Устройство для проведения сейсмических исследований Советский патент 1983 года по МПК G01V1/143 

1

Изобретение относится к технике сейсморазведки, в частности к невзрывным источникам сейсмических колебаний, а именно к устройствам для возбуждения упругих колебаний в различных грунтах, в особенности на грунтах с неоднородной и смешанной структурой.

Известна установка для сейсморазведки, которая содержит транспорт- j ную базовую машину, электродинамические излучатели, силовые цилиндры, коромысло, шарнирно закрепленное на раме базовой маиины. Ось шарнира расположена в продольной плоскости ма- ,j шины. При этом на концах коромысла закреплены силовые цилиндры с источниками сейсмических колебаний, которые для лучшего копировашя профиля между собой соединены сферически- 20 ми шарнирами L 1

Недостатком этой установки является то, что при ведении геологических изыскательских работ на сложно

пересеченном рельефе местности опор-, ная поверхность излучателя состйвляет с горизонтальной плоскостью значительный угол. Наличие такого угла .-приводит к горизонтальной составляющей излучения энергии, которая, в свою очередь, уменьшает соотношение сигнал/помеха, а также приводит к раскачиванию установки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для проведения сейсмических исследований, которое содержит транспортную базу, силовой цилиндр подачи, электродинамический излучатель, на корпусе которого на шлицевых,втулках и подшилниковых опорах установлено бурофрезерное устройство, а также силовой привод к нему. Бурофрезерное устройство, имеющее породоразрушающие резцы, размещается параллельно торцовой поверхности излучателя с возможностью осевого перемещения относительно корпуса излучателя под действием упрутого элемента. При горизонтальной выставке этого устройства подготавливаются опорные площадки на грунте, параллельные торцевой поверхности излучателя, что при возбу}кдении упругих колебаний приводит к значительному уменьшению горизонтальной составляющей излучения энергии 2 J.

Недостатком данного устройства является то, что при работе на грунтах с неоднородной и смешанной структурой происходит неравномерное его уплотнение, приводящее к образованию по контактируемой плоскости участков, различных по плотности. Наличие небольшого участка с большей плотностью на каком-то удалении от центра приводит к возникновению большего изгибающего момента, что отрицательно сказывается на долговечности соединения штока силового цилиндра с излучателем. Кроме того, в процессе обеспечения одинаковой плотности площадки происходят пластические деформации, которые в значительной степени уменьшают соотношение сигнал/помеха,

Цель изобретения - повышение отношения сигнал/помеха и увеличение долговечности при проведении сейсмических исследований.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для возбуждения упругих колебаний, состоящем из транспортной базы, силового цилиндра подачи, электродинамичёс- . кого излучателя, на корпусе которого на шлицевых втулках и подшипниковых опорах установлено бурофрезерное устройство, и силового привода, между штоком силового цилиндра и излучателем размещается сферический шарнир с расположенными по его горизонтальному контуру коническими пружинами, каждая из которых предварительно сжата регулировочным приспособлением винт - гайка до большей величины, чем усилие подами фрезерования.

На чертеже изображена кинематическая схема устройства для проведения сейсмических исследований.

Устройство для проведения сейсмических исследований содержит подвижную транспортную базу 1, оборудованную приводом для Зфазнрго синхронного генератора, блоком электродинамического излучателя, включающего высоковольтные импульсные конденсаторы, воздушные искровые разрядники. Излучатель 2 и бурофрезерное устройство 3 устанавливается на штоке k си лового гидроцилиндра 5, который жестко смонтирован на базе 1. При этом гидроцилиндр выполняет роль механизма подачидля бурофрезерного устройства 3 и механизма загрузки излучателя 2 весом транспортной базы 1.. Шток k

соединяется с полой штангой 6 излучателя 2 с помощью сферического шарнира 7 который позволяет копировать рельеф на неоднородных грунтах. Конические пружины 8, расположенные между дисками 9 и 10, предварительно сжимаются регулировочным приспособлением винт 11 и гайка 12 до усилия в каждой пружине большего, чем усилие подачи фрезерования,

В полости полой штанги 6 уложены токопроводники 13 и 1 питания излучателя 2, который содержит две последовательно-встречно включенные плоские индукционные обмотки 15 и

16, заформованные в эпоксидную смолу, одна из них закреплена на плите 17, а другая - на торцевой поверхности 18, Индукционные обмотки между собой и с токопроводами 13 и 1 соединены гибкими токопроводами 19 ,и

20соответственно. Между плитой 17 и корпусом излучателя 2 на стержнях

21установлены по периметру индукционных обмоток пружины 22 для автоматизации в транспортном положении.

Корпус бурофрезерного устройства сверху накрыт крышкой 23, которая закреплена неподвижно на штанге

6. Между крышкой 23 и устройством 3 установлено лабиринтное уплотнение 2V. На крышке выполнено посадочное место для установки силового привода 25 и ведущего колеса 26, а ведомое колесо 27 закреплено на бурофрезернрм устройстве 3, которое устаноалено на подшипниковых опорах 28 и 29 и подвижных шлицевых втулках 30 и 31, которые установлены на шлицевые поверхности, выполненные на штоке 6 и на цапфе пилотной головки 32, Для осевого перемещения устройства 3 относительно излучателя на торце цапфы пилотной головки 32 закреплены подшипник 33 с набором

тарельчатых пружин 3 которые упираются в стакан 35. закрепленный на торцевой поверхности 18 излучателя 2. На торцевой поверхности Зб корпуca бурофрезерного устройства 3 закреплены породоразрушащие резцы 37 для производительной расчистки снежного покрова 38 и выравнивания поверхности 39, Для авт(гматического регулирования момента включения и отключения силового привода установлен индукционный датчик 0, Для восприятия реак тивного момента от сил резания устанавливают гидроцилиндр 1. Устройство работает следующим образом. При расчистке снежного покрова и зачистке неровностей профиля с неоднородной и смешанной структурой грунта торцевой поверхностью 36 свой ства сферического шарнира 7 выключаются предварительно сжатыми коническими пружинами 8, выполняющими роль стабилизатора горизонтального фрезерования. Усилие прижатия на торцевую поверхность 36 передается от цилиндра подачи 5 через сферический шарнир 1 штангу 6 плиту 17, корпус 2, стакан 35 набор тарельчатых пружин 3 упорный подшипник 33 цапфу пилотной головки 32. Крутящий момент корпусу бурофрезерного устройства 3 передается от двигателя 25 ведущим и ведомым колесам 26 и 27. При этом развивается усилие цилиндром подачи 5 меньше, чем усилие, развиваемое набором тарельчатых пружин З. Разност усилий создает зазор между торцевой поверхностью корпуса излучателя 2 и устройством 3, что регистрируется датчиком kQ, который не препятствует включению двигателя 25. Следующий этап работы установки - производство импульса силы на отфрезерованную поверхность грунта электродинамическим излучателем 2, Перед подачей импульса тока на токо проводники 13 и lit в рабочей полости си,лового гидроцилиндра 5 создается давление, которое-достаточно для подъема части веса транспортной базы 1, Сила веса транспортной базы 1, воздействуя через шток , сферический шарнир 7, штангу 6, плиту 17, преодолевает усилие пружин 22, приводит в плотное соприкосновение между собой индуктивные обмотки 15 и 16, преодолевает усилие тарельчатых пружин 3, приводит в плотное со прикосновение между собой торцевые поверхности 18 и Зб Причем эта сила намного больше усилия предварительно сжатых конических пружин 8 , сферического шарнира 7, снимает с них роль стабилизатора горизонтальности фрезерования. Поэтому, при уплотнении неоднородного и смешанного грунта возможные отклонения от горизонтальности компенсирует сферический ц|арнир 7 обеспечивая при этом плотный контакт излучателя 2 с поверхностью профиля и исключая изгибающий момент, На вводы 13 и Н подается импульсный ток разрядки. В результате прохождения тока через спиральные последовательно-встречно включенные индуктивные обмотки 15 и 16 в них образуется магнитное поле, которое приводит к взаимному отталкиванию в направлении, перпендикулярном торцевой поверхности Зб. 8 результате электромагнитного воздействия обмоток возникает импульс силы, который является источником упругих колебаний и перемещает обмотку 15 с плитой 17, штангу 6 и транспортную базу 1 служащие реактивной массой, вверх После прекращения протекания импульса тока в обмотках под деиствием веса транспортной базы обмотки 15 и 16 приводятся вновь в плотное соприкосновение. Плавность соприкосновения обмоток обеспечивает амортизационные свойства упругих элементов 22 и 3 Сферический шарнир 7 снова обеспечивает плотный контакт, и устройство готово к производству следующего импульса. Применение предлагаемого устрой-, ства при геофизических работах на неоднородных и смешанных структурах грунтов обеспечит не только качественную подготовку площадки, но и плотный контакт торцевой поверхности излучателя с профилем в процессе сейсмических исследований. формула изобретения Устройство для проведения сейсмических исследований, состоящее из транспортной базы, силового цилиндра подачи, электродинамического излучателя, на корпусе которого на шлицевых втулках и подшипнико вых опорах установлено бурофрезерное устройство, и силового привода, отличающееся тем что.

с cjtbio повышения отношения сигнал/

Л

помеха и увеличения долговечнрсти, между штоком силового цилиндра и излучателем размещен сферический шарнир с расположенными по периметру его горизонтального контура коническими пружинами, каждая из которых предварительно сжата регулировочным приспособлением винт - гайка до боль Ю

шей величины, чем усилие подачи фрезерования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 807818, кл, G 01 V 1/ЙЗ, 1979.

1, Авторское свидетельство СССР № , кл, G 01 V: , 1979 (прототип). г 9