Источник для возбуждения сейсмических колебаний Советский патент 1982 года по МПК G01V1/147 

(5) ИСТОЧНИК ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ Изобретение относится к сейсмиче ской разведке и может быть использовано при исследовании земных недр не взрывными источниками для поисков по лезных ископаемых. Известно устройство, реализующее способ1сейсмической разведки, осног ванный на создании воздействия падающим грузом с изменением энергии ударных воздействий путем изменения высоты сбрасывания, причем ударные воздействия устройством осуществляются в процессе движения источника 1 . Однако это устройство обладает малой суммарной энергией излучения и производительностью в связи с тем, что число воздействий за единицу вре мени невелико, а узкий частотный диапазон снижает разрешающую способ ность сейсморазведки и затрудняет выделение отраженных волн на фоне низкочастотных помех. КОЛЕБАНИЙ Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является источник для возбуждения сейсмических колебаний в процессе движения, содержащий транспортное средство и рабочий орган j вал которого связан с транспортным средством C2J, Источники включают два полых барабана, насаженных на общую ось и буксируемых трактором. Внутри барабана имеются стальные (арики весом 2-5 кг, а общий вес всех шариков в каждом барабане достигает 1,5 т. При качении шарики, зацепившись за перепонки, поднимаются , а затем падают на стенки барабана в момент контакта ее с грунтом и передают импульс последнему. Недостатком этого устройства является малая амплитуда возбуждаемых сигналов, небольшая суммарная энергия воздействия на одну точку наблюдения. Это связано с невозможностью использования шаров большого веса, а также тем, что энергия падающих шаров передается грунту через барабан, имеющий существенно большую массу, чем шары. Из-за этого снижается амплитуда возбуждаемых колебаний, резко ухудшается их спектр. Недостатком этого устройства является также невозможность регулирования частоты воздействия по заданному закону в зависимости от сейсмогеологических условий района исследования, т.е. невозможность оптимизировать частоту воздействия, и невозможность синхронизации работы нескольких одинаковых устройств в связи со случайным законом воздействия на грунт. Эти недостатки усложняют систему регистрации и снижают производительность труда.

Целью изобретения является увеличение энергии и расширение .диапазона частоты измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в источнике для возбуждения сейсмических колебаний в процессе его движения, содержащем транспортное средство и рабочий орган, вал . которого связан с транспортным средством, рабочий орган выполнен в виде катка, на внешней поверхности которого вдоль образующих закреплены радиальные выступы, рабочий орган выполнен с возможностью изменения размеров выступов и расстояний между ни ми ..

Это позволяет повысить энергию излучения, расширить диапазон частоты воздействия, регулировать спектром излучения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

К транспортной базе с помощью буксировочной рамы 1 подсоединяется каток 2, являющийся рабочим органом устройства. На катке радиально размещаются рабочие выступы 3, расстояние между Гкоторыми меняется по, заранее выбранному закону.

Линейные интервалы между ними устанавливаются по линейке:, размещенной на торцовой части катка.

Временная диаграмма последовательности возбуждений регистрируется с помощью датчиков 5, расположенных на выступах в защитных контейнерах. Выводы датчиков подсоединяются к

устройству, способному Запоминать к хранить порядок следования импульсов и преобразовывать их в опорный сигнал-развертку.

Предлагаемым устройством осуществляется возбуждение последовательности единичных ударов через разные промежутки времени в процессе его движения по профилю.

Каток с закрепленными на нем выступами является рабочим органом. Непрерывно двигаясь вдоль линии наблюдения он переваливается с одiHoro выступа на другой, ударяет всей массой по дневной поверхности, возбуждая упругие колебания.

Энергия удара складывается из потенциальной энергии катка, зависящей от высоты падения катка с одного выступа на другой, и кинетической энергии катка, зависящей от скорости его движения.

Перед началом работы с предлагаемым устройством необходимо выставить рабочий орган на условную отметку начало опорного сигнала, т.е. установить на соответствующий выступ.

Выступы на катке выполняют функцию задающего генератора и, варьируя расстояниями между ними, можно изменить частоту воздействия в широких пределах. Зарегистрированная датчиками совокупность временных интервалов между ударами и представляет собой генерируемый опорный сигнал-развертку.

В каждом конкретном случае линейные расстояния между выступами могут изменяться, в том случае и с таким расчетом, чтобы при установленной скорости транспортирующего средства возбуждать.упругие волны через разные промежутки времени, что соответствовало бы определенной, заранее вь.1бранной частоте или частотному интервалу воздействия, изменяющемуся по закону близкому к линейному или другому закону.

Варьирование скорости движения катка позволяет изменять генерируемую частоту опорного сигнала. Частоту воздействия также можно изменять посредством перемещения выступов вдоль образующей катка.

Проведение сейсмических исследований при непрерывном движении источника позволяет автоматически осуществлять накопление нескольких циклов 5 воздействий за счет многократного повторения оборотов катка; на базе приема. Группирование аналогичных устгройств осуществляется жестким присоединением их к основному транспор ному средству. Синхронный запуск группы выполня ется после предварительной установ ки всех катков на условную отметку начало развертки. Закон размещения выступов на кат .ке может быть различным, что обеспечивает изменение частоты воздействия и позволяет осуществлять рег лирование режима работы устройства т.е. обеспечивает наиболее эффекти ную для каждого райсча частоту возд ствия. Сокращение расстояний между выетупами влечет за собой уменьшение величины единичного воздействия на упругую среду. Компенсация этих потерь может быть осуществлена за счет разности высот выступов. Чем больше расстояние между выступами и ниже частота воздействия, тем они должны быть выше, при сокра-: щении расстояния между ними высота их уменьшается. Для увеличения площади воздей .ютвия на грунт на. вершине выступа имеется плоская наклонная площадка, которая обращена в сторону вращения катка. Размеры ее могут изменяться в пределах, обеспечивающих оптимальные условия возбуждения в зависимости от физико-механических свойств грунта и его рельефа. В предлагаемом устройстве общая площадь ударной площади выступа может многократно быть изменена в про цессе исследования за счет изменения формы и размеров выступа. Можно использовать рабочий орган с равновысокими выступами и с высту пами, у которых размеры ударных пло щадок будут различны, или то и другое вместе. Таким образом, за счет изменения формы и размеров выступов или само36го катка, а также скорости движения транспортной базы, относительно просто осуществляются посылки в грунт разверток разных форм, а также опорных сигналов, в которых единичные воздействия различаются друг от друга по энергии. Для обеспечения удобства переездов и транспортировки устройства перевод катка из рабочего положения в транспортное и наоборот осуществляется с помощью спуско-подъемного механизма. Возможность изменения параметров возбуждения в зависимости от пйверхностных или сейсмогеологических условий позволяет в каждом конкретном случае создавать условия возбуждения близкие к оптимальным, что в конечном итоге приводит к увеличению производительности труда. формула изобретения 1.Источник для возбуждения сейсмических колебаний в процессе его движения, содержащий транспортное средство и рабочий орган, вал которого связан с транспортным средством, отличающийся тем, что, с целью увеличения энергии и расширения диапазона частот излучения, рабочий орган выполнен в виде катка, на внешней поверхности которого вдоль образующих закреплены радиальные выступы. 2.Источник по п. 1, о т л и ч ающийся тем, что рабочий орган выполнен с возможностью изменения размеров выступов и расстояний между ними.. Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 693288, кл. G 01 V 1/00, 1977. 2.Патент Англии № 1233026, . кл. , рпублик. 1471 (прототип).