Непрерывный сейсмоприемник Советский патент 1979 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к разведочной геофизике и предназначено для ре гистрации сейсмических колебаний при сейсморазведке. Известен пьезоэлектрический датчик волн давления с непрерывной стру турой fl . Это устройство состоит из гибкой пьезоэлектрической ленты (на полиэти леновой и т.п. основе), каждая сторо на которой соединена с соответствующим электродом. Для использования на суше устройство снабжается специальными свинцовьпии накладками. Недостатком этого устройства является невозможность его использования для регистрации горизонтальных составляющих сейсмических колебаний, а также его значительный вес и габариты. Известен также линейный резистивный сейсмоприемник, содержащий шланг из эластомера длиной 30 метров и более, заполненный мелкозернистым веществом с удельным сопротивлением, средним между удельным сопротивление проводника и полупроводника 2. К концам шланга присоединяется источник.напряжения. Сейсмические волны, оказывая переменное давление на поверхность такого сейсмоприемника, изменяют его сопротивление, и сейсмостанция регистрирует изменения величины проходящего тока. Но и этот линейный резистивный сейсмоприемник также нельзя использовать для регистрации горизонтальных составляющих сейсмических колебаний. Как и вьаде описанный сейсмоприемник он имеет значительные вес и габариты. Известен также сейсмоприемник,являющийся разновидностью приемника давления для наземной сейсморазведки з. Это устройство содержит эластичный шланг, заполненный жидкостью, в котором размещен ряд электромеханических преобразователей. Такой сейсмоприемник эквивалентен группе с равномерным непрерывным распределением чувствительности вдоль линии и служит для выделения волн с большой кажущейся скоростью. Однако этот сейсмоприемник не может быть использован для регистрации горизонтальных составляющих сейсмических колебаний; кроме того он имеет большой вес и габариты.

3

Целью изобретения является обеспечение возможности регистрации горизонтальных составляющих сейсмических колебаний, а также уменьшение веса и габаритов непрерывного сейсмоприемника.

Это достигается тем, что сейсмоприемник, содержащий шланг, заполненный жидкостью, и электромеханический преобразователь, снабжен камерой, заполненной жидкостью и соединенной с концом шланга, а электромеханический преобразователь помещен в камеру и жестко связан с ее корпусом, причем площадь поверхности электромеханического преобразователя, контактирующая с жидкостью, больше площади поперечного сечения столба жидкости, заполняющей .шланг.

На чертеже представлен общий вид предлагаемого непрерывного сейсмоприемника.

Сейсмоприемник состоит из шланга заполненного жидкостью 2, камеры 3, которая также заполнена жидкостью и соединена с одним из концов шланга. В камеру помещен пьезоэлемент 4, выполненный в виде диска и жестко связанный по периметру с ее корпусом На втором конце шланга имеется заглушка 5 и компенсатор температурног расширения жидкости, выполненный в виде сильфона 6.

Сейсмоприемник работает следующим образом.

Под действием входного сигнала на пьезоэлемент 4 будет действовать сила давления

е S X,

где р - удельная масса жидкости;

6 - длина шланга;

S - площадь поверхности пьезоэлемента, контактирующая с жидкостью;

X - ускорение смещения сейсмоприемника.

Под действием силы давления р на обкладках пьезоэлемента появится напряжение и, величина которого пропорциональна прогибу центра пьезоэлеменни,

определяющегося следующим выта

о ,

ражением:

0

где D - цилиндрическая жесткость.пьезоэлемента;

1-&)

где Е - модель упругости;

L - толщина пьезоэлемента; jU - коэффициент Пуассона. В результате чувствительность сейсмоприемника (величина напряжения U на единицу ускорения) определяется соотношением

очл iJ

где - коэффициент пропорциональности, зависящий от электрофизических свойств пьезоэлемента.

26574

Таким образом чувствительность сейсмоприемника возрастет с увеличением площади S пьезоэлемента пропорционально квадрату этой величины и не зависит от площади поперечного сечения столба жидкости, заполняющей шланг. Это обстоятельство позволяет 5 без потери чувствительности значительно уменьшить габариты и вес сейсмоприемника за счет использования шланга с небольшим наружным диаметром.

Непрерывный Сейсмоприемник эквивалентен группе с равномерным распределением чувствительности, содержащей бесконечно большое количество элементов суммирования (приборов, каждый из которых регистрирует колебания в одr, ной точке) , и в случае горизонтального его расположения будет регистрировать горизонтальные составляющие сейсмических колебаний. При вертикальном распложении, например в скважине, непрерывный Сейсмоприемник может регистрировать вертикальные составляющие сейсмических колебаний.

Возможность регистрации горизонтальных составляющих сейсмических колебаний при помощи рассматриваемого приемника расширяет возможности сейсморазведки.

Он заменяет собой группу, содержащую бесконечно большое количество одиночных горизонтальных сейсмоприемников, обеспечивает лучшее вьделение полезного сигнала на фоне помех и снижает тем самым требования к интенсивности регистрируемых поперечных колебаний, а следователвно, и к средствам возбуждения поперечных волн.

Формула изобретения

) непрерывный Сейсмоприемник, содержащий шланг, заполненный жидкостью, и электромеханический преобразователь, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регистрации горизонтальных составляющих сейсмических колебаний, а также уменьшения веса и габаритов сейсмоприемников, он снабжен камерой, заполненной жидкостью и соединенной с концом шланга, а электромеханический преобразователь помещен в камеру и жестко связан с ее корпусом, причем площадь поверхности электромеханического преобразователя, контактирукщая с жидкостью, больше площади поперечного сечения столба жидкости, заполняющей шланг.

Источники информации, принятые внимание при экспертизе

1.Патент Франции P 2145099, кл. Q01 V 1/00, 1972.

2.Патент США 3317891,

60 65 кл.340-17. 1967.

3.Патент Франции W 1592086, кл. GDI 1970.