Источник сейсмических волн Советский патент 1993 года по МПК G01V1/147 

Предлагаемое устройство относится к области сейсморазведки и предназначено для возбуждения сейсмических волн с использованием энергии падающего груза.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эффективности сейс- моисточника.

Постоянная цель достигается тем, что в штоке выполнен канал, а в инерционной массе - полость, заполненная жидкостью и содержащая однощелевой клапан, рабочая полость соединена с полостью инерционной массы с одной стороны через обратный клапан и гидронасос, а с другой - через канал в штоке и однощелевой клапан.

На чертеже приведена конструкция предлагаемого устройства Источник состоит из инерционной массы 1, закрепленной на штоке 2 гидроцилиндра 3. В полости14 массы 1 расположен однощелевой клапан 5 с приводом 6. Полость 4 заполнена жидкостью и сообщена с атмосферой. Между уплотнением 7 штока 2 и днищем гидроцилиндра 3 расположена рабочая полость 8,заполненная жидкостью Полость 8 соединена с полостью 4 с одной стороны через обратный клапан 9, маслопроводы 10 и гидронасос 11, а с другой - через канал 12 в штоке 2 и однощелевой клапан 5. Гидроцилиндр 3 закреплен К излучающей плите 13, установленной на поверхности грунта. В исходном положении масса 1 опирается на ограничитель 14

Работает сейсмоисточник следующим образом. Для создания серии силовых воздействий на грунт предварительно, с помощью гидронасоса 11, вращаемого, например, от вала отбора мощности транспортного средства сейсмоисточникэ, нагне- тают жидкость из полости 4 через маслопроводы 10 и клапан 9 в рабочую полость 8. Под действием давления, создаваемого насосом 11 в полости 8, шток 2 с инерционной массой 1 поднимается вверх на расстояние h. После этого насос 11 останавливают. При этом клапан 9 закрывается, а масса 1 остается в поднятом вверх состоянии. Для возбуждения в грунте сейсмических иолн от системы управления (на чертеже система управления не показана) подают команду на срабатывание привода 6 клапана 5 Клапан 5 открывается и жидкость из полости 8 под действием избыточною давления обусловленного весом массы 1, перетекает в полость 4 через отверстие открытого клапана 5 При этом масса 1 падает пниз запасая кинетическую энергию WK 2 где m масса 1 V скорость массы 1 к моменту закрытия клапана 5 Геометрические размеры канала 12 и отверстия клапана 5 выбирают тикими чтобы после открытия клапана 5 масса 1 перемещалась вниз в режиме свободного падения или близком к нему Тогда будет

Am V2

соблюдаться равенство лнрргии -я-

-inghi где g земное ускорение, hi пере- мещение массы 1 при единичном срабатывании сейсмоисточника Как только масса 1 запасет необходимую для возбуждения сейсмических волн энергию клапан 5 закрыеагп V2.

ют и энергия -я-mghi через жидкость

в полости 8 и плиту 13 передается в грунт

Для повторною возбуждения сейсмических волн вновь открывают клапан 5 и описанные выше процессы повторяются

Таким образом при каждом возбуждении сейсмических волн масса 1 опускается вниз на расстояние hi После серии силовых воздействий инерционная масса 1 опустится вниз на расстояние h - nhi где п - число силовых воздействий о серии, и займет исходное положение

Для возбуждения следующей серии силовых воздействии сеисмоисточником на грунт, т е. для возбуждения новой серии сейсмических волн приводят во вращение гидронасос 11 и нагнетаю, жидкость из полости 4 в рабочую полость 8, поднимая тем самым массу 1 вверх на рассюяние h nhi После чего насос 11 останавливают, клапан 9 закрывается и источник готов к новой серии силовых воздействии

При каждом возбуждении сейсмических волн сейсмоисточники работающие в таком режиме, как и предлагаемый излучают энергию с виде энергии сейсмических во/In о пределах Wc 60 Дж В этом пределе излучает энергию и серийно выпускаемый отечественной промышленностью сейсмо- источник ИКИ-Ю/40, имеющий вес инерционной массы 3000 кг Чтобы предлагаемый сейсмоисточник при весе массы 3000 кг излучал энергию Wr - 60 Дж. необходимо.

чтобы при каждом силовом воздействии масса 1 опускалась вниз на расстояние

, Wc 60

1 m g 3000 9.8

м При серии

из п - 200 силовых воздействий инерционную массу необходимо поднимав вверх на расстояние h - nhi 200 2 10 3 400 мм Время, в течение которого масса 1 при каждом воздействии будет опускаться вниз на расстояние 1ц - 2 м,

эавно ti

2hi/g

.., будет рс- -2 1 10 79,8 -20 10 3 с. Учиты

вая, что суммарное время открытия и закрытия однощелеоого клапана 5 будет составлять примерно tK 10 10 с получим, что предельная частота работы предлагаемого источника будет а пределах

ПР 33 Гц.

(20 + 10 ) 10

Т.к -I U

-Т

5

0

5

0

5

0

5

Предлагаемое /стройство не имеет аккумулятора низкого давления, что упрощает конструкцию сейсмоисточника Действительно, устройство аккумулятора давления по прототипу сложнее чем полость 4 в предлагаемом устройстве Причем аккумулятор давления должен содержать элементы контроля и создания избыточного давления, чего не требуется в предлагаемом устройстве.,

С другой стороны предлагаемое устройство имеет большую сейсмическую эффективность чем устройство по прототипу. Объясняется .это тем, что в устройстве по прототипу при открытии однощелевого клапана не обеспечивается режим свободного падения инерционной массы, т.к при этом жидкость перетекает из рабочей полости (под штоком) в резервуар (аккумулятор) с избыточным давлением Это избыточное давление увеличивает гидродинамическое сопротивление перетоку жидкости, что и снижает скорость падения инерционной массы и эффективность передачи энергии от инерционной массы в грунт

В предлагаемом устройстве при открытии однощелевого клапана жидкость из рабочей полости перетекает в полость, сообщенную с атмосферой, а потому имеющую более низкое гидродинамическое сопротивление перетоку жидкости. Это обеспечивает при открытии однощелевого клапана режим свободного падения инерционной массы, характеризующейся большей скоростью ее перемещения и большей запасаемой энергией. Поэтому при одинаковой высоте падения инерционной массы эффективность предлагаемого устройства будет выше, чем устройства по прототипу.

Формула изобретения Источник сейсмических волн, содержащий возбудитель колебаний, состоящий из гидроцилиндра со штоком, один из которых соединен с инерционной массой, а другой -- с излучающей плитой, однощелевой клапан и рабочую полость между штоком и цилиндром, отличающийся тем, что, с целью

упрощения конструкции и повышения эффективности, в штоке выполнен канал, а в инерционной массе полость, заполненная жидкостью и содержащая однощелевой клапан, рабочая полость соединена с полостью инерционной массы с одной стороны через обратный клапан и гидронасос, а с другой - через канал в штоке и однощелевой клапан.

Использование сейсморазведка, возбуждение сейсмических волн с помощью энергии падающего груза Сущность изобретения, в штЬке выполнен канал, а в инерционной массе полость, заполненная жидкостью. Полость содержит однощеле- вой клапан Рабочая полость между штоком и цилиндром соединена с полостью инерционной массы с одной стороны через обратный клапан и гидронасос а с другой через канал в штоке и однощелевой клапан 1 ил

4

5

Редактор

Составитель А. Седов Техред М.Моргентал

« ж

Корректор М. Шароши