Устройство для возбуждения сейсмических сигналов Советский патент 1977 года по МПК G01V1/02 

1

Изобретение относится к сейсморазведке и предназначено для возбуждения сейсмических сигналов за счет воздействий на поверхность грунта при взрыве газовых смесей или расширения сжатого невзрывчатого газа.

Известно устройство для возбуждения сейсмических сигналов, в котором взрьюная камера образуется донной сравнительно тонкой плитой, предназначенной для передачи воздействия взрыва в землю, тяжелой инертной массой, нижняя поверхность которой имеет коническую форму, и боковой стенкой, перемещающейся в вертикальном направлении и имеющей ограничители хода 1.

Однако давление при взрыве не зависит от формы нижней поверхности ударной массы и, следовательно, такая форма не приводит к уменьшению прогиба плиты без увели-гения ее массы и не позволяет повысить интенсивность возбуждаемого сигнала.

Кроме того, конструкция ограничителей хода ударного узла вызывает необходимость увеличения классы этого узла вследствие

высоких напряжений, возникающих при таком способе ограничения хода, что уменьщает интенсивность возбуждаемого сигнала и не обеспечивает регулировки продолжителности воздействия.

Известно также устройство, в котором используется сильфон в качестве соединения плиты, передающей грунту энергию взрыва, с инертной массой, что обеспечивает возможность перемещени этих соединяемых элементов один относительно другого при одновременной герметизации взрывного объема. Однако использование такого сильфона не может обеспечить существенного уменьшения веса активной массы и тем самым повысить интенсивность возбуждаемых сигналов. Кроме того, это устройство имеет ряд трудностей технического порядка, существенно увеличивающих стоимость изготовления а также снижающих надежность системы в связи с недостаточно высокой работоспособностью сильфона 2.

В качестве прототипа принято устройство для возбуждения сейсмических сигналов, содержащее инертную массу и ударный узел с основанием, соединенные друг с другом так, что образуют рабочий объем 3, Газовая взрывчатая смесь подается в объем между торцом инертной массы и основанием ударного узла. При взрыве смеси ударный узел воздействует на поверхность грунта, возбуждая сейсмические колебания, а инертная масса откатывается вверх. Недостаток известного устройства заключается в том, что масса ударного узла достаточно велика, так как каждый его элемент работает в условиях высоких динимаческих нагрузок, и снижение массы ударного узла ограничено прочностью элементов. Велика и масса основания ударного узла, поскольку его толщина задается из условия предотвращения таких прогибов, которые приведут к разрушению конструкции.

Как показано экспериментально, интенсивность возбуждаемых колебаний падает с увеличением выше некоторого предела массы, передающей грунту выделенную в источнике энергию.

Целью изобретения является повышение интенсивности возбуждаемых сейсмических сигналов.

Для этого предложенное устройство снабжено крышкой, размещенной в цеытрапь ной полости поршня, выполненной над рабочим объемом, с возможностью перемещения в указанной полостиj крышка связана с основанием ударного узла при помощи штока.

На чертеже изображено устройство для возбуждения сейсмических сигналов.

Оно состоит из инертной массы 1, направляющей рамы 2, гпушнтепя 3, выходного клапана 4, седла 5, пружины б, уплотн тельных колец 7 и ударного узла.

Ударный узел, состоит из основания S и штока 9э соединенного с крышкой 10 при помоши гайки 11. Инертная масса 1 телескопически соединена с ударным узлом таК;, что во взрывной камере образуется рабочи (взрывной) 12 и демпферный 13 объемы. В теле инертной Атассы 1 выполнено каналы 14 и 10 , 3 центральной части инертной массы 1 Hi-.деегся сквозная цнлиьдрическбШ полость, в которой размещается шток 9 ударного узла, соединяющий основ .ише 8 с крышкой 1О„ В нижней части-штока находятся каналы 16, соединяющие взрыв-ной объем 12с полостью под выхлопным клаланом 4. Нижний торец фланца выхлопного клапана 4 прижат при помощи пружины 6 к верхнему торцу седла 5, Седле 5 крепится при помощирезьбового соединения в нижней части тела глушителя 3.

Глушитель телескопически соединен со штоком 9 и кренится к направляющей рамке 2. Направляющая рамка жестко связана с поршнем 1.

Устройство работает следующим образом.

На пункте взрыва устройство устанавливается на грунт. Демпферный объем 13 заполняется воздухом (или инертным газом), который подается по каналу 15 до давления, обеспечивающего необходимое усилие поджатия днища 8 к поршню 1.

Газовая смесь подается по каналу 14 во взрывной объем 12. После заполнения взрывного объема по каналу 14 от газовой системы передается детонация от узла и шциировання во взрывной объем 12, При взрыве газовой смеси во взрывном объеме основание 8 перемещается вниз, обепечивая передачу импульса от давления взрыва в грунт и возбуждение сейсмического сигнала, а инертная масса 1 с направляющей рамой 2 и глушителем 3 перемещается вверх. При перемещении основания 8 его центральная часть под действием давления в демпферном объеме подвержена действио усилия, препятствующего его прогибу. Под действием давления взрыва газовой смеси выхлопной клапак 4 открывается, сжимая пружицу 6, и продукты взрыва через глушитель 3 сбрасываются в атмосферу.

Перемещение основания 8 вниз будет продолжаться до тех пор, пока усилие от давления воздуха, сжимаемого в демпферном объеме при одновременном перемещении крышки 10 вниз и поршня 1 вверх, не превысит усилия от давления на днн- ще 8 во взрывном объеме 12. Изменением расстояния от торца крышки 10 до торяа инерткой массы 1 в демпферном обеме при помощи гайки 11 (или установкой прокладок) можно регулировать продолжительность воздействия на rpyiaT, так как при этом изменяется время, в течение которого усилие от давления воздуха, сжимаемого в демпферном объеме, достигает величины; обеспечивающей отрыв устройства от грунта.

С этого момента осно зание 8 и связанные с ним составные части ударного узла подхватываются открывающимися частями устройства и перемещаются вместе с ними до тех пор, пока запасенная энер- 1ия отката не будет погашена. После этого под действием собственно1х веса устройство опускается на грунт. Цикл повторяется на одной точке столько раз, сколько это необходимо по методике ведения работ.