Импульсный источник сейсмических сигналов Советский патент 1992 года по МПК G01V1/145 

менее длины электромагнитной катушки 5 и снабжена скрепленной с ней насадкой 9 из немагнитного материала, выполненной с наружной цилиндрической поверхностью и с внутренней поверхностью, охватывающей коническую часть 8, при

этом длина насадки не менее длины конической части бойка. Кроме того, в середине верхнего торца шабота установлен вкладыш из пластического немагнитного материала, жестко скрепленный с шаботом. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Использование: возбуждение сейсмических сигналов при исследовании рудных месторождений. Сущность изобретения: Устройство содержит излучающую плиту 1, связанную с нижней частью шабота 2, выполненного в виде цилиндрического волновода, и электромеханический преобразователь 3, включающий цилиндрический корпус 4, в котором размещены по меньшей мере одна электромагнитная катушка 5 и ферромагнитный боек 6, установленный соосно в электромагнитной катушке 5 с возможностью осевогго возвратно-поступательного перемещения и соударения с верхней частью шабота 2, ферромагнитный боек 6 в верхней части выполнен коническим, обращенная острием вверх коническая часть 8 бойка 6 выполнена длиной не сл С sj VJ 00 4 Ю ю

Изобретение относится к геофизическим методам поисков и разведки месторождений полезных ископаемых и может быть использовано при разработке импульсных источников сейсмических сигналов с электромагнитным приводом.

Известен импульсный источник сейсмических сигналов, содержащий опорную плиту, корпус с размещенными в нем соосно двумя катушками индуктивности, заключенными в магнитопровод. Во внутренней полости катушек индуктивности расположены цилиндрический ферромагнитный боек с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с опорной плитой.

Известен источник сейсмических сигналов, содержащий рабочий цилиндр, амортизатор, шток с поршнем и бойком и механизм взведения штока, выполненный в виде линейно-асинхронного двигателя, при этом в статоре линейно-асинхронного двигателя выполнено сквозное отверстие, в котором размещен шток, являющийся ротором, рабочий цилиндр и амортизатор сообщены между собой посредством перепускной полости, причем шток снабжен винтовым пазом переменного сечения, которое увеличивается вдоль длины штока, а паз заполнен материалом с величиной удельного электрического сопротивления, меньшей, чем у материала штока.

Наиболее близким техническим решением является источник сейсмических сигналов, содержащий излучающую плиту, связанную с нижней частью шабота, выполненного в виде цилиндрического волновода,иэлектромеханический преобразователь, включающий цилиндрический корпус, в котором размещены, по меньшей мере, одна электромагнитная катушка и ферромагнитный боек, установленный соосно в электромагнитной катушке с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения и соударения с верхней частью шабота. Корпус электромеханического преобразователя прикреплен к спуско-подъемному механизму, установленному на транспортном средстве и осуществляющему прижим источника к грунту.

Недостатком этого сейсмоисточника является его низкая сейсмическая эффективность, обусловленная наличием реактивной помехи в момент подъема бойка, малой энергией удара из-за ограниченного рабочего хода бойка, сложностью конструкции из-за большого количества катушек, а также

наличием повторного удара и недостаточных волновых свойств шабота.

Целью изобретения является повышение сейсмической эффективности путем уменьшения реактивных помех при подьеме бойка, увеличения рабочего хода бойка и упрощение.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном источнике сейсмических сигналов, содержащем излучающую плиту, связанную с нижней частью шабота, выполненного в виде цилиндрического волновода, и электромеханический преобразователь, включающий цилиндрический корпус, в котором размещены, по меньшей

мере, одна электромагнитная катушка и ферромагнитный боек, установленный соосно в электромагнитной катушке с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения и соударения с верхней частью шабота, ферромагнитный боек в верхней части выполнен коническим, обращенная острием вверх коническая часть бойка выполнена длиной, не менее длины электромагнитной катушки и снабжена скрепленной с ней насадкой из немагнитного материала, выполненной с наружной цилиндрической поверхностью и с внутренней поверхностью, охватывающей коническую часть, при этом длина насадки не

менее длины конической части бойка, по центру верхнего торца шабота установлен вкладыш из пластичного немагнитного материала, жестко скрепленный с шаботом.

Общая энергия удара бойка о шабот складывается из запасенной потенциальной энергии бойка и кинематической энергии движения бойка, приобретаемой за счет электромагнитного прля нижней катушки (в

случае, когда в устройстве две электромагнитные катушки, то верхняя - для подъема бойка, а нижняя - для его ускорения).

Сейсмическая эффективность сейсмо- источника повышается, если с повышением энергии удара не искажается форма выходного сейсмического сигнала. Энергию удара бойка о шабот можно увеличить за счет увеличения скорости движения бойка, высоты подъема бойка и его массы.

Увеличение скорости движения бойка о шабот, обусловленной действием электромагнитных сил нижней катушки, ограничено мощностью автономного источника питания транспортного средства и его грузоподъемностью.

Известно, что в вертикально расположенной цилиндрической катушке с током и ферромагнитным бойком из однородно намагничивающегося материала равновесное положение бойка будет иметь место, если силы, действующие на боек со стороны полюсов, уравновесятся силой тяжести бойка. При этом незначительная часть бойка по инерции выходит за пределы верхнего полюса катушки. Если в этом равновесном положении одну из сторон бойка сделать конической с немагнитной насадкой, дополняющей форму бойка до цилиндрической и придающей ему необходимую массу, то переменно-неоднородный по магнитным свойст ва по оси в сторону полюса боек займет новое положение, переместившись вдоль оси до уравновешивания магнитных сил. При выполнении бойка коническим может быть существенно увеличена его высота подъема, что обеспечивает несимметрию полюсов катушки на значительно большем пути бойка по сравнению с цилиндрическим бойком.

Необходимая масса бойка может быть подобрана за счет пригрузов, установленных на насадке, связанной с бойком. Возможность оперативной смены веса пригрузов обеспечивает согласование источника с грунтом: с увеличением массы бойка спектр колебаний сейсмосигнала становится низкочастотным и наоборот.

При этом грунт под излучающей плитой должен быть предварительно напряжен частью веса транспортного средства, который через фланцы шабота приложен к излучающей плите. Если боек под действием элект- ромагнитной силы верхней катушки поднимается с рывком, то в грунт идет сигнал помехи, искажающий форму выходного импульса источника из-за колебания корпуса транспортного средства.

Высота отскока при ударе о шабот уменьшается, если по центру торцевой поверхности верхней части шабота установить

вкладыш из пластичного немагнитного материала, жестко скрепленный с шаботом.

На фиг. 1 показан сейсмоисточник в кабине транспортного средства; на фиг. 2 - 5 электромагнитный молот; на фиг. 3 - спуско- подъемное прижимное устройство.

Импульсный источник сейсмических сигналов содержит излучающую плиту 1, связанную с нижней частью шабота 2, вы- 10 полненного в виде цилиндрического волновода, и электромеханический преобразователь 3, включающий цилиндрический корпус 4, в котором размещены, по меньшей мере, одна электромагнитная ка5 тушка 5 и ферромагнитный боек 6, установленный соосно в электромагнитной катушке 5 с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения и соударения с верхней частью шабота 2.

0Ферромагнитный боек 6 имеет нижнюю

цилиндрическую 7 и верхнюю коническую 8 части, обращенная острием вверх коническая часть бойка 6 выполнена длиной, не менее длины электромагнитной катушки 5 и

5 снабжена скрепленной с ней насадкой 9 из немагнитного материала;выполненной с наружной цилиндрической поверхностью и с внутренней поверхностью, охватывающей коническую часть 8, при этом длина насадки

0 9 не к-енее длины конической части 8 бойка 6.

В середине верхнего торца шабота 2 установлен вкладыш 10 из пластичного немагнитного материала, жестко скреплен5 ный с шаботом 2.

Электромеханический преобразова- тепь 3 установлен в кузове транспортного средства 11 на специальной раме 12 спуско- подъемного механизма (фиг. 3). Коробка пе0 редач автомобиля 14 валом отбора мощности 14 механически связана с валом синхронного трехфазного генератора 15, выход которого через систему питания и управления 16 электрически связан с электро5 магнитными катушками 5 и 17 электромеханического преобразователя 3, Корпус 4 электромеханического преобразо- вателяЗ имеет направляющие 18,19 (фиг. 1), которые сочленены с направляющими паза0 ми 20, 21 спуско-подъемного механизма (фиг. 3). Корпус 4 имеет планку 22, в которой установлена гайка 23 червячной пары гайка 23 - винт 24, получающей вращение от двигателя 25 через редуктор 26 спуско-подъем5 ного механизма, чем осуществляется поджатие плиты 1 к грунту 27 частью веса транспортного средства 11.

Статическая сила поджатия плиты 1 к грунту 27 осуществлена частью веса транспортного средства 11, приложенной к шаровой опоре 28 шабота 2 через фланец 29 и резиновое кольцо 30. Последнее зафиксировано в корпусе 31 шабота 2 кольцевой гайкой 32 с наружной резьбой.

Резиновое кольцо 33 смягчает удары фланца 29 о корпус 31 шабота 2 при больших просадках грунта 27 из-за наличия в нем пустот в моменты ударов бойка 6 по шаботу 3.

Верхняя часть 8 бойка 6 снабжена сменными пригрузами 34, которые предназначены для согласования частотных свойств импульсного источника 3 с частотными свойствами грунта 27,

Удержание катушек 5 и 17 в корпусе 4 осуществлено кольцевыми гайками 35 и 36 с наружной резьбой, нарезанной также и в корпусе 4 электромеханического преобразователя 3.

Работа импульсного источника сейсмических сигналов происходит следующим образом.

В транспортном положении электромеханический преобразователь 3 поднят вверх так, что плита 1 оторвана от грунта 27 и не мешает передвижению транспортного средства 11 по профилю.

В рабочее положение электромеханический преобразователь 3 переводится после подачи вращения синхронному генератору 15 валом отбора мощности 14 от коробки передач 13 и выхода синхронного генератора 15 на номинальное напряжение.

Затем включается асинхронный двигатель 25, который через редуктор 26 вращает винт 24 с червячной резьбой.

Поскольку гайка 23 червячной пары гайка 23 - винт 24 закреплена неподвижно в планке 22, приваренной к корпусу 4, электромеханический преобразователь 3 опускается вниз до соприкосновения плиты 1 с грунтом 27 и отрыва задних колес транспортного средства 11 от грунта 27.

Затем двигатель 25 выключается и через систему питания и управление 16 включается верхняя катушка 5 электромеханического преобразователя 3. Боек б плавно поднимается вверх под действием электромагнитных сил этой катушки до тех пор, пока его конусная часть 8 не выйдет из этой катушки и не войдет в нее нижняя цилиндрическая часть 7 бойка 6. При этом ток в катушке 5 прекращается, боек некоторое время идет вверх по инерции и затем начинает падать вниз под действием силы тяжести и электромагнитных сил нижней катушки 17, которая включается также системой питания и управления 16. В момент удара бойка 6 по вкладышу 10 шабота 2 в грунт 27 передается острый импульс

силы, который формирует в грунте 27 сейсмический сигнал.

После удара бойка 6 по вкладышу 10 из пластичного немагнитного материала амплитуда импульса силы увеличивается, а повторный удар бойка вследствие уменьшения высоты отскока бойка 6 при включенной катушке 17 сводится до минимума и практически не влияет на форму выходного сигнала импульсного сейсмоисточника.

Плавность хода бойка 6 также практически сводит к минимуму реактивные помехи

в сейсмосигнале в момент подъема бойка,

чем увеличивается сейсмическая эффективность сейсмоисточника. Выполнение бойка 6 состоящим из двух частей - конической 8 и цилиндрической 7, причем длина конической части 8 не меньше длины верхней катушки, позволило увеличить ход бойка 6, а при наличии сменного пригруза 34 - и массу бойка, что совместно повлияло на величину энергии удара и, соответственно, на увеличение сейсмической эффективности импульсного источника сейсмических сигналов в целом.

Формула изобретения 1. Импульсный источник сейсмических

сигналов, содержащий излучающую плиту, связанную с нижней частью шабота, выполненного в виде цилиндрического волновода, и электромеханический преобразователь, включающий цилиндрический корпус, в котором размещены по крайней мере одна электромагнитная катушка и ферромагнитный боек, установленный соосно в электромагнитной катушке с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения и

соударения с верхней частью шабота, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности путем уменьшения реактивных помех при подъеме бойка, увеличения рабочего хода

бойка и упрощения, ферромагнитный боек в верхней части выполнен коническим, обращенная острием вверх коническая часть бойка выполнена длиной, не менее длины электромагнитной катушки, и снабжена

скрепленной с ней насадкой из немагнитного материала, выполненной с наружной цилиндрической поверхностью и с внутренней поверхностью, охватывающей коническую часть, при этом длина насадки не менее

длины конической части бойка.

свойств шабота, по центру верхнего торца шабота установлен вкладыш из пластичного

немагнитного материала, жестко скрепленный с шаботом. 1

фс/г.З