Устройство для возбуждения сейсмических волн Советский патент 1977 года по МПК G01V1/14 

Изобретение относится к области геофизики, предназначено для использования в сейсмической разведке для возбул дения сейсмических сигналов ударами свободно падающего груза по поверхности земли.

В сейсморазведке известны устройства -1- 3 для. возбуждения сейсмических сигналов энергией падающего груза. Расширение области применения устройств для возбуждения сейсмических сигналов падающим грузом ограничивается сложностью синхронизации их работы с запуском регистрирующей аппаратуры при многократных воздействиях.

В одном из известных устройств 1 для решения этой задачи введено приспособление, позволяющее запускать регистратор в момент удара груза о грунт. Однако такое решение приемлемо при работе только одной установки и требует применения специальной регистрирующей аппаратуры.

Другим решением является удар по подставке, которая совместно с местом подвеса груза в верхнем полож;нии составляет единую жесткую конструкцию 2. В этом случае достигается строгое постоянство высоты сбрасывания как у одной, так и у нескольких установок. Однако эта конструкция потребовала усложнения системы подъема груза после удара (например, применения движущегося электромагнита), увеличила вес и резко снизила мобильность установок за счет увеличения времени на монтаж-демонтаж, так как необходимо перед каждой серией ударов устанавливать раму, прижимать ее к грунту и носле серии воздействий извлекать подставку из грунта и переводить конструкцию в транспортное положение. Эти обстоятельства, а также возникновение паразитных колебаний плиты после удара, мешающих выделению полезных сигналов, явились, но-видимому, причиной того, что эти установки не получили широкого распространения, хотя они и решали проблему постоянства высот подъема и ее равенства у нескольких штук, что обеспечивало их синхронную работу.

В качестве прототипа принято устройство для возбуждения сейсмических волн падающим грузом ,3, смонтированное на транспортном средстве и содержащее лебедочный

механизм подъема-сбрасывания с электромагнитными муфтами, соединенный с грузом тросо.м, и обеспечивающий автоматический, при помощи электромагнитных муфт, подъем, удержание на определенной высоте и сбрасывание груза.

Сброс осуществляется по команде с сейсмостанции. После падения груза тормозная муфта останавливает лебедку. Управление муфтами автоматизировано, что позволяет производить удары заданное число раз с примерно

одинаковыми промежутками времени между ударами. Для коррекции разницы во временах вступления воли, возникаюп ей за счет непостоянства высоты сбрасывания и разного времеии падения, в регистраторе станции предусмотрено специальное корректирующее устройство. В прототипе помимо непостоянства высоты сбрасывания груза, имеют место также различия во времени падения груза, поскольку падение груза не является свободпым. Это обусловлено тем, что, из-за ограничения по крутящему моменту, электромагнитные муфты расположены в редукторе, и груз, падая, дополнительно вращает систему шкивов и шестерен передачи и преодолевает трение дисков муфты ( у установок с гидроприводом, груз, падая, вдвигает поршень гидродомкрата в цилиндр, и в зависимости от вязкости масла, меняющейся от температуры, и трения норшия о стенки цилиндра время падения также может заметно изменяться).

Таким образом, в известных устройствах не обеспечивается постоянство высоты подъема груза и его свободное падение, а следовательно исключается их применение в режиме.синхронпого накопления без специальных регистрирующих устройств, корректирующих разброс времени ударов, и синхронная работа нескольких установок на профиле.

Целью изобретения является обеспечение синхронного накопления сейсмических сигналов при многократных ударах груза по грунту за счет выдерживания постоянной высоты подъема груза над уровнем грунта и его свободного падения.

Цель достигается тем, что в известном устройстве возбуждения сейсмических волн падающим грузом трос, прикрепленный к грузу, пропущен через шкив, закрепленный на перемещающейся опоре, взаимодействующей с фиксатором заданной длины троса, а лебедка лебедочного механизма снабжена дополнительным приводом, и к ней непосредственно присоединены электромагнитные муфты.

На фиг. 1-3 представлены соответственно вид сбоку, вид сзади и вид сверху предложенного устройства.

Устройство возбуждения сейсмических сигналов состоит из лебедки 1, на которую наматывается подъемный трос 2, другим концом присоединенный к грузу 3. Привод лебедки 1 осуществляется от двигателя через редуктор и цепную передачу 4, передающую вращающий момент от двигателя на ось лебедки 5. На оси лебедки 5 расположены ведущая 6 и тормозная 7 электромагнитные муфты. Ведущая муфта 6 соединяет ось лебедки с ее барабаном, который установлен на подшипниках, а тормозная муфта 7 соединяет барабан лебедки с опорой 8, неподвижно соединенной с рамой транспортного средства. В связи с тем, что серийно выпускаемые электромагнитные муфты имеют значительные остаточные моменты и трение в дисках, что может произвольно замедлять падение груза 3, на лебедке установлен дополнительный привод в виде шестерни 9, постоянно зацепленной с шестерней 10, причем шестерня 9 электромагнитной муфтой 11 соединяется с общей трансмиссией. Трос 2, соединяющий груз 3 с лебедкой проходит через дополнительный шкив 12, который укреплен на вращающейся опоре 13. Опора 13 вместе с дополнительным шкивом 12 может поворачиваться на определенный угол на оси 14. Шкив 12 с опорой 13 опирается на тарельчатые пружины 15. Цри преодолении силы сопротивления тарельчатых пружин 15 и повороте опоры 13 происходит включение измерителя длины наматываемого на лебедку троса. Это включение может быть электрическое либо механическое. Измеритель также может быть различной конструкции- электронный или механический. В качестве примера приведен простой механический измеритель, состоящий из мерного колеса 16, выключателя 17 и возвратного механизма 18, возвращающего колесо 16 в исходное положение. Расположенное на одной оси 14 с дополнительным шкивом 12 фрикционное колесо 19 при повороте опоры 13 и шкива 12, преодолевающих сопротивление пружин 15, входит в соприкосновение с мерным колесом 16, заставляя его вращаться. Соотношение диаметров фрикционного 19 и мерного 16 колес должно быть такое, чтобы весь подъем укладывался В один оборот мерного колеса 16. На мерном колесе 16 имеется контакт 20 и устройство - пружина 18 - возврашающее колесо 16 в исходное положение.

Устройство работает следующим образом.

При включении муфты 6 по сигналу с сейсмостанщии вращающий момент от вала лебедки передается на барабан лебедки. При вращении барабана, на котором закреплен подъемный трос 2, вначале выбирается слабина троса 2. Когда трос 2 натянется с силой большей, чем сопротивление тарельчатых пружин 15, опора 13 СО шкивом, преодолевая сопротивление Пружин 15, поворачивается вокруг оси 14. Фрикционное колесо 19 прижимается к мерному колесу 16 и мерное колесо 16 начинает вращаться. После поворота колеса на определенный, заранее установленный угол, соответствующий необходимой высоте подъема груза 3, контакт 20 замыкает выключатель 17, выключающий муфту 6 и включающий тормозную муфту 7. В результате этого груз поднят на заданную высоту и удерживается тормозом 7 на этой высоте. При замыкании контакта боевой линии (в регистраторе сейсмостанции) муфта 7 выключается и груз 3 падает. Одновременно включается муфта 11 и через пару шестерен 9 и 10 вращает барабан лебедки 1, разматывая трос 2 со скоростью несколько превышающей скорость размотки троса при падении. Это обеспечивает свободное падение -груза. В начале падения груза тарельчатые пружины 15 отталкивают фрикционное колесо 19 от мерного 16 и последнее механизмом 18 устанавливается в исходное положение. Для предотвращения чрезмерного разматывания троса в момеит удара груза о землю тормоз 7 вновь включается и тормозит барабан лебедки 1, а муфта 11 выключается. Выключение тормоза осуществляется ПО сигналу сейсмостанции, включающему муфту 6 на нодъем груза 3. После этого весь процесс повторяется. Поскольку мерное колесо 16 всегда леред подъемом груза 3 находится в исходном положении и начинает вращаться только после преодоления сопротивления пружин 15 и поворачивается всегда на один и тот же угол, на барабан лебедки 1 после выбора слабины троса 2 всегда наматывается одно и то же количество (длина) троса независимо от изменений рельефа от точки к точке, положения поверхности относительно рамы автомобиля и его колес и даже независимо от растяжения троса.

Постоянство длины троса, наматываемого на лебедку, благодаря -применению измерителя длины «аматывания троса, -срабатывающего после прео-доления определенного усилия пружин, и опережающее разматывание троса при падении груза обеснечивают совместную синхронную работу на -профиле нескольких установок и синхронное накопление воздействий одной установки. При этом исключается необходимость в специальной регистрирующей а-ппаратуре с коррекцией накапливаемых сигналов на разность высот сбрасывания и торможение щи падении.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения сейсмических волн Падающим грузом, содержащее лебедоч;ный механизм подъема-сбрасывания с электромагнитными муфтами, соединенный с грузом тросом, отличающееся тем, что, с целью обеспечения синхронного накопления сейсмических сигналов при многократных

ударах груза по грунту, трос пронущен через Н1КИВ, закрепленный на перемещающейся опоре, взаимодействующей с фиксатором заданной длины троса, а лебедка лебедочного механизма снабжена дополнительным приводом,

и к ней непосредственно присоединены электромагнитные муфты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3322230 кл. 181-5, 1967.

2. Патент США № 3393763 кл. 181-5, 1968. 3. Патент США № 2851121 кл. 181-5, 1958. (-прототип).

CPus.l

/ /Jff 179 f

A I 1 1 /

3 16