Устройство для возбуждения сейсмических колебаний

Полезная модель относится к источникам сейсмических сигналов и может быть использована при проведении сейсморазведочных работ на поверхности и в подземных выработках, преимущественно с сейсмостанциями с накоплением путем многократных построений ударных воздействий. Задачей настоящего решения является разработка устройства для возбуждения сейсмических колебаний, обладающего возможностью работы на различных видах грунтов. Технический результат заключается в повышении эффективности сейсморазведки за счет универсальности устройства и повышения качества излучаемого сигнала. Поставленная задача решается тем, что устройство для возбуждения сейсмических колебаний, выполненное в виде цельнометаллического стержня с наконечником с одной стороны, согласно решению с другой стороны оно снабжено площадкой для возбуждения упругих колебаний, при этом наконечник выполнен съемным и имеет форму внешней поверхности, выбранную в зависимости от свойств изучаемых пород. Устройство снабжено набором съемных наконечников, имеющих различную геометрическую форму внешней поверхности. Устройство снабжено ручкой, при этом площадка, стержень и ручка имеют покрытие из звукопоглощающего материала. Устройство снабжено опорой, выполненной с возможностью обеспечения жесткого крепления сейсмоприемника и подключения его к внешнему регистрирующему устройству.

Полезная модель относится к источникам сейсмических сигналов и может быть использована при проведении сейсморазведочных работ на поверхности и в подземных выработках, преимущественно с сейсмостанциями с накоплением путем многократных построений ударных воздействий.

Известен пневматический источник сейсмических сигналов, содержащий корпус, в котором размещены электропневмоклапан, линия ввода сжатого воздуха с подрывным каналом, подвижный цилиндр, шток с поршнем, при этом подвижный цилиндр и корпус образуют управляющую камеру и рабочую камеру с выхлопным окном, загерметизированную уплотнительным элементом. Верх подвижного цилиндра помещен в кожух, образующий с подвижным цилиндром защитную камеру, связанную с внутренней стороны отверстием дроссельного типа с рабочей камерой и снабженную с внешней стороны выпускным клапаном. Уплотнительный элемент выполнен в виде торцевого уплотнителя Т-образного сечения (см. патент РФ на полезную модель №71782, МПК G01V 1/02).

Однако устройство конструктивно сложно и имеет узкую область применения: в скважинах и на мелководье.

Известен также вибросейсмоисточник, содержащий установленную на грунт излучающую плиту с направляющими, на которых размещена инертная масса, толкатель, связанный с инертной массой, рабочий орган, выполненный в виде приводного вала, установленного на подшипниковых опорах, и, по меньшей мере, одного эксцентрика, выполненного в виде трубы с внутренним диаметром, большим диаметра приводного вала. Эксцентрик снабжен, по крайней мере, двумя гидроцилиндрами с поршнями и штоками, обоими концами связанными с эксцентриком, и, по крайней мере, одной возвратной пружиной, соединяющей эксцентрик с приводным валом. Гидроцилиндры запрессованы своими корпусами перпендикулярно валу и имеют верхние и нижние полости, обе одноименные полости гидроцилиндров связаны между собой трубопроводами с двумя параллельными линиями, каждая из которых имеет последовательно соединенные регулируемый дроссель и обратный клапан, дроссели имеют разный расход, а обратные клапаны имеют противоположную направленность (см. патент РФ на изобретение №2284554, МПК G01V 1/02).

Однако данный вибросейсмоисточник тоже конструктивно сложен и используется в качестве мощного источника вибросейсмических колебаний.

Наиболее близким к предлагаемому решению является источник возбуждения сейсмических волн, выполненный в виде лома, подвешенного к легкому копру с помощью эластичного амортизатора, компенсирующего массу лома. Удары производятся по подложке, свободно лежащей на грунте (В.В. Палагин, А.Я.Попов, П.И.Дик, Сейсморазведка малых глубин, М., «Недра», 1989, с.18).

К недостаткам данного источника следует отнести то, что рабочая часть у лома заострена (выполнена конусообразной), а следовательно, имеет точечный контакт с подложкой, что влияет на качество излучающего сигнала. Такое выполнение не является универсальным, так как не применимо для различных видов грунтов.

Задачей настоящего решения является разработка устройства для возбуждения сейсмических колебаний, обладающего возможностью работы на различных видах грунтов.

Технический результат заключается в повышении эффективности сейсморазведки за счет универсальности устройства и повышения качества излучаемого сигнала.

Поставленная задача решается тем, что устройство для возбуждения сейсмических колебаний, выполненное в виде цельнометаллического стержня с наконечником с одной стороны, согласно решению, с другой стороны оно снабжено площадкой для возбуждения упругих колебаний, при этом наконечник выполнен съемным и имеет форму внешней поверхности, выбранную в зависимости от свойств изучаемых пород.

Устройство снабжено набором съемных наконечников, имеющих различную геометрическую форму внешней поверхности.

Устройство снабжено ручкой, при этом площадка, стержень и ручка имеют покрытие из звукопоглощающего материала.

Устройство снабжено опорой, выполненной с возможностью обеспечения жесткого крепления сейсмоприемника запуска регистрирующего устройства и подключения его к внешнему регистрирующему устройству.

Решение поясняется чертежом, на котором приведен внешний вид предлагаемого устройства, где

1 - стержень;

2 - площадка;

3 - наконечник;

4 - опора;

5 - сейсмоприемник;

6 - ручка.

Устройство выполнено в виде цельнометаллического стержня 1, имеющего в верхней части площадку 2 для возбуждения упругих колебаний, например, с помощью ударного устройства (на чертеже не показано). С другой стороны устройство снабжено съемным наконечником 3 или набором наконечников, имеющих различную геометрическую форму (овал, квадрат, конус, усеченный конус, сфера и т.д.). В зависимости от свойств грунта (естественный, техногенный и т.д.) надевается тот или иной наконечник.

Например, для асфальта целесообразно выбирать наконечник с плоской поверхностью контакта. Для мягких грунтов предпочтительна сферическая поверхность.

На боковой поверхности стержня закреплена опора 4, которая имеет две (верхнюю и нижнюю) площадки. Рекомендуется размещать опору не выше 1/3 от основания трубы. Нижняя площадка предназначена для установки сейсмоприемника 5, служащего для запуска регистрирующего устройства, который жестко крепится к опоре, например с помощью болтов. Для этого в верхней площадке выполнены резьбовые отверстия. Т.к. сейсмоприемник 5 предназначен для запуска регистрирующего устройства (на чертеже не показано), верхняя пластина имеет отверстия для подключения сейсмоприемника к регистрирующему устройству. Предлагаемое решение позволяет расположить сейсмоприемник в непосредственной близости от стержня, что повышает точность регистрации сигналов (упругих колебаний). Для удобства производства работ и дальнейшей транспортировки устройства с одного участка на другой, оно снабжено ручкой 6. Рекомендуется размещать ручку не ниже 1/3 от верхней кромки стержня. С целью исключения помех при регистрации ручка 6, также как и стержень, имеет покрытие из звукопоглощающего материала. Наиболее удобно располагать ручку с противоположной от опоры стороны в верхней части стержня.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается вертикально и придерживается за ручку. По верхней площадке наносится серия ударов. Упругие колебания передаются по стрежню через наконечник в исследуемые породы. Прошедшие через них колебания подаются на регистрируемое устройство. Сейсмоприемник, расположенный на опоре, служит для запуска регистрирующего устройства.

Устройство позволяет повысить эффективность сейсморазведочных работ.

1. Устройство для возбуждения сейсмических колебаний, выполненное в виде цельнометаллического стержня с наконечником с одной стороны, отличающееся тем, что с другой стороны оно снабжено площадкой для возбуждения упругих колебаний, при этом наконечник выполнен съемным и имеет форму внешней поверхности, выбранную в зависимости от свойств изучаемых пород.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено набором съемных наконечников, имеющих различную геометрическую форму внешней поверхности.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено ручкой, при этом площадка, стержень и ручка имеют покрытие из звукопоглощающего материала.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено опорой, выполненной с возможностью обеспечения жесткого крепления сейсмоприемника и подключения его к внешнему регистрирующему устройству.