Источник сейсмических сигналов с регулируемыми амплитудно-частотными характеристиками Советский патент 1989 года по МПК G01V1/133 

Изобретение относится к технике сейсмических исследований на поверхности земли и конкретно к импульсным источникам, использукщим энергию взрыва горючих смесей или сжатого до высокого давления газа.

Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности и увеличение удельной энергии высокочастотных колебаний в спекй ре сигнала.

На фиг, 1 показан источник возбуждения сейсмических сигналов с регулируемыми амплитудно-частотными. характеристиками перед инициированием взрыва горючей смеси; на фиг. 2 - то же, после взрыва горючей смеси и

в момент воздействия ударного штока на излучающую плиту.

Предлагаемый источник содержит массивный корпус 1, ступенчатый поршень 2, соединенный жестко с ударным штоком 3, излучающую плиту 4, крьш:- ку 5 и узел 6 инициирования. Внутренний объем корпуса 1 разделен ступен- ,чатым поршнем 2 на рабочую полость 7 и демпферную полость 8. Внутри ступенчатого поршня 2 выполнена камера сгорания, которая разделена на переменного объема взрывную и дополнительную полости 9 и 10 плавающим поршнем 11. Заполнение дополнительной полости 10 жидкостью из гидросистемы осуел

о

СО

О)

О)

3150

ществляется по каналу 12 и через управляемый клапан 13, Дпя пневмогид- росвязи демпферной полости 8 в корпусе 1 выполнен канал 14 и установлен управляемый клапан 15. В крышке 5 образована форкамера 16, которая сообщена с системой смесеобразова 1ия посредством .канала 17 и управляемого клапана 18, а со взрывной полостью 9 отверстиями 19, Дпя сброса отработанных газов выполнен канал 20, В нижней части корпуса 1 вмонтирован пневмогид роцилиндр, состоящий из корпуса 21 цилиндра, полого штока 22, который нижним торцом опирается на излучшо- щую плиту 4, полый шток.22 разделяет объем пневмогидроцилиндра на две полости: рабочую 23 и вспомогательную 24, Рабочая полость 23 связана с пнев -могидросистемой;., при помощи канала 23 и управляемого клапана 26,

Источник работает следующим обраSOMs

Источник устанавливается на грунт с помощью гидравлической системы (не показана). При этом излучающая плита 4 под действием веса массивного кор-; пуса 1 через полый щток 22 плотно прижимается к nosepxHOCTij грунта. За- тем производится заполнение демпферной полости 8 жидкостью и воздухом под давлением, который поступает из баллонов через управляеьый клапан 15 по каналу 14, Под действием давления воздуха ступенчатый поршень 2 опирается на конический выступ крышки 5 и герметизирует взрывную полость 9, После зтого топливовоздушная смесь под давлением .подается из системы

смесеобразования через управляемый клапан 18 по каналу .17 в форкамеру 16f а затем через отверстия 19 поступает во взрывную полость 9в На этом подготовка источника к первому воз- действию закончена,

По сигналу от сейсмостанции на узел 6. инициирования подается элек- трическое напряжение, происходит образование мощной электрической дуги и воспламенение топливовоздушной смеси в объеме форкамеры 16, Продукты взрыва из объема форкамеры 16 выте- Кают через отверстия 19 в топливовоздушную смесь взрывной полости 9 ка- меры сгорания и вызывают ее взрыв, В результате взрыва смеси, давление во взрывной полости резко повьшается Давление продуктов взрыва действует

на ступенчатый поршень 2 и через крышку 5 - на корпус 1 , и -они перемещаются один относительно другого. При этом происходит разгерметизация взрывной полости 9, и продукты взрыва поступают в рабочую полость 7. Действующие на ступенчатый поршень 2 усилия за счет увеличения -его площади резко возрастают, В результате чего ступенчатый поршень 2 через ударный шток 3 .производит удар по излучающей плите 4, и в грунте образуется мощная волна давления, В это же время массивный корпус 1 перемещается вверх за счет возросшего давления воздуха в демпферной полости 8 и подхватывает ступенчатый: поршень 2 и ударный шток 3. В это время производится выброс продуктов взрыва через канал 20 в атмосферу. Под действием давления воздуха в демпферной полости 8 ступенчатый поршень 2 воз- врагцается в исходное положение и герметизирует взрывную полость 9, Источник сейсмических сигналов опускаеся с помощью гидравлической системы медленно на грунт. Взрывная полость 9 заполняется тогшивовоздушной смесью. Источник готов к следующему воздействию,

.Для выбора оптимального режима работы источника производится ряд регулировочных операций. В зависимости от того, в каком частотном диапазоне проводятся сейсморазведочные работы выполняется настройка источника на возбуждение соответствующей формы и длительности импульса давления на поверхность грунта. Уменьшение объема взрывной полости 9 за счет подачи порции жидкости по каналу 12 в дополнительную полость 10 и одновременное увеличение давление горючей сме- .си позволяет сократить длительность импульса давления на грунт. Регулировка фиксированного зазора между нижним торцом ударного штока 3 и излучающей Ълитой осуществляется подачей жидкости по каналу 25 в рабочую полость 23 пневмогидроцилиндра. Оптимальный фиксированный зазор позволяет добиться максимальной скорости разгона ступенчатого поршня 2 и ударного штока 3. При .этом увеличивается знер- гйя воздействия источника, А время- нарастания импульса давления уменьшается, , фронт нарастания давления становится более резким, приближаюцщмся к фронту ударной волны. Это приводит к обогащению спектрального состава сейсмического сигнала высокочастотными составляющими, Существен- . ным является и момент отрыва ударного штока 3 от излучающей плиты 4, В этом случае осуществляется этап разгрузки грунта. Скорость отрыва ударного штока 3 (разгрузка) регулируется как величиной фиксированного зазора, так и за счет количества жидкости, подаваемой в демпферную полость 8, Увеличение жидкости в демпферной полости приводит к сокращению длительности импульса давления на грунт, Таким образом, производится формирование сейсмического сигнала необходимой амплитуды и длительности.

Применение предлагаемого источника возбуждения сейсмических сигналов с регулируемыми амплитудно-частотными характеристиками позволяет повысить глубинность и разрешакщую способность

Формула и зобретения

Источник сейсмических сигналов с регулируемыми амплитудно-частотными характеристиками, содержащий корпус, в котором с возможностью перемещения установлен ступенчатый поршень, жестко связанный с удар ным штоком, систему сме0 сеобразования , связанную с узлом иници- .ирования и камерой сгорания, излучаю- щую плиту и пневмогидросистему, причем последняя связана с демпферной полостью посредством каналов с управ5 ляющими клапанами, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности и увеличения удельной энергии высокочастотных колебаний в спектре сигнала, до0 полнительно введен пневмогидроцилиндр, жестко связанный с корпусом источника, имеющий полый шток, охватывающий ударный шток источника, причем ударный шток и шток пневмо гидроцилиндра вы

Изобретение относится к технике сейсмических исследований на поверхности земли и , в частности, к импульсным источникам, использующим энергию взрыва горючих смесей или сжатого до высокого давления газа. Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности и увеличение удельной энергии высокочастотных колебаний в спектре сигнала. В источник дополнительно введен пневмогидроцилиндр, вмонтированный в корпус источника. В полом штоке пневмогидроцилиндра перемещается ударный шток источника. При этом как ударный шток, так и шток пневмогидроцилиндра выполнены с возможностью контактирования с ударной плитой. 2 ил.

сейсморазведки за счет увеличения ам-,25 полнены с возможностью контактирования плитуды импульса давления и расширения ударной плитой, а рабочая полость частотного диапазона в сторону высоких пневмогидроцилиндра связана с пневмо- частот, путем резкого снижения дли-гидросистемой.

1тельности импульса.i

13 26

xvx /// /X/ х

/// //7

// Х/Х /VX /X/ /VX /Х/ XXX XX

Фгуг.2

хХХ XXX