Взрывная камера источника сейсмических сигналов Советский патент 1987 года по МПК G01V1/04 

Изобретение относится к устройствам для возбуждения сейсмических сиг налов за счет энергии взрыва газовой смеси в камере в целях сейсморазведки на нефть и гaз. Известны устройства для возбуждения сейсмических сигналов. Эти устройства содержат подвижно сопряженные цилиндрическую гильзу с днищем и массивный поршень. Выбор необходимых спектральных и временных характеристик возбуждаемого в грунте сигнала, т.е. достижение максимальной сейсмической эффективности, осуществляется в указанных ко струкциях путем подбора масс гильзы и поршня, площади днища, хода поршня относительно гильзы конструктивного оформления механизма сопряжения гильзы и порщня или выполнения гильзы из двух частей: верхняя часть жидкость, нижняя часть - жесткая пли та. Недостаток указанных устройств узкая область регулирования спектрал ных и временных характеристик сигнал по отношению к разнообразию свойств грунтов. Из известных устройств для возбуж дения сейсмических сигналов, использующих взрыв газовой смеси, наиболее близким по технической сущности пред лагаемому является взрывная камера, состоящая из гильзы и подвижно сопря женного с ней поршня. Импульс в грун передается через скрепленную с гильзой прокладку из полиуретана или дру гого подобного материала. Тем самым достигаются необходимые частотные характеристики импульса. Рассмотренное устройство предназначено, в основном, для работы на жестких грунтах. Целью изобретения является устранение указанньк выше недостатков: улучшение сейсмической эффективности устройства, возможность регулирования частотных и временных характерис тик возбуждаемого сигнала в широком диапазоне изменения свойств грунтов. Указанная цель достигается тем, что во взрывной камере, состоящей из гильзы и подвижно сопряженного с ней поршня гильза и/или/ поршень выполнены в виде многомассовых систем, причем массы соединены между собой посредством упругоэластичных связей. например, в виде уплотнительных колец из пластмассы. Суш;ность изобретения поясняется на фиг. 1,2,3,4.. Взрывная камера содержит подвижно сопряженные гильзу 1 и поршень, состоящий из масс 2 и 3, соединенных упругоэластичной прокладкой 4. Массы 2 и 3 поршня и гильза 1, опирающаяся на грунт 5, образуют рабочий 6 и демпфирующий 7 объемы. Устройство работает следуюш;им образом. Производится заполнение рабочего объема 6 детонирующей смесью. Затем смесь поджигается. Давление детонирующей смеси вызывает перемещение поршня, состоящего из масс 2, 3 и эластичной прокладки 4 и гильзы 1, тем самым увеличивая рабочий объем 6 и уменьшая демпфирующими объем 7. Гильза 1 при своем перемещении деформирует грунт 5 и сообщает ему сейсмический импульс. Перемещение поршня происходит следующим образом. Первоначально перемещается масса 3, затем деформируется упругоэластичная прокладка 4 и перемещается масса 2. При этом демпфирующий Ьбъем 7 играет роль пневматической пружины. Варьируя характеристиками упругоЗластичной прокладки 4, можно изменить динамику движения поршня и гильзы 1 с целью получения оптимального сейсмического эффекта. Эффективность предложенного устройства подтверждается конкретным расчетом двух моделей взрывной камеры (фиг, 2,3). Грунт 5 представлен в виде пружины жесткостью К, объем 7пружиной жесткостью К, гильза 1 массой М, поршень - массой т. Построены две амплитудно-частотные характеристики (см. фиг. 4): одна (кривая) 8 при условии, что массы 2 и 3 поршня жестко связаны между собой, т.е. поршень выполнен целым, вторая - 9 при выполнении поршня в соответствии с данной заявкой на предлагаемое изобретение,, т.е. состоящим из двух масс m и га и упругого слоя жесткостью К, помещенного между массами. Были приняты следуюшле численные значения: К 4x10 н/м, га 400 кг,М 200 кг К 4x10 н/м, т т 200 кг К 4x10 н/м

38140844

Результаты расчета приведены на ра за пределами этого диапазона, Слефиг. 4. Модель с составным поршнем (довательно, выполнение поршня в виде имеет максимум в сейсмически актив- двухмассовой системы с упругой проном диапазоне частот 20-60 Гц. Модель кладкой между массами существенно влис целым поршнем имеет максимум спейт- 5 яет на спектр возбуждаемого сигнала.

1. ВЗРЫВНАЯ КАМЕРА ИСТОЧНИКА СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, состоящая из гильзы и подвижно сопряженного сней поршня, отличающаяся тем, что, с целью улучшения сейсмической эффективности путем регулирования частотных и временных характеристик возбуждаемых колебаний, гильза и/или/ поршень выполнены в виде многомассовых систем, массы которых соединены между собой посредством уп- ругоэластичных связей.2. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что упругоэластичные связи выполнены в виде уплотнитель- ных колец из упругоэластичного материала, например пластмассы.СПС^N* И*004^О 00 4^^^г./

3|

////////////////л

/

1

У////////////////7

Фиг.г

фиг.З