УСТРОЙСТВО для ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН Советский патент 1967 года по МПК G01V1/04 

Известно устройство для возбуждения сейсмических волн, состоящее из возбудителя и плиты. Возбудителем служит карбюраторный двигатель. В этом устройстве используется один акт работы карбюраторной машины - выбрасывание тяжелого поршня вверх, что снижает производительность. Предложенное устройство отличается тем, что в нем в качестве возбудителя применен свайный дизель-молот с автоматическим ловильно-спусковым устройством.

Это позволяет повысить производительность сейсморазведочных работ.

На чертеже изображена схема устройства с исиользованием стандартного штангового дизель-молота.

Основной рабочей частью устройства является применяюш;ийся в строительстве свайный дизель-.молот. Чтобы стало ясно отличие в работе генератора сейсмической волны от работы дизель-молота в режиме забивания свай, вначале приводится описание устройства и работы дизель-молота применительно к строительству.

Свайный наголовник J . для установки дизель-молота на забиваемой свае соединен сферическим шарниром с основанием 2, которое служит одиовременно топливным баком и местом крепления поршня 3 с форсункой 4 и топливного насоса 5 со штоком 6. В основании 2 закреплены также нижние концы штанг 7, скрепленных в верхней части обоймой 8. На штанги надета ударная часть 9, являюпдаяся одновременно дизельным цилиндром.

На ударной части укреплены толкатель 10, приводяш,ий в действие через шток 6 топливный насос 5, и палец 11 для захвата и подъема ударной части. Кроме того, на штанги 7 надета каретка 12 с укрепленным на ней крюком 13, который при помощи шлицевой оси 14 соединен с рычагом 15. Последний подпирается пружиной 16, укрепленной вторым концом на каретке 12.

Трое 17 (который в обычном для дизельмолота режиме екреплен непоередственно с кареткой 12) служит для подъема каретки с ударной частью и для установки дизель-молота на свае.

Обычный режим работы описываемого выше дизель-молота заключается в следующем. Дизель-молот, поддерживаемый спецнальпым копром, устанавливается наголовником / на верх сваи. Каретка 12 опускается на тросе 17, скользя но штангам 7, пока крюк 13 не войдет в зацепление с пальцем 11. Затем каретка вместе с прицепленной к ней при помощи крюка 13 и пальца 11 ударной частью 9 поднимается по штангам 7 до их верха.

После этого вручную поворачивают рычаг 15. Поворот передается через ось 14 на крюк 13, и освобожденная удар.ная часть 9 падает, скользя по штангам 7. В конце падения цилиндр ударной части надевается на поршень 3, в результате чего образуется закрытая полость, в которой резко нарастает давление (адиабатическое сжатие). Нарастаюш,ее давление через головку поршня 3, основание 2 и свайный наголовник / нередается на сваю.

В ходе адиабатического сжатия воздух внутри полости нагревается; одновременно толкатель 10 на -шток 6 топливного насоса 5, и в закрытую полость через форсунку 4 нроникает в распылённом состоянии дизельное топливо.

Соприкоснувшись с нагретым воздухом, топливо быстро сгорает (аналогия взрыва), в полости резко повышается давление, которое также в виде удара, сложенного с первым, передается на сваю, и ударная часть 9 под действием этого давления выбрасывается вверх.

В обычном режиме дизель-молота ударная часть 9 не долетает до каретки 12. Она под действием силы тяжести останавливается па некоторой высоте, а затем снова падает.

Пикл повторяется с периодом 0,8-1 сек, так как вся система находится в режиме автоколебаний. Для остановки дизель-молота выключают подачу горючего, и ударная часть останавливается в нижнем положении.

Для сейсмической разведки, необходимо, во-первых, создать импульс строго синхронно по команде от станции, а во-вторых - после одного удара должно быть затишье в течение сек, во время которого аппаратура регистрирует отраженные волны.

Чтобы создать сейсмический режим работы дизель-молота, его необходимо дополнить специальным автоматическим ловильно-спуско вым устройством.

На каретке 12 цри помош,и горизонтальной оси 18 укреплено коромысло 19. В отверстие в коромысле свободно вставлен шток 20 со шляпкой 21. На шток надета сбрасывающая пружина 22. Сверху в шток вставлен шплинт 23, не позволяющий ему выпасть из отверстия. На площадке 24 при помощи оси 25 укреплена защелка 26. Верхний конец защелки подпирается пружиной 27. Второй конец пружины закреплен на площадке 24 при помощи упора 28. На той же площадке укреплен электромагнит 29 с якорем 30.

Провод 31 соединяет электромагнит с приемником-усилителем 32 сигнала, снабженным антенной 33.

На верхних концах штанг 7 укреплены амортизаторы 34, соединенные с жесткой балкой 35, на которой находится замок 36, удерживающий стержень 37. Нижний конец последнего скреплен с кареткой 12, верхний - f тросом 17.

Подготовка устройства к работе.

Устройство устанавливают плитой 38 на .грунт. Открыв замок 36, освобождают стержень 37 и при помощи троса 17 опускают каретку 12. При этом коромысло 19 зацеплено с защелкой 26. По мере опускания каретки шлянка 21 штока 20 упирается в ударную часть 9, шток свободно скользит в отверстие коромысла 19, а пружина 22, упираясь в коромысло, сжимается под тяжестью каретки 12.

Крюк 13 упирается скошенной частью в налец 11, поворачивается, преодолевая через ось 14 и рычаг 15 сопротивление пружины 16, и входит в зацепление с пальцем 11. После этого каретку 12 вместе с ударной частью поднимают при помощн троса 17 до тех пор, пока стержень 37 захватится замком 36. Далее натяжение троса слабеет, и вес всей системы распределяется через стержень 37, замок 36 и балку 35 на амортизаторах 34. В таком положении устройство готово к работе.

Работа устройства.

В определенный момент от сейсмостанции на антенну 33 поступает командный сигнал, который усиливается приемником-усилителем 32 и в виде электрического импульса поступает по проводу 31 на электромагнит 29. Якорь 30, отрабатывая сигнал, ударяет в нижний конец защелки 26, которая, преодолевая сопротивление пружины 27, выходит из зацепления с коромыслом 19. В это время пружина 22 сжата между ударной частью 9 и коромыслом 19. Выпрямляясь, пружина резко поворачивает коромысло 19 вокруг оси 18, и конец коромысла ударяет по концу рычага 15. Энергия удара сжимает пружину 16 и, повер нув крюк 13 через ось 14, освобождает удар ную часть 9.

Под действием силы тяжести ударная часть падает, скользя по штангам 7. Вместе с ударной частью движется вниз шток 20, пока шплинт 23 не коснется коромысла 19. Далее коромысло под действием веса штока 20 и пружины 22 опрокидывается и входит в зацепление с защелкой 26. Крюк 13 с рычагом 15 возвращается в исходное положение под действием пружины 16.

Ударная часть падает, как описано выще, на основание, и на грунт через наголовник / и плиту 38 передается сейсмический импульс, представляющий собой сумму удара падающего груза и импульса взрыва горючего. После этого ударная часть летит вверх. Горючее подают такими дозами, что она достигает каретки 12. При движении ударной части вверх пружина 22 сжимается, а крюк 13 входит в зацепление с пальцем 11. Лишняя энергия движения ударной части вверх передается через каретку 12, стержень 37, замок 36 и балку 35 на амортизаторы 34 и поглощается ими, носле чего устройство готово к производству следующего импульса по команде от ста1щии.

Полный цикл от момента подачи сигнала до возвращения устройства в исходное положение составляет 1,5-2,5 сек. Таким образом, сейсмические импульсы по комапде от станции можно повторять с периодом 3 сек и более. Благодаря большой энергии, накапливаемой в пружине 22, и .постоянству высоты между подвешенной ударной частью и основанием дизель-молота (отклонение по высоте не превышает 3 мм) команды сейсмостанции могут отрабатываться строго синхронно (максимальное отклонение +0,0015 сек) и устройство может использоваться вместе с аппаратурой для накапливания сигналов.

Предмет изобретения

Устройство для возбуждения сейсмических волн, состоящее из возбудителя и плиты, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности сейсморазведочных работ, в в нем в качестве возбудителя использован свайный дизель-молот с автоматическим ловильно-спусковым устройством.

/////////////////////////т/у/

Яч

3if