Линейный заряд направленного действия Советский патент 1992 года по МПК G01V1/13 

Изобретение относится к геологии и геофизике, а именно к сейсморазведке с помощью взрыва.

Известен метод наружных зарядов, который характеризуется простотой и быстрым производством работы, так как не требует буровых работ, что особенно важно при сейсморазведке на землях, где буровые работы затруднены (водоохранные зоны, карстую- щиеся территории, труднодоступные условия в тайге и заболоченных местностях, горный рельеф).

Однако расход ВВ при методе наружных зарядов увеличивается в 10 - 12 раз. Увеличение массы заряда невыгодно как с экономической, так и с технической стороны, так как ам- плитуда сигнала возрастает медленнее, чем масса заряда, при этом амплитуда волн помех растет быстрее,

чем амплитуда полезного сигнала. Поэтому широкое внедрение данного метода сдерживается отсутствием эффективных источников возбуждения, позволяющих при минимальном расходе взрывчатых веществ создать величину ударного импульса, достаточную для получения качественных сейсмических волн в заданном направлении. Наиболее близким к предлагаемому является удлиненный кумулятивный заряд (УК), представляющий собой трубку, заполненную взрывчатым веществом, по образующей которой выполнена кумулятивная канавка, причем соотношение диаметров канавки d и трубки D лежит в пределах

А02 6---6 50. Наличие кумулятивной

выемки позволяет при минимальном количестве взрывчатого вещества создать

(Л

С

vj СЛ 00 О

ю

значительную величину ударного им- пулуса.

Недостатком данного устройства для сейсморазведки является создание узкой кумулятивной струи (1- 3 мм) кумулятивного ножа, тогда как

ля сейсморазведки необходимо возействие типа удара по большей пло- цади.

Цель изобретения - повышение эфективности возбуждения сейсмических волн за счет увеличения их интенсивности, соотношения сигнал - помеха и разрешенности записи.

Указанная цель достигается тем, что канавка имеет форму желоба с радиусом кривизны R, равным 0,5 - 2,0 ширины а заряда, либо профилированная канавка имеет форму клина с углом разворота 120w170°, отношение ширины заряда к его высоте h лежит в пределах от 2 до 5, причем высота слоя ВВ больше критической толщины применяемого ВВ, при испытаниях в водной среде заряд имеет защитную герметичную оболочку. Такая конструкция позволяет направлению передать грунту импульс взрыва заряда, путем удара по грунту профилированной части облицовки. Указанные конструктивные особенности и соотношения геометрических размеров позволяют произвести удар по большей площади, так как пест кумулятивной струи, образованный из профилированной части оболочки,имеет площадь взаимодействия с грунтом,в 10 и более раз превосходящую площадь кумулятивного ножа, образованного при взрыве УК.. Это обстоятельство является особенно важным в сейсморазведке, так как импульс 1 продуктов взрыва, действующих на грунт, связан с формой заряда следующим соотношением :

г

S

где

Т-о полный импульс взрыва; площадь поверхности заряда контактирующей с грунтом,1 суммарная площадь поверхности заряда,

Увеличение площади контакта продуктов взрыва с грунтом позволяет

При заря начинает работать как кумулятивный

S06

s увеличить импульс воздействия, уменьшении угла 0Ј меньше 12С ,

7586194

нож, что для сейсморазведки недопустимо, так как необходимо произвести удар по большей площади. Установлено, что именно, начиная с &i 120°, скорость струи несколько уменьшается по сравнению с обычным режимом кумуляции, но удельная энергия вещества в струе в 2-2,5 раза превышает удельную энергию ВВ, Создается мощная кумулятивная струя, обеспечивающая оптимальное взаимодействие с грунтом для образования упругих волн. Увеличение удельной энергии вещества в струе позволяет снизить его количество и тем самым уменьшить долю энергии, идущей на разрушение породы и создание волн-помех Это позволяет повысить соотношение сигнал - помеха. Граница режима такой кумуляции будет

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

находиться в пределах 120 ( . Прио(1700 облицовка не успевает вывернуться и образовать диспергированный поток осколков и кумулятивный заряд по своему воздействию приближается к обычному накладному заряду. Аналогичные результаты получены при изучении облицовки с радиусом кривизны R, Пои R 2а кумуляч тивная струя не образуется. При R «Ј 0,5а происходит образование обычной кумулятивной струи с боль- щой скоростью, но малой площадью взаимодействия.

Выбор соотношения заряда h и его ширины, а при заданном соотношении R/a обуславливается как необходимостью получить оптимальный импульсj так и технологическими возможностями, При соотношении a/h 2 увеличивается масса заряда на единицу площади. Это приводит не сколько к увеличению амплитуды полезного сигнала, сколько к увеличению амплитуды волн-помех, что снижает разрушающую способность и точность изучения. Отношение a/h 5 трудно реализовать технологически. Это обуславливается пластическими свойствами материалов корпуса и взрывчатых веществ, Причем высота слоя ВВ всегда должна быть больше критической толщины ВВ при данной плотности.

Предлагаемый линейный заряд направленного действия позволяет снизить объем вспомогательных операций, необходимых при укладке детонирующих шнуров и AML J, что особенно важно в труднодоступных условиях (таежно-заболоченная местность, горный рельеф), Рассосредоточение массы заряда по линии в сочетании с ярко выраженными направленными свойствам позволяет сместить спектры сигналов в высокочастотную область, это позволяет повысить разрешающую способность и точность изучения, и по эффективности поверхностный источник .приближается к скважинному. Предлагаемый заряд позволяет более рационально расходовать энергию взрыва за счет снижения количества вещества на единицу площади, кроме того, это позволяет снизить уровень помех и тем самым также повысить .разрешающую способность и точность изучения. Наличие герметичной оболочки позволяет использовать заряды в условиях заболоченной местности и в обводненных местах.

10

758619б

Формула изобретения

1. Линейный заряд направленного действия, содержащий облицовку, эа- 5.полненную взрывчатым веществом (ВВ), с профилированной канавкой вдоль.ее образующей, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности возбуждения сейсмических волн за счет увеличения их интенсивности, отношения сигнал - помеха и разрешенности записи, канавка выполнена в форме желоба с радиусом кривизны 0,5-2,0 ширины заряда или в 5 форме клина с углом при его вершине 120-170°, ширина канавки равна ширине заряда, а отношение ширины заряда к его высоте составляет 2-5, причем высота слоя ВВ больше критической толщины применяемого ВВ,

2. Заряд по , отличающийся тем, что, с целью обеспечения использования в обводненных и заболоченных средах, заряд содерч жит защитную герметическую оболочку.

20

Использование: в сейсморазведке с помощью взрыва. Сущность изобретения: линейный заряд взрывчатого вещества выполняют с профилированной ,канавкой в форме желоба или клина с углом при его вершине 120-170°. При этом соотношение ширины заряда к его высоте составляет 2-5, ширина канавки равна ширине заряда, а радиус кривизны желоба равен 0,5-2,0 ширины заряда. 1 з.п. ф-лы.