Способ возбуждения сейсмических волн Советский патент 1992 года по МПК G01V1/13 

Изобретение относится к способам возбуждения сейсмических волн с использованием непрерывных линейных зарядов на основе взрывчатых веществ и предназначено для проведений сейсморазведочных работ.

Известен способ возбуждения сейсмических сигналов с использованием жидкого (водосодержащего) взрывчатого вещества, помещенного в гибкий штанг, обеспечивающий одинаковую навеску заряда на единицу длины, при этом герметизируют шланг и выводят один из его концов на поверхность земли .для оснащения средством взрывания.

Недостаток этого способа состоит в том, что начальная часть заряда имеет криволинейную форму на протяжении 1,5-2,0 м с выходом конца линейного заряда на поверхность земЛи. При взрыве это приводит к образованию воронки с выбросом грунта, снижению отношения сигнал/помеха и к ухудшению качества сейсморазведочного материала.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ возбуждения сейсмических волн с использованием линейного заряда на основе взрывчатого вещества (ДШ, ЖВВ и др.), включающий создание отверстия в грунте до глубины укладки заряда, введение в него ножа погружателя и фиксацию конца линейного заряда на дне отверстия, при этом укладку линейного заряда ведут параллельно земной поверхности по всей его длине.

В этом способе используются различные взрывчатые вещества, в том числе и водосодержащее ВВ акванал АМШ, скорость детонации которого составляет 3000- 4000 м/с. При необходимости скорость детонации акванала АМШ может быть уменьшена до 2500 м/с или увеличена до 4800 м/с за счет изменения плотности ВВ и соотношения компонентов. В этих пределах скорость детонации акванала АМШ обеспечивает резразрывную функцию смещения частиц породы и создает качественную упругую волну.

Однако при большой длине непрерывного линейного заряда, инициируемого одним электродетонатором, качество сейсмического материала ухудшается. Это

сл

С

о

00

о со

связано с избыточной длительностью импульса, со значительным разбросом целевой энергии взрыва между началом и завершением детонации заряда, что приводит к увеличению помех и ослаблению полезного сигнала.

Цель изобретения - повышение эффективности сейсморазведки путем повышения отношения сигнал/помеха и улучшение качества полевого сейсмического материала за счет уменьшения длительности импульса и энергии взрыва на единицу времени при использовании линейного заряда В В со скоростью детонации от 2500 до 4800 м/с.

Непрерывный линейный источник на основе акванала AM Ш обладает более вы раженными свойствами направленного излучения, по сравнению с аналогичными зарядами линий детонирующего шнура (ЛДШ), за счет меньшей скорости детонации при значительно меньшей длине заряда. Кроме того, при применении зарядов акванала АМШ достигается возможность управления направлением максимального излучения за счет различной скорости детонации (2500-4800 м/с). Разделение базы возбуждения на отдельные дискретные участки определенной величины, взрываемые одновременно, повышают, сейсмическую эффективность источника (отношение сигнал/помеха). Принимая время прохождеия детонационной волны на таких участках в 0,005-0,010 с, при котором заведомо не возникают амплитудно-фазовые искажения отраженных волн, определяют расстояние между точками возбуждения непрерывного линейного источника. Оно составляет при Vief 2500 м /с от 12,5 до 25 м, Удет 4800 м/с от 24 до 48 м.

Исходя из применяемых на практике расстояний между пунктами взрыва и пунк- тами приема кратных 25 м, наиболее прием- лемым расстоянием между точками возбуждения непрерывных линейных зарядов является 25 м. Однако как показали опытные работы наиболее высокие энергетические показатели с одновременным по- вышением качества сейсмического материала достигаются при расстояниях между точками возбуждения на непрерывных линейных зарядах от 20 до 25 м.

При иЬпытаниях использовались непрерывные линейные заряды акванала АМШ длиной 30, 35,40, 45, 50,55, 60 м и большей длины.

Электродетонаторы, предназначенные для оснащения непрерывных линейных зарядов, проверялись на проводимость тока и подбирались с допустимо одинаковым сопротивлением с помощью электроизмерительных и контрольных приборов, что обеспечило одновременное начало детонации В В на всех участках зарядов. Одновремен5 ное завершение детонации на всех участках каждого заряда достигнуто за счет одинаковой навески ВВ на единицу их длины.

Испытания каждой пары зарядов одинаковой длины (по прототипу и предложен0 ному способу) проводились на одном пункте возбуждения (ПВ) в одинаковых сейсмогео- логических условиях. При этом инициирование заряда по прототипу производилось одним электродетонатором, а по предло5 женному способу, в зависимости от длины заряда, несколькими электродетонаторами (2-3 и более шт.)

На пункте возбуждения, по линии предстоящей укладки заряда создавали в грунте

0 вертикальные отверстия по числу предусмотренных к использованию электродетонаторов. С помощью специального погружателя, обеспеченного ножом с трубопроводом, укладывали в грунт на глубину

5 0,7 м непрерывный линейный заряд с пересечением всех отверстий, После завершения укладки заряда и удаления погружателя в безопасную зону через отверстия оснащали заряд электродетонаторами, выводили

0 на поверхность земли детонаторные проводники и засыпали отверстия разрыхленным грунтом. В установленном порядке . монтировали электровзрывную сеть и по команде геофизика-оператора поочередно

5 производили взрывы заряда по прототипу и заряда по предложенному способу.

При испытаниях сейсмические наблюдения проводились цифровой 48-канальной сейсмостанцией Прогресс-2 методом ОГТ

0 по 24-кратной симметричной схеме с базой приема 2350 м при Хмакс 1175 м и расстоянии между пунктами возбуждения ПВ - 50 м и ПП - 50 м. Для подавления низкоскоростных волн-помех, связанных с поверхност5 ными условиями возбуждения, применялось линейное группирование сей- смоприемников из 24 шт на канал на базе 40 м с шагом между элементами в группе 5 м. Полученные сейсмические записи были

50 проанализированы визуально на основе оценки динамики опорных целевых отражений. С целью более полного анализа динамических характеристик и сопоставления сейсмических записей, последние обрабо5 таны на ЭВМ по программе RESOL (СЦС-3). Анализ динамических характеристик сейсмических записей свидетельствует о том, что сейсмический эффект при испытании предложенного способа по всех случаях превосходит эффект, полученный при использовании прототипа. Присутствует ясное повышение отношения сигнал/помеха и всех измеренных параметров, а главное - повышается качество полевых сейсмических материалов за счет увеличения целе- вой информации. Фактические материалы, полученные при экспериментах, позволили определить наиболее оптимальные расстояния (20-25 м) между точками возбуждения на непрерывных линейных зарядах аквана- ла АМШ, При этом, в случаях, когда уменьшают или увеличивают расстояние между точками возбуждения относительно оптимальных величин (20-25 м), то постепенно снижается сейсмический эффект, а ниже пределов 12,5 м и выше 48 м он значительно ухудшается. Учитывая рельеф местности на- земные и подземные коммуникации, проектные линии для укладки зарядов могут быть не только прямолинейными, но и криволи- нейными с допустимым углом излома или ориентированными в другом направлении, например перпендикулярно профилю работ. Используя обозначения топографа на пикетах возбуждения создают необходимое количество вертикальных отверстий для каждого заряда. Одна бригада взрывников по ходу отработки профиля параллельно земной поверхности.производит укладку линейных зарядов в грунт с пересечением всех отверстий ножом погружателя на каждом ПВ. После завершения укладки заряда в грунт на данном ПВ и подъема ножа погружателя взрывник переезжает на очередной ПВ для укладки в грунт следующего заряда. В изложенной выше последовательности производят укладку линейных зарядов в грунт на очередных ПВ. Необходимо учитывать, что по условиям техники безопасности .противоположные концы линейных зарядов на соседних ПВ должны иметь разрыв не менее 5 м.

Несмотря на некоторое увеличение трудозатрат использование предлагаемого

способа в сейсморазведке позволит получить сверхплановую прибыль за счет уве,,и- чения на 20-30% полезной энергии взрыва, идущей на возбуждение целевых сейсмических волн. А главное - возрастает объем полезной сейсмической информации и шается качество полевых сейсмических материалов, что позволяет с большей эффективностью и достоверностью решать поставленную геологическую задачу. Формула изобретения Способ возбуждения сейсмических волн, включающий создание в грунте отверстия до глубины укладки заряда взрывчатого вещества (ВВ), введение в него ножа погружателя, укладку непрерывного линейного заряда ВВ параллельно земной поверхности по всей его длине, подсоединение к нему через отверстие электродетонатора, засыпку отверстия грунтом и инициирование заряда, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сейсморазведки уптем повышения отношения сигнал/помеха и улучшения качества полевого сейсмического материала за счет уменьшения длительности импульса и увеличения энергии взрыва на единицу времени при использовании линейного заряда ВВ со скоростью детонации от 2500 до 4800 м/с, до укладки заряда дополнительно на одинаковом расстоянии друг от друга создают отверстия, укладку заряда производят с пересечением ножом погружателя всех отверстий, через которые электродетонаторы с одинаковым временем срабатывания подсоединяют параллельно заряду торцами в направлении к концу заряда, а Инициирование всех электродетонаторов производят одновременно, при этом расстояние между отверстиями S определяют из соотношения

S - 0(0,005-0,01),

где D - скорость детонации взрывчатого вещества.

Использование1 при возбуждении сейсмических волн с использованием непрерыв- ных линейных зарядов на основе взрывчатых веществ (ВВ) со скоростью детонации от 2500 до 4800 м/с. Сущность изо- бретения: возбуждение линейного непрерывного заряда ВВ производят одновременно на его участках, расстояние между которыми S выбирают исходя из скорости детонации D : S 0(0,005-0.01).