СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН В СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКЕ Советский патент 1967 года по МПК G01V1/13 

Известные способы возбуждения поперечных волн в сейсмической разведке путем взрыва зарядов не позволяют создать направленное воздействие на среду.

Предложенный способ отличается тем, что взрывом образуют зону разрушения с одной стороны от нункта последуюш,его взрыва и производят сложение ударных волн таким образом, что в заданном направлении следующий взрыв запаздывает относительно фазы наибольшего сжатия волны, возбужденной предыдущим взрывом, настолько, что фронты соответствующих волн сливаются до их прибытия в последующий пункт возбуждения. Это позволяет создать направленное воздействие па среду, при котором возбуждаются достаточно интенсивные поперечные волны, путем трансформации ударных волн взрывов, грунпнруемых в пространстве и во времени, в результате которой образуется асимметрия условий, необходимая для возбуждения поперечных волн.

Па чертеже представлена схема расположепия пунктов взрывов.

Пункты 1, 2 и 3 группируемых взрывов размещают на прямолинейном илп криволинейном отрезке и взрывы производятся последовательно через определенные промежутки времени. Линия, соединяющая пункты взрыва, направлена в сторону смещения частиц среды в источнике. В этом направлении моменты взрывов с некоторым запаздыванием следуют за фронтом суммарной ударной волны, на которую накладываются новые ударные волны при прохождении ею очередных пунктов возбуждения. Таким образом, в указанном направлении наблюдается наиболее интенсивное воздействие группового взрыва на среду. При достаточной направленности воздейстВИЯ в плоскости прямой линии взрывов возбудятся поперечные волны типа SV, а в плоскости, перпендикулярной линии взрывов - поперечные волны типа SH. Если линия взрывов перпендикулярна радиусу, соединяющему

ее с центром вращения, или представляет собой окружность или спираль, то могут возбудиться поперечные волны вращения. Во всех случаях линия взрывов должна находнться в плоскости, перпендикулярной лучу поперечной

волны, для создания тангенциальных упругих наирян ений п деформаций.

Устойчивость направленности воздействия на среду определяется следующими параметрами: расстоянием А/ между соседними пунктами взрывов; промежутками времени Дг между соседними взрывами; весом д отдельных зарядов; числом я взрывов в группе; глубиной h взрывов. Эти параметры могут быть постоянными на

ловиях возбуждения поперечных волн. Критерием для оценки эффективности служит отчетливое выделение и поворот фазы поперечной волны на 180° при изменении направления воздействия на противоположное. Если этого не происходит, то необходимо уточнить указанные параметры.

Расстояние А/ должно быть меньше радиуса зоны необратимых деформаций, но больше радиуса зоны разрушения, а также превышать величину (Д/), где Д - скорость распространения фронта ударной волны, б (А/) - предельная погрешность в определении промежутка времени между соседними взрывами. Величину А/ определяют экспериментально для разноса веса заряда, но она долл{на быть одинакова для всех интервалов между взрывами.

Промежуток времени А/ определяют также экспериментально для установленного значения А/. Оптимальное значение этой величины рассчитывают по формуле

A/-.f+ 3/.

где 8t - Бремя запаздывания последуюшего взрыва относительно переднего фронта волны, возбужденной предыдущими взрывами.

Для целесообразной трансформации волны в заданном направлении по линии взрывов необходимо и достаточно, чтобы

5t -i-/5(At),

где dt -время запаздывания фазы наибольшего сжатия относительно переднего фронта волны, б(АО - предельная погрешность А, dtl - запаздывание последующего взрыва относительно фронта предыдущей волны, при котором фронты волн не сольются до прохождения ими пункта последующего взрыва.

При переходе от одного пункта возбуждения к другому промежуток времени, в пределах которого должен укладываться момент последующего взрыва, возрастает, и его середина, которую целесообразно выбирать для момента последующего взрыва, смещается в сторону большего времени. Поэтому рекомендуется увеличивать At при переходе от одного интервала между взрывами к другому.

Вес q отдельного заряда в группе зависит от суммарного веса, числа группируемых зарядов и от величины А/. Суммарный вес группируемых зарядов определяют, исходя из условий возбуждения, распространения и приема сейсмических волн, так чтобы получить наиболее отчетливую запись полезных колебаний. Вес отдельного заряда определяют, поделив суммарный вес на число группируемых зарядов.

больше всего от эффекта направленности воздействия на среду.

Вместе с тем необходимо подбирать такое количество зарядов в груипе, при котором соблюдается неравенство

д,

где до - вес заряда, при взрыве которого А/

равно радизсу зоны необратимых деформаций, заряда, при взрыве которого А/ равно радиусу зоны разрушений.

Глубина h взрывов зависит от литологических условий возбуждения, наложения волн,

отраженных от земной поверхности и других границ раздела, залегающих выше взрыва, и от спектра поперечных волн.

В результате серии взрывов в одном направлении произойдет накопление давления и

скорости распространения ударной волны. Если предположить, что в каждом пункте добавится одинаковое избыточное давление на фронте волны, равное Ар, и в каждом интервале между соседними взрывами произойдет

одинаковое падение давления б(Ар) вследствие затухания волн, то после п-го взрыва получим

Ар„ пАр - (п- 1) б (Ар).

Падение давления б (Ар) на расстоянии А/ должно быть меньше избыточного давления Ар. Поэтому произойдет накопление давления, и после п-го взрыва величина Ард в заданном направлении будет значительно больше

Ар. В других направлениях, значительно отличающихся от заданного, должно быть Арл Ар в связи с тем, что в этих направлениях импульсы, возбужденные разными взрывами, будут распространяться раздельно один

от другого и затухать при удалении от источника. Соответственно скорость распространепия фронта ударной волпы и скорость смещения частиц среды за этим фронтом, зависящие от величины избыточного давления, увеличатся в заданном направлении и уменьшатся в других направлениях.

Таким образом, фронт суммарной волны будет вытянут вдоль линии взрывов в одном направлении, а величины давления, скорости

смещения частиц среды и скорости распространения фронта волны будут максимальны.

Вследствие асимметрии источника поперечные волны отчетливо выделяются и происходит поворот фазы поперечной волны на 180°

при изменении направления воздействия на противоположное. Это свидетельствует об эффективности направленного воздействия на среду. Момент воздействия определяется всегда по моменту последнего взрыва.

Предмет изобретения

Дания направленного воздействия на среду, образуют взрывом зону разрушения с одной стороны от пункта последующего взрыва и производят сложение ударных волп таким образом, что в заданном направлеиии следующий взрыв запаздывает относительно фазы наибольшего сжатия волны, возбужденной предыдущим взрывом, настолько, что фронты соответствующих волн сливаются до их прибытия в последующий пункт возбуждения.