Источник сейсмических сигналов Советский патент 1981 года по МПК G01V1/133 

(54) ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для возбуходения сейсмических колебаний невзривным способом, в частности для целей геофизической разведки. По основному авт. св. 721789 известен источник сейсмических сигналов, состоящий из импульсного эле трического двигателя возвратно-пост пательного движения, трансформатора сил и линейных перемещений, передающего усилие от двигателя к опорной плите, и инертной массы, при эт трансформатор сил и линейных переме щений выполнен в виде герметично за полненного жидкостью бака с подвижным основанием, корпусу Kotoporo прикреплен индуктор двигателя, причем с одного торца якоря двигателя расположена полость, заполненная еж тым газом, а с другого - кидкЪсть бака. В модификации известного устройства индуктор двигателя прикрепл к баку с внутренней стороны I. К недостаткам такого устройства относится невозможность достижения высокой частоты повторения рабочих циклов источника, что на позволяет применить его для виброимпульсного способа сейсморазведки. Это объясняется следу1эщим. При перемещении якоря преобразователя вниз в корпусе герметического ,; бака создается перепад давления дР в пределах д.Р (10-15) атм. Этот перепад обуславливает утечку из герметического бака в резервуар избыточного давления (в рёссивер) технологический зазор т между якорем и индуктором двигателя некоторого объема дУ масла, причём дУ 8,-18-10« -f ,t ) , / 8 где Т - удельный вес жидкости, г/см; V- вязкость жидкости, ест; g- величина зазора, см; b- ширина (периметр) зазора,см; J- высота зазора, см; t- время, в течение которого создается перепад давления Как только якорь возвращается в исходное положение (вверх) в резервуаре избыточного давления оказывается перепад давления, обусловленный утечкой объема ДУ масла из бака в рёссивер. Этот перепад невысок,. порядка ДР,з к(0,05-0,1) кг/см. Для обеспечения работоспособности генератора необходимо, чтобы к повторному его срабатыванию объем масла ДУ под действием давления А P,j через зазор diy вернулся из резервуара избыточного давления назад в корпус герметического бака. На это требуетс время t . Ла- йР что в | 5; J-у«100 раз .больше вре мени t . Даже при времени ц 20-1(Г |время t,j 1 с. Такое время не огранич вает возможности источника при импульсном резкиме возбуждения сейсмических сигналов, когда частота работы источника не выше 1 раза за б с; При виброимпульсном режиме возбуждения сейсмических .сигналов, когда частота работы источника в пределах 40-50 Гц, известное устройство ока зывается неработоспособным в связи с утечкой и накапливанием масла в резервуаре избыточного давления при ка5кдом срабатывании излучателя. Утечку масла можно не только огра ничивать, но и исключить путем УПЛОТ нения соответству эщим образом зазора & . Однако, в этом случае нет циркуляции масла через зазор Л , обеспечивающей интенсивный теплообъем с катушек якоря и индуктора двигателя, что обуславливает перегрев катушек и нагрев масла в зазоре с настолько что оно закокосовывается и сгорает. В конечном итоге это приводит к пере греву двигателя, к закоксовыванию як ря и к выходу из строя двигателя и источника в целом. Таким образом, с одной стороны циркуляцию масла через зазор d необ ходимо исключить, а с другой - без нее источник оказывается неработоспо собным. Цель изобретения - повьииение частоты срабатывания источника, эффективности источника сейсмических сигналов и улучшение теплового режима двигателя. Поставленная цель достигается тем что полость, заполненная сжатым газо соединена с полостью герметичного ба ка через клапаны. При этом клапаны установлены на крышке бака, а в якоре двигателя выполнено сквозное дроссельное отверстие, соединя101цее полость герметично го бака с полостью заполненной ежаТым газом. Клапаны установлены на дне якоря. На фиг. 1 показан источник сейсмических сигналов, с установленными клапангили на крышке бака, общий вид; на фиг. 2 то же, с установленным клапаном на якоре. Устройство содержит в корпусе 1 герметичного бака, заполненного жидкостью 2, индуктор 3 с обмотками возбуждения 4,помещенный в цилиндр 5 и закрепленный к верхней крышке 6 герметического бака, образованного корпусом 1, крышкой 6 и упругой мембраной 7. Инертная масса 8 расположена поверх корпуса 1. В корпусе 9 резервуара 10 избыточного давления вмонтирован ниппель 11 и установочный винт 12. Внутри индуктора 3 помещен полый якорь 13, поджатый к винту 12 пружиной 14. в якоре имеются короткозамкнутые витки 15, Упругая мембрана 7 закреплена к основанию корпуса 1 с помощью фланца 16. Корпус 1 расположен на опорной плите 17, которая расположена на земле 18. Полость избыточного давления 10 соединена с полостью корпуса 1 через клапаны 19, поджатые пружинами 20. Полость под якорем соединена с резервуаром 10 избыточного давления посредством отверстия 21. Источник сейсмических сигналов работает следующим образом. При подаче питания на обмотки возбуждения 4 двигателя якорь 13 перемещается вниз и увеличивает внутри корпуса 1 избыточное давление. В результате на плиту 17 через мембрану 7 и на инертную массу 8 через корпус 1 бака действует некоторая сила. В результате действия этой силы земля деформируется, что обуславливает возбуждение сейсмических колебаний и перемещение вверх инертной массы. При этом некоторый объем масла через технологический зазор (f-j между якорем и индуктором и через дросселирукядее отверстие 21 переходит в область резервуара 10 избыточного давления, что обеспечивает интенсивный теплосъем с катушек индуктора и якоря. Направления потоков жидкости ,при срабатывании источника показаны стрелками. Возвращается якорь 15 в исходное положение упругими силами сжатой пружины 14, весом инертной массы 8 и упругими силами деформированной земли. При возвращении якоря в исходное положение в корпусе 9 резервуара 10 образуется избыточное давление, обусловленное перетоком в него объема aV :масла, нарушающим равновесие давлений в полостях бака 1 и корпуса 9. Под действием этого перепгща давлений клапаны 19 открываются, и более нагретое масло из полости 10 переходит в лолость бака 1 с пониженной температурой масла. Как только давления в полостях 1 и 10 сравняются, клапаны 19 закрываются, и источник готов к повторному циклу работы. Суммарная площадь отверстий под клапаны 19 выбирается из расчета обеспечения перехода масла объемом дV из полос ти 10 в полость бака 1 за время межд срабатываниями двигателя при предель ной частоте работы источника. Сечени отверстия 21 выбирается из расчета, ,, где Sg г сечение якоря, - а 4плитуда перемещения якоря. Для интенсивного охлаждения полости внутри якоря клапан 19 (см. фиг. 2), установлен на якоре, при этом отверстия 21 выполнены в верхней крьаике 6. Стрелками на фиг. 2 показаны возможные направления потоков жидкости при перемещении якоря вниз, т. е. срабатывании источника. Предлагаемый виброимпульсный способ дешевле и прсаде вибрационного, для реализации которого необходимы сложные в конструктивном исполнении, не технологичны и дорогие гидравлические двигатели, а для обработки информации специальные вычислительные машины. Кроме того, виброимпульсный источник обеспечивает большую помехоустойчивость и производительность,, а также позволяет проводить работы вблизи железных цорог, коммуникаций, линий электропередач и

Фг/г./ в других местах с высоким уровнем помех. Формула изобретения 1.Источник сейслшческих сигналов по авт. св. СССР 721789, отличающийся тем, что, с целью повышения частоты срабатывания, эффективности источника и илучшения теплового двигателя, полость, заполненная сжатым газом, сяэвдинана с полостью герметичного бака через клапана. 2.Источник по п. 1, отличающийся тем, что клапаны установлены на крышке бака, а в якоре двигателя выполнено сквозное дроссельное отверстие, соединяющее полость герметичного бака с полостью, запол-ненной сжатым газом.3.Источник ПОП.1, отличаю-ч щ и и с я тем, что клапаны установлены на дне якоря. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 721789, кл. G 01 V 1/02, 1974 (прототип).