Подвижное устройство для возбуждения поперечных сейсмических волн

рн934407

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1311.80 (2! ) 3002447/18-25 с присоединением заявки ¹

154) М. Кл.з

G 01 V 1/053

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0706.82, Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 070б.82 (53) УДК 550. 83 (088.8) (72) Автор изобретения

1,.;- 1

В.М. Переплетчиков

Специальное конструкторское бюро сейсмичеЪРьи иыытущ у„ (71) Заявитель (54) ПОДВИЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН

Изобретение относится к смонтированным на транспортных средствах источникам сейсмических сигналов, возбуждающим поперечные сейсмические 5 волны в грунте, и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ на нефть и газ.

Известно устройство для возбуждения поперечных сейсмических волн, в котором возбуждение волн происходит при помощи внедренных в грунт передающих элементов, выполненных в виде Пластин, на которые действует генерируемая устройством переменная горизонтальная сила. Это устройство смонтировано на транспортном средст-. ве и снабжено гидравлическим приводом и возбудителем вибраций, содер жащим инерционную и активную массы, последняя соединена с передающими силовое воздействие в грунт пластинами (11 .

Рабочий цикл устройства включает подготовительный этап, заключающийся во внедрении передающих элементов в грунт, в течение которого не происходит возбуждение сейсмической волны, что снижает производительность устройства. Эффективность возбуждения поперечных волн невысока также из-за деформации и разбивания грунта передающими элементами, вследствие чего теряется контакт передающих элементов с грунтом и не возбуждаются сейсмические волны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является подвижное устройство для возбуждения поперечных сейсмических волн, содержащее блок управления, транспортное средство, блок связи с грунтом,включающий образующие клинья пластины и плиту, жестко связанную с генератором переменной горизонтальной силы (21.

Возбуждение сейсмических волн в этом устройстве происходит в процессе внедрения передающих элементов (клиньев) в грунт под действием вертикальной и изменяющейся во времени горизонтальной сил. Угол при вершине клиньев выбирается, исходя из условия недопустимости полного погружения клиньев в грунт; под действием вертикальной и горизонтальной сил кливья несколько заглубляются в грунт и по мере разбивания грунта клинья и все устройство опускаются вниз и выбирают возникающий люфт. Однако на мягких грунтах клинья вскоре

934407

65 утопают в грунт полностью, устройство ложится на грунт опорной плитой, возникает люфт между пластинами и грунтом, и снижается сейсмическая эффективность. На твердых грунтах клинья уходят в грунт незначительно, 5 при этом эффективность устройства также мала, так как из-за малой площади контакта клиньев с грунтом работа происходит в условиях пластической деформации грунта. Чтобы не 30 допустить полного погружения клиньев, их приходится выполнять с большим углом при вершине,что ведет к росту нежелательной продольной составляющей волны и снижению амплитуды попе- 15 речной волны.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства за счет улучшения его связи с грунтом.

Поставленная цель достигается тем, что в подвижном устройстве для создания поперечных сейсмических волн,,содержащем блок управления, транспортное средство, блок связи с грунтом, включающий образующие клинья пластины и плиту, жестко связанную с генератором переменной горизонтальной силы, блок связи с грунтом снабжен закрепленной на плите промежуточной опорой и механизмом прижима пластин, причем пластины установлены на промежуточной опоре с возмож» ностью взаимного перемещения и попарно связаны между собой механизмом прижима.

Кроме того, пластины соединены 35 шарнирно; пластины выполнены упругоэластичными; механизм прижима выполнен в виде гидравлического привода; механизм прижима выполнен в виде упругоэластичного элемента. 40

Устройство может быть снабжено датчиком заглубления клиньев, связанным через блок управления с механизмом прижима пластин к грунту.Это. позволяет улучшить контакт передаю- 45 щих силовое воздействие пластин с грунтом, обеспечить их постоянное поджатие к грунту различной твердости, чем обеспечивается повышение сейсмической эФФективности устройст- 50 ва.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит генератор переменной горизонтальной силы,включающий в себя инерционную массу гидроцилиндр 1 и активную массу, состоящую из жестко соединенных двухштокового поршня 2 и плиты 3. На плите 3 смонтирован несущий кронштейн 4, на котором закреплены шарнир.60

5, а на направляющей б - механизм прижима, содержащий гидроцилиндр 7 и штоковый поршень 8, который связаны шарнирами 9 и 10 с передающими элементами — пластинами 11 и 12.

Пластины 11 и 12 через шарнир 5 связаны с кронштейном 4. На опорной плите 3 установлен также датчик 13 заглубления, включающий в себя стержень 14, подвижный упор 15,пружину 1б н контакты 17 и 18. На плите

3 и гидроцилиндре 1 установлены вибродатчики 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу блока управления (не показан) в гидроцилиндр 1 поступает рабочая жидкость, которая приводит гидроцилиндр 1 в колебательное движение. Возникающие при этом реактивные силы вызывают колебания активной массы — двухштокового поршня 2 и плиты

3. Источник вертикальной силы, в качестве которого используется масса всего устройства, заглубляет пластины 11 и 12 в грунт. Колебания плиты

3 передаются кронштейну- 4, пластинам

11 н 12 и через последние — в грунт возбуждая сейсмические волны. При этом в гидроцилиндр 7 не производится подкачка (или расход) рабочей жидкости. Пластины 11 и 12, кронштейн

4, направляющая б, гидроцилиндр 7 и штоковый поршень 8 образуют жесткую конструкцию, так как рабочая жидкость в гидроцилиндре 7 практически несжимаема.

Предлагаемое устройство может работать в различных режимах.

В первом режиме при появлении сигналов с датчиков 19 и 20, свидетельствующих о появлении люфта между пластинами 11 и 12 и грунтом, в гидроцилиндр 7 подается рабочая жидкость, вследствие чего пластины 11 и 12 расходятся и выбирают возникший люфт. Существует четкая корреляция между появлением люфтов и изменением сигналов вибродатчиков, установленных на виброплатформе и инерционной массе. Когда при колебаниях инерционной массы скорость изменяется по синусоидальному закону, то с возникновением люфта закон изменения скорбсти становится близким к прямоугольному. При устранении люфтов колебания вновь приобретают синусоидальный характер. Изменяется и амплитуда колебаний. Регулировка подачи рабочей жидкости в гидроцилиндр 7 осуществляется на основании визуального наблюдения осциллограмм, снимаемых с датчиков 19 и 20, так же как и подача сигналов с датчиков 19 и 20 на блок управления (не показан), усиление и преобразование этих сигналов в расход рабочей жидкости, подаваемой в гидроцилиндр 7.

При увеличении объема рабочей жидкости в гидроцилиндре 7 штоковый поршень 8 и гидроцилиндр 7 раздвигают пластины 11 н 12, гидроцилиндр

7 опускается вместе с направляющей

934407 б, перемещающейся в кронштейне 4.

После завершения сеанса развертки (возбуждения сейсмических волн) на одной физической точке в гидроцилиндре 7 устанавливают первоначальный объем жидкости. 5

Во втором режиме на участках с примерно равными характеристиками грунта практически подбирают путем регулирования объема рабочей жидкости в гидроцилиндре 7 оптимальный 10 угол между пластинами ll и 12 и затем его не изменяют до переезда на участки с другими физико-механическими свойствами грунта °

В третьем режиме, если необходимо 15 не допустить полного погружения пластин в грунт, то на плите устанавливается датчик 13 заглубления. Под действием вертикальной и горизонтальной сил пластины 11 и 12 погружаются в грунт. При достижении ими определенной глубины подвижный упор

15 датчика 13 касается поверхности грунта, смещается вверх; замыкаются контакты 17 и 18 и подается сигнал на увеличение объема рабочей жндкости в гидроцилиндре 7, при этом раствор пластин 11 и 12 (угол при вершине клина) увеличивается и их заглубленне прекращается.

Предлагаемое устройство может быть использовано для выборки люфта при работе с передающими элементами, выполненными в виде буров или пластин, если пластины 11 и 12 выполнить гибкими (упругоэластичными). Для 35 этого между пластинами ll и 12 создают замкнутый объем, подача рабочей жидкости в которой будет изменять прогиб пластин 11 и 12 и тем самиа4 выбирать люфт между ними и грунтам. 40

При использовании механической схемы управления пластинами вместо гидроцилиндра 7 устанавливается, например, пружина сжатия с механизмом регулирования. Если гидроцилиндр 7 и штоковый поршень 8 установить выше передающих пластин 11 и 12 (или опорной плиты 3), то станет возможно производить нми регулировку нескольких пар передающих элементов.

Предлагаемое устройство обеспечивает надежный контакт передающих элементов с грунтом, а следовательно, и высокую эффективность сейсморазведочных работ.

Формула изобретения

1. Подвижное устройство для возбуждения поперечных сейсмических волн, содержащее блок управления, транспортное средство, блок связи с грунтом, включающий образующие клинья пластины и плиту, жестко связанную с генератором переменной горизонтальной силы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности его в работе эа счет улучшения связи с грунтом, блок связи с грунтом снабжен закрепленной на плите промежуточной опорой и механизмом прижима пластин, причем пластины установлены на промежуточной опоре с воэможностью взаимного перемещения и попарно связаны мвжду собой механизмом прижима.

2. Устройство по и. 1, Ь т л ич а ю щ е е с я тем, что пластины соединены шарнирно.

3. Устройство по пи. 1 .и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что пластины выполнены упругоэластичныки.

4. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч. а ю щ е е с я тем, что механизм прижима выполнен в виде гидравлического привода.

5. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что механизм прижима выполнен в виде упругоэластичного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент CQR 9 3106982,кл.181-05, опублик. 1963.

2.Патент.ОЖ В 3159233,кл.181-05,. опублик. 1964 (прототип).

934407

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Эакаэ 3930/42

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Чихладэе

Редактор М. Ткач ТехредЛ. Пекарь, Корректор И. Муска