Устройство для возбуждения сейсмических колебаний Советский патент 1993 года по МПК G01V1/13 

/// v fyr ///; /// jyvsZY /W///7VW

5 г i

Фие.1

А

Изобретение относится к техническим средствам для возбуждения поперечных волн и может найти применение при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых методами многоволновой сейсморазведки, а также при проведении вертикального сейсмического профилирования (В СП).

Цель изобретения - повышения эффективности возбуждения поперечных волн.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство,поперечный разрез; на фиг. 2 - вид А-А на фиг. 1.

Устройство для возбуждения сейсмических колебаний состоит из: несущей плат- Формы 1, на нижнем основании которой размещены клиновидные плоские грунтоза- цепы 2, взрывных камер 3, образованных концентраторами 4, выполненными из вязкой и высоколегированной стали, цилиндрической гильзы 5, охватывающей и жестко соединенной с концентраторами 4 по их боковой поверхности и несущей платформой 1, крышек 6 закрывающих торцы гильзы 5, зарядов ВВ 7, пробок 8, связывающих торцы концентраторов 4 и препятствующих прямому воздействию продуктов детонации (ПД) заряд. ВВ 7 по крышкам 6 гильзы 5, демпфера 9, состоящего изтяжелой механически жесткой пластины, шарнира 10 содержащего проушины 11, охватывающие подшипники скольжения 12, удерживающие демпфер 9 в вертикальном положении, разделяющего внутренний объем гильзы 5 на две равные части, отверстий 13 для выпуска ПД в атмосферу, расположенных симметрично относительно шарнира 10, отверстий-каналов 14, в пробках 8, выполненных по оси взрывных камер 3, для размещения зарядов В В 7, конусных насадок 15, расположенных на торцах концентраторов 4 взаимно противоположно отверстиям- каналам 14, отверстий 16 в крышке 6 гильзы 5, размещенных симметрично относительно продольной оси гильзы 5 соосно отверстиям-каналам 14 и насадкам 15, предназначенных для доставки зарядов ВВ 7 во взрывные камеры 3.

Устройство для возбуждения сейсмических колебаний работает следующим образом,

Для приведения устройства в рабочее положение на пункте взрыва (ПВ) производятся подготовительные операции, состоящие из ориентации несущей платформы 1 и гильзы 5 перпендикулярно либо параллельно направлению профиля наблюдений и со- единению ее с грунтом при помощи грунтозацепов 2. Эти операции производят при помощи гидроцилиндров транспортного средства (на фиг, 1 и 2 не показаны). Заряд В В7 вводят в одну из взрывных камер 3, например левую, через отверстие 16 крышки 6 гильзы 5 и, проталкивая сквозь

канал 14 в пробке 8 до упора в конусную насадку 15, устанавливают вдоль оси взрывной камеры 3. После этого устройство подготовлено к возбуждению поперечных волн. При подрыве заряда ВВ 7 продукты детонации, переносящие механическую энергию взрыва, разлетаются во все стороны во взрывной камере 3 и первую очередь достигают поверхности концентратора 4, где, в результате отражения, механически воздействуют через негона гильзу 5 жестко связанную с ней несущую платформу 1. При этом гильза 5 вместе с платформой 1 приобретают импульс горизонтального перемещения, который через грунтозацепы 2 передает в

грунт.

Вместе с тем ПД заряда ВВ 7 движутся с той же скоростью в противоположном направлении и через некоторый малый промежуток времени попадают на демпфер 9.

Взаимодействуя с пластиной демпфера 9, ПД отклоняют ее из положения равновесия. При этом демпфер 9 выполняет роль физического маятника, поглощая часть кинетической энергии ПД заряда ВВ 7. Отклоняясь

от положения равновесия, демпфер 9 увеличивает зазор между днищем гильзы 5 и механически жесткой пластиной 9, куда устремляются ПД заряда ВВ 7. Время, в течение которого этот зазор открыт составляет половину периода колебаний демпфера 9, подвешенного на проушинах 11 за подшипники скольжения 12 шарнира 10.

За этот промежуток времени ПД заряда ВВ 7 заполнят вторую половину гильзы 5.

Давление в объеме всей гильзы 5 становится одинаковым. Пластина демпфера 9 возвращается в исходное вертикальное состояние, а горизонтальное воздействие ПД направленное в одну сторону (левую)

исчезает. Горизонтальное движение гильзы 5 и вместе с ней несущей платформы 1 прекращается, а в окружающую среду излучается поперечная волна.

Излишнее давление ПД заряда ВВ 7 в

объеме гильзы 5 стравливается в атмосферу через отверстия 13, расположенные в верхней части гильзы 5 симметрично относительно шарнира 10.

Для предотвращения прямого удара высокоэнергетических ПД заряда 7 по крышкам 6 гильзы 5 служат пробки 8, которые заставляют газы высокого давления обтекать пробки 8 концентратора 4 по криволинейным траекториям, захватывая при этом

в два раза больший объем, Это приводит к

резкому падению давления и снижению ударных нагрузок на крышки 6 гильзы 5.

Вместе с этим ПЛ заряда 7 осуществляют прямое воздействие на стенки днища гильзы 5, что создает условия для непосред- ственного вертикального удара несущей платформы 1 по поверхности грунта, генерируя в окружающей породе продольные волны, которые являются волнами помехи. По этой причине становятся важным обес- печить возможность селекции поперечных волн по признаку фазовой инверсии.

Это достигается за счет взрыва заряда В В 7, по весу равного предыдущему, во второй взрывной камере 3, расположенной прямо противоположно первой (на фиг. 1 правой).

В этом случае физическая картина взаимодействия ПД заряда 7 с демпфером 9 останется прежней с той же разницей, что разлет ПД будет происходить в противоположном направлении, а горизонтальная сила, инициированная взаимодействием ПЛ с ближайшим к правому заряду 7 концентратором 4, и приложенная к грунту через не- сущую платформу 1 и гильзу 5, генерирует в породе поперечную волну идентичную по частоте и амплитуде первой, но с фазовым сдвигом на 180°.

Предлагаемое устройство повышает эф- фективность возбуждения поперечных волн

за счет сокращения операций по бурению скважин и рыхлению земли, локализует продукты детонации зарядов ВВ в ограниченном объеме, обеспечивая подавление звуковой волны, одновременно с этим взрыв производится вне почвы, что снижает вредное воздействие его на окружающую среду.

Формула изобретения Устройство для возбуждения сейсмических колебаний, включающее демпфер, пробки, цилиндрическую взрывную камеру с продольными отверстиями, с наружной стороны которой расположен концентратор заданной толщины, выполненный в виде двух софокусных поверхностей, а также заряда взрывчатого вещества, распределенные по длине взрывных камер вдоль фокальной плоскости, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности возбуждения поперечных волн, устройство дополнительно снабжено платформой с грунтозацепами, гильзой, а также вторыми концентратором и взрывной камерой, расположенными внутри гильзы симметрично относительно первой камеры и первого концентратора, при этом демпфер шарнирно закреплен в верхней части гильзы симметрично относительно взрывных камер и выполнен в виде механически жесткой пластины.

Использование: в сейсморазведке при возбуждении поперечных волн. Сущность изобретения: внутри гильзы 5, установленной на платформе с грунтозацепами 2, симметрично установлены две взрывные камеры 3. С их внешней стороны расположены концентраторы 4. В фокальной линии концентраторов в камере 3 расположены распределенные заряды взрывчатого вещества 6. К верхней части гильзы 5 на шарнире 10 закреплен демпфер 7. 2 ил. 13 Ю Ё

Редактор О. Стенина

Составитель В, Куликов Техред М.Моргентал

Фьг II

Корректор И. Муска