ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Советский патент 1994 года по МПК G01V1/133 

Изобретение относится к сейсморазведке и может быть использовано при возбуждении сейсмических сигналов на мелководье.

Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности при работе на дне водоема путем уменьшения потерь энергии и увеличения интенсивности поперечных волн.

На фиг. 1 представлен источник сейсмических сигналов в процессе буксирования; на фиг. 2 - после установки на грунт.

Донный источник включает подъемный экран 1 в виде плиты с грузозацепами в виде рулевых плоскостей 2, перпендикулярных плоскости подъемного экрана 1, на котором жестко установлены возбудители колебаний, выполненные в виде полых цилиндров 3 с дном, внутри которых размещены силовые установки в виде пневмоизлучателей 4. Оси возбудителей колебаний направлены навстречу друг другу и пересекаются в точке приложения нагрузки на грунт. Плоскость, проходящая через оси возбудителей колебаний, перпендикулярна рулевым плоскостям 2. К подъемному экрану жестко прикреплен трехкомпонентный сейсмоприемник 5. При этом вертикальная ось трехкомпонентного сейсмоприемника 5 направлена перпендикулярно плоскости подъемного экрана 1, вторая ось - перпендикулярно плоскости, в которой лежат оси возбудителей колебаний, третья ось - перпендикулярно рулевым плоскостям 2. Вся конструкция охвачена рамой 6. К раме прикреплены буксировочный трос 7, стабилизатор вертикального положения источника, выполненный в виде поплавка 8, соединенного с рамой 6 посредством троса 9 и упругого элемента 10.

Перед началом работ на профиле источник опускают в воду. Судно движется к начальному пункту профиля и буксирует за собой источник. На начальном пункте прекращают буксирование источника путем остановки судна или разматывания лебедки с буксировочным тросом 7 и лебедки с пневмомагистралью высокого давления (не показана). Одновременно по пневмомагистрали подают сжатый воздух в пневмоизлучатели 4. К моменту постановки источника на дно полые цилиндры 3 возбудителей колебаний укупорены водой, а пневмоизлучатели 4 заполнены сжатым воздухом.

Момент касания дна фиксируется трехкомпонентным сейсмоприемником 5. Стабилизатор вертикального положения, выполненный в виде поплавка 8, обеспечивает вертикальность постановки источника на грунт, когда подъемный экран 1 расположен в горизонтальной плоскости. Рулевые плоскости 2 при опускании источника на дно препятствуют его разворачиванию вокруг вертикальной оси.

После постановки источника на дно рулевые плоскости 2 ориентированы по курсу судна, плоскость подъемного экрана 1 горизонтальна. Отклонение от указанной ориентации оценивается показаниями сейсмоприемника. При наличии отклонений (аномальной постановки источника на дно) выбирают буксировочный трос 7 с помощью лебедки, размещенной на судне, и корректируют постановку источника.

После контролируемого сейсмоприемником касания источником дна с бортового пульта управления подают командный сигнал на срабатывание возбудителей колебаний. В результате одновременного срабатывания обоих пневмоизлучателей рулевые плоскости 2 погружаются в грунт. Этим обеспечивают надежный контакт подъемного экрана 1 с дном, необходимый для эффективного излучения сейсмических сигналов. Для предотвращения обрыва троса 9, которым крепится поплавок 8 к раме 6, предусмотрен упругий элемент 10 между поплавком 8 и рамой 6.

Излучаемый в процессе заглубления источника сейсмический сигнал принимают сейсмоприемниками (гидрофонами) и записывают в цифровом коде сейсмостанцией. Полученная информация используется при последующей обработке и геологической интерпретации.

Надежность контакта подъемного экрана 1 с донным грунтом контролируется жестко соединенным с ним сейсмоприемником 5. При одновременном срабатывании обоих пневмоизлучателей плоскость подъемного экрана 1 начинает вибрировать. Вибрация затухает сразу после касания экраном 1 грунта и затухает медленно, если экран не достиг грунта или контакт с ним ненадежный.

После обеспечения надежного контакта подъемного экрана с грунтом производят возбуждение продольных и поперечных волн. Для этого на один из возбудителей колебаний подают командный сигнал на срабатывание. Пневмоизлучатель 4 выбрасывает порцию сжатого воздуха внутрь полого цилиндра 3. Сжатый воздух, вытесняя воду, заполняющую свободное пространство полого цилиндра, обеспечивает передачу наклонного импульсного усилия через подъемный экран 1 на грунт. При этом излучаются продольная и поперечная волны, которые, распространяясь в геологической среде, отражаясь и преломляясь на границах раздела слоев по акустической жесткости, достигают сейсмоприемников, жестко связанных с донным грунтом. Принимаемые продольные и поперечные колебания поступают на сейсмостанцию, регистрируются в цифровом коде и передаются для обработки и последующей интерпретации.

После приема созданных колебаний с бортового пульта управления подают командный сигнал на срабатывание второго возбудителя колебаний. Процесс генерации продольных и поперечных волн повторяется. Отличие состоит лишь в том, что поперечная волна возбуждается импульсом силы противоположной направленности. Это и создает предпосылки для последующей селекции поперечной волны в результате вычитания двух последовательных записей, приведенных к одному моменту срабатывания и нормированных по спектру и энергии.

После приема сейсмических колебаний от двух разнонаправленных воздействий геофизическое судно продолжает движение прежним курсом (или, если оно не остановилось, выбирают буксировочный трос 7). Источник начинает движение рулевыми плоскостями 2 в донном грунте. Поплавок 8, связанный с рамой 6, сохраняет прежнее положение относительно дна. При этом создается вертикальная компонента силы. Рама 6 с источником вытягивается из грунта, и источник начинает перемещение над дном на заданной высоте, так как подъемным экраном 1 создается дополнительная вертикально направленная сила. В процессе перемещения рулевые плоскости 2 промываются водой от налипших кусков грунта, что при последующей постановке источника на грунт и заглубления рулевых плоскостей 2 обеспечивает заданную ориентацию и надежный контакт подъемного экрана 1 с грунтом. Подъемная сила экрана 1 зависит от высоты над дном. Возрастание высоты снижает "экранный эффект" и подъемную силу. Тем самым обеспечивается "следящий подвес" источника над дном при буксировке к следующему пункту возбуждения.

Применение изобретения в практике морской сейсморазведки в условиях мелководья позволит расширить класс волн, используемых для исследования строения донных осадков.

Изобретение относится к сейсморазведке и может быть использовано при возбуждении сейсмических сигналов на мелководье. Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности работы на дне водоема путем уменьшения потерь энергии и увеличения интенсивности поперечных волн. Источник включает подъемный экран 1 с рулевыми плоскостями 2, возбудителями колебаний в виде полых цилиндров 3 с помещенными в них пневмоизлучателями 4. Вся конструкция охвачена рамой 6, к которой прикреплены буксировочный трос и поплавок 8 через упругий элемент. Перед началом излучения источник опускают на дно, одновременно заряжая пневмоизлучатели 4 и укупоривая полые цилиндры 3 водой. Далее одновременно производят выброс сжатого воздуха из пневмоизлучателей 4, выталкивают за счет этого воду из полых цилиндров 3, а силой отдачи погружают в грунт рулевые плоскости 2 до касания подъемным экраном 1 дна. После этого перезаряжают пневмоизлучатели 4, укупоривают водой полые цилиндры 3 и производят возбуждения продольных и поперечных волн путем последовательного выброса воды из полых цилиндров 3, установленных под острым углом к экрану 1, а интервал времени между выбросом воды из одного и другого цилиндров 3 устанавливают достаточным для приема и регистрации созданных колебаний. Селекцию продольных и поперечных волн производят при обработке. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий возбудители колебаний, жестко закрепленные на плите наклонно друг другу и по разные стороны от плоскости симметрии источника, причем плита снабжена стабилизатором вертикального положения и установленными перпендикулярно плоскости плиты и параллельно друг другу грунтозацепами, при этом оси возбудителей колебаний ориентированы в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости грунтозацепов, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности при работе на дне водоема путем уменьшения потерь энергии и увеличения интенсивности поперечных волн, каждый возбудитель колебаний выполнен в виде пневмоизлучателя, размещенного в соосном ему полом цилиндре, открытом сверху и закрепленном жестко на плите, при этом оси пневмоизлучателей пересекаются ниже центра тяжести источника в точке, размещенной выше плоскости, проходящей через нижние края грунтозацепов. 2. Источник по п.1, отличающийся тем, что стабилизатор вертикальногого положения выполнен в виде поплавка, соединенного с источником в точке над центром тяжести через упругий элемент. 3. Источник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что грунтозацепы выполнены в виде рулевых пластин, перпендикулярных плоскости, проходящей через оси пневмоизлучателей.