Пневматический поверхностный источник сейсмического сигнала Советский патент 1981 года по МПК G01V1/137 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПОВЕРХНОСТНЫЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКОГО СИГНАЛА

.1

Изобретение относится к технике возбуждения упругих колебаний с поверхности земли при сейсморазведке.

Известны устройства для возбуждения сейсмических сигналов с поверхности земли, в которых массивное тело - корпус источника . отталкивается от поверхности грунта, создавая кратковременный импульс отл, действующих на грунт и вызывающих его смещение. Отталкивание массивного тела от земли происходит в результате расширения либо продукта взрыва газовой смеси, либо сжатого воздуха в сп&ииальной, способной к расишрешио камере, расположенной между грунтом и массашным телом. Причем амплитуда возбуждаемого в грунте колебания растет с уменьшением массы нижней плиты расширяющейся камеры, прилегающей к грунту 1.

Недостатком известных устройств является их сравнительно низкая эффективное.

Наиболее близким к предлагаемому lio технической сущности является источник сейсми- ческих сигналов, в котором распшряющаяся камера заполнена жидкостью, например водой,

2

а нижняя ее шшта выполнена в виде зласт1гр ной резиновой . Выхлоп сжатого воз у духа производится в расширяющейся камере в воде и давление действует на грунт через воду и зластичную мембрану {2J.

Недостатком этого устройства являемся то, что мембрана получает большие перемещения и д;еформаош. Причем кшсснмальное растяжеше мембрана получает посла того, как источшос оторвался от поверхности груша в движет10ся вверх, т.е. тогда, когда расширяющийся возду полезной работ уже не совершает. Кроме .того, в движении вю1з вместе с резиновой мембране учасгаует достаточно большая масса воды, заполняющая расщиряющуtsюся . Это снижает амплитуду возбуждаемого кшкбшия я увеличивает нагрузку на мембрану нзза действия инерционных сил массы воды.

Цель изобретения - )Феличение эффективносгати источника и долг(жетаостн расширяющейся полости.

Поставленная цель достигается тем, что в п« матичеасом поверхностном источнике, со38дерхсащем массивный корпус, способную к расширению полость с мембраной сиизу и пневматический излучатель с выхлопным отверстием на нижнем торце корпуса, мембрана,, прилегающая в рабочем положении к грунту, выполнена из.двух слоев эластичного материала и каждый слой в своей центральной части имеет отверстия, не совпадающие с отверстиями в другом слое, а расширяющаяся полость вьшолиена из одного или нескольких зластичных плоских кольцевых элементов, скрепленных с мембраной по периметру. Кроме того, мембрана в нескольких точках по своему периметру соединена с верхней частью корпуса источника упругими элементами, например резиновыми амортизационными щнурами, и складьшается под действием их натяжения с другими элементами расширяющейся полости так, что ее объем -перед выхлопом сжатого воздуха сведен к нулю. Вьшолнение расширяющейся полости в виде плоских кольцевых эластичных элементов обеспечивает возможность увеличения объема полос ти без использования подвижных уплотнительньвс соединений, а выполнение мембраны из двух слоев эластичного материала и отверсти. ями & центральной части обеспечивает разгрузку расширяющейся полости от избыточного дав ления сразу же после отделения источника от поверхности грунта. Наличие резиновых аморти зационных шнуров обеспечивает сложеИие всех элементов расширяющейся полости с приведением ее объема к нулю в момент начала выхлопа. Это обеспечивает высокую эффективность и долговечность источника. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, разрез, перед выхлопом сжатого воздуха из пневматического излучателя; на фиг. 2 - то ж в момент выхлопа в начальной стадш расшире ния полосга из упругих элементов; на фиг. 3 . то же, после отрьюа источника от; грунта. Пневматический поверхностный источник сейсмического сигнала состоит из корпуса 1, направляющего устройства 2, корпуса пневма тического излучателя 3, клапана 4 пневматического излучателя, эластичного плоского коль ца 5, нижней мембраны из двух слоев эластич ного материала 6 и 7 с отверстиями диаметром di и dz, металлических кйлец 8 резинового амортизационного шнура 9. Корпус 1 источника через направляющее устройство 2 связан с транспортной базЫ источника (не по1базана) и с использованием гид роприводов может опускаться на грунт (фиг. 1) Внутренний объем 10 пневматического излучателя 3 от компрессора, установленного на транспортнсж базе, заполняется сжатым воздухом до давления 10-15 мПа. Упругий кольцевой элемент (колы1а) 5 и двухслойная нижняя мембоана соединены между собой по пери метру металлическими кольцами 8 и прижаты амортизаторами 9 к нижнему торцу корпуса 1. При размещении источника на грунте верхний слой мембраны 6 прижат к нижнему 7 и отверстия t dt и d} в их центральной части перекрыты, так как не совпадают друг с другом. Источник работает следующнм образом. При подаче управляющего электрического сигнала клапан 4 пневматического излучателя 3 открьтает выхлопные отверстия из полости 10, откуда сжатый воздух (по стрелкам 11) поступает в зазор между мембраной 6 и упругим элементом 5, образуя под корпусом I расшнряющуюся полость 12. Под действием нзбьггочного давления в этой полости корпус 1 начинает двигаться вверх, отталкиваясь от поверхности грунта и вызывая его соответствующее смещение (фиг. 2). После того, как расширяющаяся полость 12, образуемая эластичными элементами 5-7, исчерпала возможность увеличения своего объема и произошел отрыв нижней мембраны от грунта, между двумя слоями мембраны 6 и 7 под действием давления сжатого воздуха образуется зазор 13 и сжатый воздух через отверстия di и dj (по стрелке 14) выпускается в атмосферу. Это обстоятельство обеспечивает разгрузку иижней «ембраны источника сразу после прекращения действия импульса силы на грунт. После подскока на максимальную высоту корпус 1 с направляющим устройством 2 с помощью гидропривода плавно опускается в нсходное положение и устанавливается на грунт. К этому моменту амортизаторы 9 подтягивают мембрану 6 и 7 к нижнему торцу корпуса 1, сводя полость 12 к нулю, и воздух из этой полости через отверстия di и dj выходит в атмосферу. После заполнения пневматического излучателя сжатым воздухом источник готов ко второму циклу работы. Предлагаемая коиструкция источиика позволяет до минимума сократить массу элементов, передающих импульс давления в грунт, что позволяет в полтора-два раза увеличить интенсивность BO36yxqiaeMoro в грунте колебания. Испытания показали, что разгрузка расширяющейся полости от избыточного давления после отрыва источиика от грунта значительно повьппает долговечность источника и сиижает затраты на его эксплуатацию. Форму л а из о б р е т е н н я 1. Пневматический поверхностный источник сейсмического сигнала, содержащий масосвныв корпус, способную к расширению полость с эластичной сиизу и пневматический излучатель с выхлопным отверстием на нижнем

торце корпуса, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности работы источника и его долговечности, мембрана вы полиеиа из двух слоев нижнего и верхнего эластичного материала и каждый слой в центр шьной части имеет отверстия, не совпадающие с отверстиями в другом слое, а расщиряющаяся полость над мембраной выполнена из одного или нескольких эластичных кольцевых элементов, скрепленных с мембраной и друг с другом по периметру.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе 1.Патент США № 4108271, кл. 181-119, опублик. 1978.

у//////////////////////////// ////

Jl.

ft

УУхУу

77/////////////////// /// Фиг.г ,