемыми амплитудно-частотными характеристиками | 1987 |
|
SU1509766A1 |
Способ сейсмической разведки | 1979 |
|
SU890293A1 |
Источник для возбуждения сейсмических колебаний | 1981 |
|
SU976413A1 |
Способ скважинной сейсморазведки | 1981 |
|
SU1035549A1 |
ВСЕСОЮЗНАЯ ( | 1973 |
|
SU368566A1 |
СПОСОБ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ | 2004 |
|
RU2260822C1 |
СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН В СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКЕ | 1968 |
|
SU211806A1 |
СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ | 1971 |
|
SU318002A1 |
Изобретение относится к сейсморазведке на суше при проведении работ наземными и скважинными источниками возбуждения сейсмических колебаний. Цель изобретения - повышение эффективности и разрешающей способности сейсморазведки. У импульсов распределенной нагрузки время направления и спада давления на фронтах не превышает 0,1 длительности импульса. Длительность импульса находится в пределах, не превышающих 1/4...1/2 периода возбуждаемых сейсмических колебаний. Амплитуда импульса давления составляет 1,2...2,0 динамического предела упругости грунта на глубине, не превышающей 1/3...1/4 наименьшего поперечного размера локальной площади поверхности, на которую воздействуют нагрузки. 2 ил.
смических колебаний на сейсмостанции. После воздействия измеряют уровень остаточных деформаций грунта, а по осциллограммам оценивают амплитуду и форму давления, В случае незначитель- 15 ных остаточных деформаций амплитуду импульса увеличивают до оптимальной величины за счет соответствующей регулировки механизмов источника. Таким образом производится подготовка 20 источника для производства сейсмораз- ведочных работ.
Из осициллограммы 1 изменения напряжения в грунте, характерной для
В. . . . .. .i J
проведенных экспериментальных иссл дований по изучению импульсов давл ния, возбуждаемых как серийно выпу каемыми источниками, так и специал созданными для этой цели экспериме тальными образцами,
Сейсморазведочные работы провод ся в широком частотном диапазоне в буждаемых колебаний: 5 - 100 Гц и ше, Следовательно, период возбужда мых сейсмических колебаний составл ет соответственно - 0,01 с, С точк зрения спектрального состава сейс ческого сигнала дЛи.телъность импул са давления, воздействующего на гр
имп тТьсных источников типа ГСК, видно, что время нарастания напряжений до максимальных значений значительно меньше, чем время спада (разгрузки) напряжений. Увеличение длительности нагрузки приводит к значительному возрастанию необратимых деформаций (остаточных) в верхнем слое грунта, а следовательно, и непроизводительным потерям энергии. Как показывают проведенные экспериментальные исследова- 35 амплитуду импульса соответственно.
30
равна 1/2 периода возбуждаемых кол баний, С другой стороны, длительно импульса давления значительно влия на величину дина шческого предела упругости грунта .и развитие зоны п стических: деформаций. Так, наприме уменьшение длительности имп льса д ления под плитой источга1ка типа ГС с 0,025 до 0,012 и позволяет увелич
с 15-20 Кг/см до 40-50 кг/см , Эт приводит к. повышению амплитуды воз буждаемых колебаний. Оптимальное з чение длительности импульса давлен составляет 1/4 периода возбуждаемы сейсмических низкочастотных колеба и 2/2 периода высокочастотных коле ний.
ния характеристик импульсных источников, уменьшение длительности импуль- са нагрузки позволяет повысить предельные динамические напряжения без существенного увеличения остаточных деформаций. Таким образом, оптимальным представляется импульс нагрузки прямоугольной формы 2 или максимально близкой к ней формы 3. Последнее связано с тем, что в реальных условиях воздействий импульсных источников трудно осуществить импульсы нагрузки идеальной прямоугольной фор- 1Ф, Как показано на фиг, 2, работа вибрационных источников по синусоидальному закону 4 также не является оптимальной с точки зрения проведения испытаний грунтов при динамических нагрузках, Сейсмическая эффективность
БЙбраторов повышается, если нагрузка ка, обосновано следующим. Опыты измеосуществляется периодическими импульг сами 5, по форме близкими к прямоугольной и значительно меньшей длительности. Это связано с тем, что в этом
проведенных экспериментальных исследований по изучению импульсов давления, возбуждаемых как серийно выпускаемыми источниками, так и специально созданными для этой цели экспериментальными образцами,
Сейсморазведочные работы проводятся в широком частотном диапазоне возбуждаемых колебаний: 5 - 100 Гц и выше, Следовательно, период возбуждаемых сейсмических колебаний составляет соответственно - 0,01 с, С точки зрения спектрального состава сейсмического сигнала дЛи.телъность импульса давления, воздействующего на грунт.
амплитуду импульса соответственно.
равна 1/2 периода возбуждаемых колебаний, С другой стороны, длительность импульса давления значительно влияет на величину дина шческого предела упругости грунта .и развитие зоны пластических: деформаций. Так, например, уменьшение длительности имп льса давления под плитой источга1ка типа ГСК с 0,025 до 0,012 и позволяет увеличить
амплитуду импульса соответственно.
с 15-20 Кг/см до 40-50 кг/см , Это приводит к. повышению амплитуды возбуждаемых колебаний. Оптимальное значение длительности импульса давления составляет 1/4 периода возбуждаемых сейсмических низкочастотных колебаний и 2/2 периода высокочастотных колебаний.
Величина амплитуды импульса давле- ния, равная 1,2-2,0 динамического предела упругости грунта, Определена опытным путем, причем меньшее значение амплитуды характерно для импульсов большей длительности.
Ограничение глубины, не превьш1аю-г щей 1/3-1/4 от наименьшего поперечного размера локальной площади поверхности, на которую воздействует нагрузрения импульсов давления под плитой источника показывают, что на таких глубинах от поверхности грунта распределение напряжений в грунте крайне не-равномерно как по горизонтальным направлениям, так и по глубине. Кроме того, образование очагов пластических деформаций на этих глубинах (в верх- них слоях грунта) не оказывает заметного .влияния на формирование сейсмического сигнала.
Использование предлагаемого способа возбуждения сейсмического сигна- ла в грунте позволяет повысить уровень нагрузок на грунт (предельных динамических напряжений), а следовательно, сейсмическую эффективность невзрывных источников колебаний. При этом за счет изменения длительности и формы импульса представляется возможность вести сейсморазведку в более высокочастотном диапазоне, а следовательно, повысить разрешающую способность сейсморазведки,
ти грунта импульсами давления, амплитуду которых выбирают в соответствии с динамическими свойствами грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и разрешающей способности сейсморазведки, определяют динамический предел упругости грунта на глубинах не менее 1/3 наименьшего поперечного размера локальной площади, на которую воздействует импульс давления, импульсы давления генерируют со временем нарастания и спада давления на переднем и 15 заднем фронте, не превьппающим 0,01- 0, 1 длительности импульса, при этом длительность импульса равна 1/4 периода возбуждаемых продольных сейсмических низкочастотных волн 1/2 периода волн, а амплитуда импульса давления составляет 1 ,2-2,0 динамического предела упругости грунта на глубине, не превышающей 1/3-1/4 наименьшего попе речного размера локальной площаФормула изобретения
Способ возбуждения сейсмических .сигналов в грунте, включающий воздей- 25 ди поверхности, на которую воздейству- ствиё на локальную площадь поверхнос- ет импульс давления.
ти грунта импульсами давления, амплитуду которых выбирают в соответствии с динамическими свойствами грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и разрешающей способности сейсморазведки, определяют динамический предел упругости грунта на глубинах не менее 1/3 наименьшего поперечного размера локальной площади, на которую воздействует импульс давления, импульсы давления генерируют со временем нарастания и спада давления на переднем и заднем фронте, не превьппающим 0,01- 0, 1 длительности импульса, при этом длительность импульса равна 1/4 периода возбуждаемых продольных сейсмических низкочастотных волн 1/2 периода волн, а амплитуда импульса давления составляет 1 ,2-2,0 динамического предела упругости грунта на глубине, не превышающей 1/3-1/4 наименьшего попе речного размера локальной площа
ди поверхности, на которую воздейству- ет импульс давления.
ФиеЛ
Фиг. г
Сейсморазведка | |||
Справочник геофизика.-М.: Недра, 1981 | |||
ШнеерсонМ.Б.,Майоров В.В | |||
Наземная сейсморазведка с невзрывными источниками колебаний, -М.: Недра, Г980,сЗЗ | |||
Способ возбуждения сейсмических импульсов | 1984 |
|
SU1303953A1 |
Авторы
Даты
1989-09-23—Публикация
1987-02-11—Подача