Способ возбуждения сейсмических волн

 

Использование: изобретение относится к области возбуждения сейсмических волн и может быть использовано для проведения геофизических исследований с применение линейных зарядов из текучих взрывчатых веществ. Сущность изобретения: способ возбуждения сейсмических волн включает наполнение гибкого шланга текучим взрывчатым веществом, герметизацию его в шланге, протягивание заряда через трубопровод ножевого укладчика до выхода его конца за пределы трубопровода, врезание ножа укладчика в грунт с последующей укладкой заряда на заданную глубину под слой грунта по мере продвижения укладчика, с выводом одного из его концов на поверхность земли и оснащение заряда через выведенный конец средством инициирования. Предварительно перед наполнением гибкого шланга текучим взрывчатым веществом один из его концов снабжают полой трубкой, длина которой составляет 1,7-2,4 глубины погружения заряда в грунт, а ее внутренний диаметр превышает не менее чем на 5 мм внешний диаметр средства инициирования. Протягивают полую трубку через трубопровод ножа укладчика до выхода ее конца за пределы трубопровода на длину, равную половине заданной глубины укладки заряда в грунт, на такую же глубину врезают нож в грунт и фиксируют на поверхности земли конец полой трубки. Затем по мере дальнейшего продвижения укладчика врезают нож в грунт до заданной глубины и производят укладку, сохраняя заданную глубину по всей длине заряда, через полую трубку вводят в состав взрывчатого вещества средство инициирования. 1 табл.

Изобретение относится к области возбуждения сейсмических волн и может быть использовано для проведения геофизических исследований с применением линейных зарядов из текучих взрывчатых веществ.

Известен способ возбуждения сейсмических волн с использованием линейного заряда на основе взрывчатого вещества, включающий образование в грунте отверстия до глубины укладки заряда, введение в него ножа погружателя и фиксацию конца линейного заряда на дне отверстия, укладку линейного заряда параллельно земной поверхности по всей его длине, снабжение заряда средством инициирования и засыпку отверстия грунтом (патент РФ N1155077, МКИ G 01 V 1/13, 1993). При использовании данного способа для сейсморазведки частично снижается уровень поверхностных волн-помех и повышается интенсивность полезного сигнала за счет размещения всего заряда в грунте на заданной глубине.

Недостатком известного способа является малая интенсивность снижается уровня поверхностных волн-помех из-за того, что часть заряда, находящаяся на дне отверстия, закрыта рыхлым грунтом. При взрыве заряда в этом месте происходит выброс грунта, что способствует образованию волн помех.

Известен способ возбуждения сейсмических сигналов с использованием линейного заряда, включающий заполнение гибкого шланга пластичным взрывчатым веществом, герметизацию шланга, расположение заряда под поверхностью земли, вывод одного из концов на поверхность земли и оснащение заряда через этот конец средством инициирования, погружение конца заряда, снабженного средством инициирования, в канал и засыпку этой части канала грунтом (авт. св. СССР N 613276, МКИ G 01 V 1/13, 1978). Этот способ наиболее близок к предлагаемому изобретению по уровню техники и принят в качестве прототипа.

Недостатком известного способа является уровень поверхности волн помех, что приводит к снижению отношения сигнал/шум и ухудшению качества сейсморазведочного материала. Связано это с тем, что начальная часть погруженного под землю заряда на поверхность земли для оснащения его средством инициирования.

Задача изобретения повышение качества сейсморазведочного материала за счет снижения уровня поверхностных волн-помех и повышения интенсивности полезного сигнала путем расположения всего линейного заряда и средства инициирования параллельно поверхности земли в неразрыхленном грунте.

Указанная задача решается тем, что в способе возбуждения сейсмических волн, включающем наполнение гибкого шланга текучим взрывчатым веществом, герметизацию его в шланге, протягивание заряда через трубопровод ножевого укладчика до выхода его конца за пределы трубопровода, врезание ножа укладчика в грунт с последующей укладкой заряда на заданную глубину под слой грунта по мере продвижения укладчика, с выводом одного из его концов на поверхность земли и оснащение заряда через выведенный конец средством инициирования, предварительно перед наполнением гибкого шланга текучим взрывчатым веществом один из его концов снабжают полой трубкой, длина которой составляет 1,7-2,4 глубины погружения заряда в грунт, а ее внутренний диаметр превышает не менее чем на 5 мм внешний диаметр средства инициирования, протягивают полую трубку через трубопровод ножа укладчика до выхода ее конца за пределы трубопровода на длину, равную половине заданной глубины укладки заряда в грунт, на такую же глубину врезают нож в грунт и фиксируют на поверхности земли конец полой трубки, затем по мере дальнейшего продвижения укладчика врезают нож в грунт до заданной глубины и производят укладку, сохраняя заданную глубину по всей длине заряда, через полую трубку вводят в состав взрывчатого вещества средство инициирования, оставляя концы проводников за пределами полой трубки.

Все операции, связанные с оснащением конца линейного заряда полой трубкой, введением средства инициирования с поверхности земли в состав взрывчатого вещества (ВВ) линейного заряда, расположенного на определенной глубине под землей, в отечественной и мировой практике не известны и в литературе не освещены.

Снабжение одного из концов шланга полой трубкой, обладающей необходимой гибкостью и достаточной прочностью стенок, позволяет решить следующие задачи: за счет того, что полая трубка, длина которой составляет 1,7-2,4 глубины укладки заряда в грунт, перекрывает интервал в неразрыхленном грунте от поверхности земли до глубины укладки заряда, вся активная часть заряда располагается параллельно поверхности земли, при этом создается естественная закупорка всей активной части заряда неразрыхленным грунтом, а выполнение полой трубки внутренним диаметром на 5 мм больше диаметра средства инициирования позволяет дослать с поверхности земли в состав ВВ средство инициирования; в этом случае при взрыве уменьшается уровень поверхности волн-помех, увеличивается интенсивность полезного сигнала, а также исключается неэффективные трудозатраты на углубление конца активной части заряда и засыпку его рыхленным грунтом; проведение операций протягивания полой трубки через трубопровод до выхода ее конца за пределы трубопровода на длину, равную половине заданной глубины укладки заряда, и врезание ножа в грунт за такую же глубину с последующей фиксацией на поверхности земли радом с трубопроводом конца полой трубки позволяют уменьшить длину полой трубки и улучшить условия досылки инициатора в состав ВВ; эта задача решается по мере дальнейшего продвижения укладчика и врезания ножа в грунт до заданной глубины, за счет того, что нож формирует канал, в который протягивается более коротким путем, а затем и укладывается конец полой трубки, ранее зафиксированный на поверхности земли; завершая взаимосвязанные технические операции, производят укладку заряда, сохраняя заданную глубину по всей его длине, через полую трубку вводят в состав ВВ средство инициирования, оставляя концы проводников за пределами полой трубки для подсоединения их к магистральным проводам и осуществления взрыва.

В зависимости от сейсмогеологической задачи, рельефа местности и плотности грунта определяются общая масса навесного ножевого укладчика и длина его ножа, масса и мощность транспортного средства и его гидравлической системы. На этой основе опытным путем определяют угол врезания ножа в грунт в градусах, оптимальную глубину погружения заряда в грунт с точки зрения достаточности полезного сигнала и качества сейсмического материала, длину (базу) линейного заряда. Многолетняя статистика практических работ показала, что врезание ножа в грунт происходит в зависимости от усилий гидравлической системы транспортного средства и плотности грунта (от I до IV категорий) под углом от 40 до 25^o. Глубина погружения заряда в грунт 0,7-0,9 м.

При работе в летний период времени в грунтах I и II категорий плотности, например на пахотных и им подобных землях, врезание ножа осуществляется под давлением собственной массы навесного укладчика на плавающем ходу. В том случае, если бы укладка производилась без предварительного врезания ножа, максимальная длина полой трубки l, перекрывающей интервал в неразрыхленном грунте от места первоначального врезания ножа в грунт с поверхности земли до заданной глубины укладки заряда, получается при угле врезания 25^o и составляет l h/sin 25. При глубине погружения 0,7-0,9 м длина трубки равняется соответственно 1,66-2,14 м. Однако за счет операций протягивая полой трубки через трубопровод до выхода ее конца за пределы трубопровода на длину, равную половине заданной глубины укладки заряда, и врезания ножа в грунт на такую же глубину без укладки трубки и фиксирования конца трубки на поверхности земли рядом с трубопроводом после врезания ножа в грунт длина полой трубки может быть уменьшена на величину, равную по крайней мере 0,7 0,3 глубины укладки заряда (в зависимости от угла врезания), и составляет или 1,7-2,4 глубины укладки заряда.

Для проверки эффективности работы предложенного способа были проведены испытания в полевых условиях. При испытаниях использовались следующие способы и взрывные источники для возбуждения сейсмических волн: способ возбуждения сейсмических волн по авт.св. СССР N 613276 (прототип) с использованием линейного заряда из водосодержащего ВВ акванала АМШ (ТУ 84-1006-84) диаметром 18 мм, длиной 20 м и массой 4,1 кг; способ возбуждения сейсмических волн по предлагаемому изобретению с использованием линейного заряда, все параметры которого аналогичны вышеуказанному заряду. Предварительно перед наполнением гибкого шланга акваналом АМШ один из его концов был снабжен полой трубкой, длина которой составляла 1,7 м, внутренний диаметр 12 мм, толщина стенки 1,6 мм.

Испытания проводились в ПО "Куйбышевнефтегеофизика" на профиле N 11 Стрелецкой площади сейсморазведочной партией N7. На пикетах взрыва по обе стороны линии профиля (одновременно является и линией наблюдения) заряды были уложены в грунт на глубину 0,7м.

С одной стороны укладка производилась по способу, защищенному авт.св. СССР N613276 следующим образом: конец заряда вставляли в трубопровод ножа укладчика, колышком отмечали место начала погружения заряда, нож укладчика врезали при движении в грунт до глубины 0,7 м и укладывали на этой глубине весь заряд. На месте, отмеченном колышком, вдоль канала откапывали конец заряда, подсоединяли электродетонатор, погружали конец заряда с детонатором в канал и засыпали канал грунтом, оставляя концы проводников на поверхности земли.

С другой стороны линии профиля укладка производилась по заявленному способу: полую трубку протягивали через трубопровод ножа укладчика, выпуская конец трубки за пределы трубопровода на длину 35-40 см. С помощью гидравлической системы укладчика нож погружали на глубину 35-40 см, конец полой трубки шпагатом привязывали к колышку, вбитому радом с местом погружения ножа, при движении укладчика нож врезали в грунт до глубины 70 см и производили укладку всего заряда, сохраняя эту глубину. После укладки заряда через полую трубку с помощью досылателя (диаметром 9 мм, длиной 1,8 м, выполненного из полиэтилена высокого давления) в заряд вводили электродетонатор на всю длину досылателя.

На каждом пункте взрыва первоначально инициировался линейный заряд по известному способу (авт. св. СССР N 613276), затем по заявленному. При полевых наблюдениях использовалась 96-канальная асимметричная схема наблюдений ОГТ на базе 2375 м и расположением пункта взрыва между 24 и 25 каналами приемной расстановки. Расстояние между пунктами взрыва и пунктами приема составило 25 м, что обеспечивало 48-кратное суммирование в точках ОГТ. Прием колебаний осуществлялся группированием сейсмоприемников СВ-20 в количестве 24 прибора на канал на базе 32 м с распределением чувствительности по трапеции с целью эффективного подавления низкоскоростных волн-помех. Для регистрации колебаний использовалась 96-канальная цифровая сейсмостанция "Прогресс-96" при параметрах записи 14-125 Гц.

Полученные при возбуждении сейсмические записи были подвергнуты динамической обработке по программе RESOL (SDS-3) с оценкой результатов окончательной обработки временных разрезов.

Как видно из таблицы, предлагаемое изобретение на способ возбуждения сейсмических волн превосходит по всем параметрам результаты динамического анализа сейсмических записей при испытании предложенного способа в сравнении с прототипом- прототип (авт.св. СССР N 613276).

Использование предлагаемого способа для сейсморазведочных работ позволит увеличить эффективность геофизических исследований, лучше сохранить структуру почвы, сократить материальные и трудовые затраты.

Формула изобретения

Способ возбуждения сейсмических волн, включающий наполнение гибкого шланга текучим взрывчатым веществом, герметизацию его в шланге, протягивание заряда через трубопровод ножевого укладчика до выхода его конца за пределы трубопровода, врезание ножа укладчика в грунт с последующей укладкой заряда на заданную глубину под слой грунта по мере продвижения укладчика, с выводом одного из его концов на поверхность земли, оснащение заряда через выведенный конец средством инициирования и возбуждение детонации, отличающийся тем, что предварительно перед выполнением гибкого шланга текучим взрывчатым веществом один из его концов снабжают полой трубкой, длина которой составляет 1,7 2,4 глубины погружения заряда в грунт, а ее внутренний диаметр превышает не менее чем на 5 мм внешний диаметр средства инициирования, протягивают полую трубку через трубопровод ножа укладчика до выхода ее конца за пределы трубопровода на длину, равную половине заданной глубины укладки заряда в грунт, на такую же глубину врезают нож в грунт и фиксируют на поверхности земли конец полой трубки, затем по мере дальнейшего продвижения укладчика врезают нож в грунт до заданной глубины и производят укладку, сохраняя заданную глубину по всей длине заряда, а средство инициирования вводят в состав взрывчатого вещества через полую трубку.

РИСУНКИ

Рисунок 1