Вибрационный источник сейсмическихСигНАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01V1/137 

1

Изобретение относится к сейсморазведке, а именно к вибрационным источникам сейсмичесь их сигналов.

Известен вибрацио ный источник j сейсмических сигналов, содержащий систему управления и гидравлический исполнительный механизм, образованный штоком, соединенным с излучающей плитой и цилиндром, выполняющим фун- to кции генерционной массы, на котором установлен электрогидравлический усилитель 11.

Недостатками этого вибрационного источника являются значительные . j Нелинейные искажения выходного сигнала, вызываемые нелинейностью характеристики гидравлического исп лнительного механизма, которые приводят к появлению дополнительных rap-2Q монических составляющих в выходном сигнале, в особенности в области низких частот.

Известен также виграционный источник сейсмических сигналов, содержа- 25 щий систему управления и гидравлический исполнительный механизм, образованный штоком, соединенным с излучающей плитой и цилиндром, выполняющим функции инерционной массы, на котором установлен электрогидравлический усилитель золотникового типа 2.

Недостатком данного вибрационного источника является нелинейность силовой характеристики, приводящая к Появлению нежелательных гармонических составляющих в выходном сигнале и ухудшению получаемого сейсмического материала,

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик вибрационного источника путем повышения линейности его силовой характеристики.

Указанная цель достигается тем, что вибрационный источник сейсмических сигналЬв, содержащий систему управления и гидравлический исполнительный механизм, образованный штоком, соединеннык с излучающей плитой и цилиндром, на котором установлен электрогидравлйческий усилитель, преимущественно многокаскадный золотникового типа, каждый каскад которого содержит золотник и корпус, снабжен, по крайне мере, одной дополнительной инерционной массой, соединенной с золотником электрогидравлического усилителя, причем

дополнительная инерционная масса выполнена с возможностью регулирования ее по величине.

При такой конструкции вибрационного источника одновременно с массивным цилиндром гидравлического исполнительного механизма движется размещенный на нем электрогидравлический усилитель, а следовательно, и дополнительная инерционная масса, соединенная, например, с управляющим золотником. При этом на золотник со стороны дополнительной инерционной массы действует сила инерции, котора является сигналом обратной связи по усилию, развиваемому вибрационньли ис точником. Полярность образованной дополйительной обратной связи .устанавливается соответствующим подключением электрогидравлического усилителя к исполнительному механизму, а оптимальное ее значение - величино дополнительной инерционной массы, для чего она выполнена с возможность регулирования ее по величине.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый вибрационный источник; на фиг. 2 - его структурнаясхема.

Источник содержит систему 1 управления, электрогидравлический усилитель, состоящий из электромеханического преобразователя 2 и двух каскадов гидроусиления, включающих в себя корпусы 3 и 4 и золотники 5 и 6, гидравлический исполнительный механизм, состоящий из массивного, цилиндра 7 и штока 8, соединенного с излучающей плитой 9. Золотник 5 первого каскада гидроусилителя соедине« с дополнительной инерционной массой 10 которая образует местную отрицательную обратную связь по усилию, развиваемому вибрационным источником.

Источник работает следующим образом.

Система управления вырабатывает сигнал, приводящий к смещению золотника 5 вверх относительно среднег положения. При этом рабочая жидкость поступает в нижнюю (фиг. 1) полость второго каскада гидроусиления и вызывает перемещение .золотника 6 вверх, в результате чего рабочая жидкость поступает в верхнюк) полость цилиндра исполнительного механизма и также вызывает его движение вверх. При движении цилиндра 7 благодаря наличию дополнительной инерционной массы 10, соединенной с золотником 5, на последний действует сила инерции, направленная в сторону, противоположную первоначальному смещению золотника 5, что свидетельствует о том, что образованная обратная связь является отрицательной.

Сигнал управления (S) (фиг,2), усиленный усилителем с коэффициентом передачи K,jc(S), поступает на обмотку электромеханического преобразователя (ЭМП), в результате чего на подвижный якорь ЭМП действует сила R{S)t электромагнитного происхождения. В результате действия сил R(s) и R(S) якорь ЭМП, соединенный с управляющим золбтником гидроусилителя (ГУ)jосуществляет движение X(S) . Смещение управляющего золотника вызывает расход жидкости через управляющий каскад, отчего распределительный золотник гидроусилителя осуществляет движение Y(S), Смещение распределительного золотника приводит к появлению на гидроцилиндре исполнительного механизма силы F{S), связанной с перемещением распределительного золотника нелинейной зависимост G(S). При действии силы F;s) на цилиндр, обладающий массой М, он осуществляет движение 2(5)

Z(S) F(S)j;5|r

Поскольку вместе с цилиндром движется размещенный на нем гидроусилитель с дополнительной инерционной массой т, то она также осуществляет движение Z(S), в результате чего возникает действующая на дополнительную инерционную массу сила инерции

ROC(S) (S) F(S),

которая пропорциональна, усилию F(S) развиваемому исполнительным механизмом.

Образованная отрицательная обратная связь, сигналом которой является сила R(jcXS) / является местной обратной связью, так как она охватывает лишь часть системы, включающей звенья W,j(S), W,,(S) и G(S) (фиг,2),

Местная отрицательная обратная связь обладает известными преимуществами перед общей отрицательной обратной связью (на фиг, 2 обозначена пунктиром), которая, как уже отмечалось выше, не может быть достаточно глубокой, и, следовательно, эффективной I из-за опасности потери устойчивости системы управления. Местная же отрицательная обратная связь позволяет не только дополнительно увеличить линейность силово характеристики вибратора, но и уве личить запас устойчивости системы, что позволяет с целью повьииения точности работы вибратора увеличить глубину имеющихся отрицательных об-. ратных связей (не показаны), например по положению распределительного золотника или по положению цилиндра 7 исполнительного механизма.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в улучшении эксплуатационных характеристик вибрационного источника за счет повышения линейности его силовой характеристики и, как следствие, в улучшении качества и повышении достоверности пйлучаемого сейсмического материала. ,

Формула изобретения

, 1, Вибрационный источник сейсмических сигналов, содержащий систему управления и гидравлический исполнительный механизм, образованный штоком, соединенным с излучающей плитой и цилийдром, на котором установлен электрогидравлический усилитель, преимущественно многокаскадный золотникового типа, кеикдый каскад которого содержит золотник и корпус, отличающийс я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, ои снабжен, по крайней мере, одной дополнительной инерционной массой, соединенной с золотником электрогидраве лического усилителя.

2. Источник поп. 1, отличающийся тем, что дополнительная инерционая масса выполнена с возможностью регулирования ее по величине.

Источники информации, принятые во внимание ри экспертизе 1.Патент США 336370,кл.181-0,5, опублик. 1968.

2.Патент США 3106982,кл.181-0,5, 5 опублик. 1963 (прототип).

10

.,

V9.C.(f)

Г

6Я, ttffs)

yfs}

эпп

/У

1Г

II

Й/