Сейсмический вибратор

 

СЕЙСМИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР,; включающий транспортное срецство с ус тдяовленньши на нем силовым приводом с органом управления, генераторе сигнала развертки и возбуаителем В1(браций , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьяпения произвощь тельностй работ путем автоматического регулирования перемещения вибратора по профилю в зависимости от частоты возбужцаемого сигнала, в него введены блок опрецеления периода колебаний сигнала развертки, блок умножения, блок установки множителей, компаратор, счет ное устройство, блок суммирования, блок установки слагаемых, ива ключа и цве схемы И, а также датчик пути, установленный на транспортном средстве и соединенный выходом с блоком суммирова ния, соединенным через первый ключ с блоком установки слагаемых, выход генератора сигнала развертки соединен с . вхоаами обеих схем- И, счетного устройства и устройства определения периода колебаний сигнала развертки, выход кото рого соединен с входом блока уъдножения, соединенного через второй ключ с (Л бпоаам установки множителей, выходы блоков суммирования и умноже1;ия через первую и вторую схемы И соединены с входами компаратора, выход которого соединен с органом управления силового привода, а выход счетного устройства соединен с первым и в.торым-клюfчaми. У1 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I (39) (И) 3 ) 4 01 Ч 1/09

Г.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ":::- :::::--:::--:::::::

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ l

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (21) 3285580/18-25 (22} 07.05.81 (46) 23.11.83.. Бюл. М 43 (72) 10. П. Бевзенко (71) Западно С:ибирское геофизическое управление «Запсибнефтегеофиэика (53) 550„834(088.8) (56) 1. Патент США % 4067244, rn. 74-61, опублнк. 1978.

2. Заявка ФРГ 2902636, an. 4 01 Y 1/14, опублик. 1979 (нрототип). (54) (57) СЕЙСМИЧЕСКИЙ ВИБРА еОР„ включаюший транспортное срецство с ус» т4новленными на нем силовым приводом с органом управления, генератором сигнала развертки и воэбуцителем вибраций, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью раоширения функциональных воэможностей и повышения проиэвоцительности работ путем автоматического регулирования переьвшвния вибратора по профилю в зависимости от частоты воэ» бужцаемого сигнала, в него ввецены блок опрецеления периода колебаний сиг .нала развертки, блок умножения, блок. установки множителей, КОМпараТор, сче е ное устройство, блок суммирования, блок установки слагаемых, цва ключа и цве схемы И, а также цатчик пути, устайовленный на транспортном средстве и соединенный выхоцом с блоком суммирования, соединенным через первый ключ с блоком установки слагаемых, выхоц ге нератора сигнала развертки соецинен с . вхоцами обеих схем И, счетного устройства и устройства опрецеления периоца колебаний сигнала развертки, выхоц кото- рого соецинен с вхоцом блока умножения, соециненного через второй ключ с блоком установки множителей, выхоцы блоков суммирования и умножения через первую и вторую схемы И соецинены с вхоцами компаратора, выхоц которого соецинен с органом управления силового привоца, à samoa счетного устройства соецинен с первым и вторым- ключами.

Изобретение относится к устройствам пля возбужцения вибрационных сейсмических сигналов на поверхности земли.

Известны сейсмические вибраторы, содержащие возбуцитель вибраций, укрепленный на транспортном срепстве так, что при возбуждении сигнала, воз буцитель вибраций прижат к грунту, а транспортное срецство приподнято нап ним. Устройство позволяет произвоцить возбужцечие сигнала в стационарной. точке Г1 3 ..

Однако вибраторы облапают минималь - ными техническими возможйостями в смысле супе рпозиции возбужпаемых сиг» налов, не отличающимися от возможностей импульсных истдчников с минимальной. произвопительностью, так как процесс возбужпепия сигналов и перемещения вибраторов не совмещены во времени.

Наиболее близким к прецлагаемому техническим решением является сейсмический вибратор, включающий транспортное средство с установленными на нем силовым привопом с органом управления, генератором сигнала развертки и возбу ци1елем вибраций.

В процессе возбуждения сигналов вся установка может перемешаться по профилю. Такое устройство обладает более широкими техническими возможностями пространственной суперпоэиции воэбуж- паемых сигналов,. так как кажцый цуг возбужцаемых колебаний может быть распрецелен в пространстве. А за счет совмещения возбужцения с перемешением повышается произвоцительность работ f2 1.

Оцнако технические возможности из вестного вибратора недостаточно широки, так как устройство позволяет произвоцить перемещение источника лишь по заранее рассчитанным жестким законам, и при изменении какого-либо их параметров (например, скорости изменения частоты), систему необходимо останавливать и перестраивать, что в конечном счете снижает произвоцительность.

Е1елью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение производительности работ путем автоматического регулирования перемещенияя вибратора по профилю в зависимости от частоты возбужцаемого сигнала.

Поставленная цель постигается тем, что в сейсмический вибратор, включающий транспортное срецство с установленными на нем силовым привопом с органом.

56103 2 управления, генератором сигнала развертки и воэбупителем вибраций, saeaeны блок опрецеления пе риопа колебаний. сигнала развертки, блок умножения,. блок

5 установки множителей, компаратор, счетное устройство, блок суммирования, блок установки слагаемых, пва ключа и цве схемы И, а также цатчик пути, установленный на транспортном срепстве и сое10 пиненный выходом с блоком суммирования, соединенным через первый ключ с блоком установки слагаемых, выхоц ге нератора сигнала развертки соецинен с вхопами обоих схем И, счетного устройt5 ства и устройства определения периоца колебаний сигнала развертки, выхоц которого соецинен с вхоцом блока умножения, соединенного через второй ключ с блоком установки множителей, выхопы блоков

20 суммирования и умножения через первую и вторую схемы И соецинены с вхопами компаратора, выхоц которого соепинен с органом управления силового привоца, а выхоп счетного устройства соединен с

25 первым и вторым ключами.

На чертеже изображен сейсмическими вибратор.

На транспортном срецстве 1, имеюЗ0 шем силовой привоц 2 и пвижитель 3, установлен возбуцитель 4 вибраций, с которым соединен выхоц генератора 5 сигнала развертки, параллельно соецинен» ный с вхоцом автоматического устройства 6 управления, к которому поцклю35 чен датчик 7 пути.

В автоматическом устройстве 6 управления выхоц генератора 5 сигнала развертки соепинен с вхопом блока 8

40 (опрепеляется периоц колебаний сит нала развертки), выхоц которого соецинен с вхоцом блока 9 умножения.

Выхоп блока 9 умножения через схему И 10 соецинен с sxoaoM компарато45 ра 11. К пругому вхопу компаратора ll через схему И 12 присоецинен выхоц блока 13 суммирования, вхоц которого соепинен с цатчиком 7 пути.

Блок 9 умножения через ключ 14 соецинен с блоком 15 установки множителей, а блок 13 суммирования через ключ 16 соецинен с блоком 17 установки слагаемых. Ключи 14 и 16 соецинены с выхоцом счетного устройства 18, вхоц которого соепинен с выхоцом генератора 5 сигнала раз вертки.

Выхоц компаратора 11 соецинен с органом управления силового привоца 2.

3 10561

Вибратор работает слецуюшим образом.

На генераторе сигнала развертки устанавливают закон развертки частот (начальную частоту, конечную частоту, цли» тельность сигнала развертки), в блоке 15 установки множителей устанавливают значения величин, пропорциональных кажущимся скоростям волн-помех, в блоке 17 установки слагаемых устанавливают эна- 10 чения величин, численно равные произвецениям начального периоца вибрации на значения величин, установленных в блоке 15, на счетном устройстве 18 устанавливают количество различных 15 законов движения, цо запуска сигнала развертки схемы И 10 и 12 нахоцятся в состоянии, запрещающем прохожцение сигналов на входы компаратора 11; счетное устройство 18 нахоцится в исхоцном нулевом состоянии, вспецствие чего ключи

14 и 16 закрыты, на цатчике пути 7 установлен нуль.

В момент запуска генератора 5 сит» нала развертки с его выхоца управляющий сигнал с начальной эацанной частотой поступает на возбудитель 4 вибрации и привоцит его в действие, оцновременно управляющий сигнал поступает на блок 8 опрецеления периеца колебаний, нача30 лом генерирования сигнала счетное уст ройство 18 перехоцит в первое состояние, возцействующее на ключ 14, в соответ:ствии с которым из блока 15 в блок 9 умножения поступает аналог первого из установленных множителей. В блоке 8 умножения происхоцит умножение этого аналога на величину начального периоца колебаний сигнала развертки. Оцновременно устройство 18 возцействует на ключ 40

16, вслецствие чего из блока 1-7 в блок .13 суммирования поступает аналог первого слагаемого, равный величине произведения, получаемой с блока 9 умножения, поц действием сигнала развертки схемы 45

И 10 и 12 открываются, и сигналы с блоков 9 и 13 поступают на вхоцы компаратора. Вслецствие .того, что в начальный момент времени эти сигналы зацаны равными межцу собой, на выходе компара-50 тора управляюший сигнал отсутствует. В соответствии с установленным законом изменения частоты вибрации, периоц колебаний меняется, что привацит к изменению произвецения на выхоце блока 9. При 55 этом, в силу того, что в блоке 13 сит нал бьш неизменным, на выхоце компаратора 11 образуется управляющий сигнал, 03 4 который взаимоцействует на силовой привоц 2 цвижителя 3. Движитель отрабатывает цвижение в соответствии с поступающим сигналом, при этом с цатчика пути в блок 13 поступает аналог проходного пути; который изменяет значение величины в блоке 13 так, что она стремится сравняться с величиной на вы-" хоце блока 9. Таким образом, пропорционально изменению периоца колебаний car» нала развертки изменяется местоположение вибратора, причем величина его автoua-„ тического перемещения пропорциональна изменению ценны волны - помехи. В момент прекращения сигнала развертки схемы И 10 и 12 закрываются и цвижение вибратора прекращается. После нового запуска весь процесс повторяется с той разницей, что счетное устройство 18 перехоцит во второе состояние, в соответствии с которым на блоки 9- и 13 поступают вторые постоянные числа. и т.ц цо тех пор, пока счетное устройство 18 не пройцет весь зацанный набор. После этого работа устройства повторяется.

Рассмотрим работу устройства на примере поцавления волны-помехи с оцной зацанной кажущейся скоростью.

Если цва оцинаковых источника, излучающих монохроматические колебания, расположить на расстоянии, равном половине цлины волны, то вцоль соециняюшей их прямой (в нашем случае вцопь профиля) амплитуца волны равна нулю.

В случае излучения сигнала переменной частоты расстояние межцу источниками нужно изменить в соответствии с изменением периоца колебаний, Обозначим через Т, и Т начальный и конечный периоцы колебаний сигнала развертки, Л и Л, — начальную и конечную цлины волны-помехи, Ч - кажу

4 шуюся скорость волны- помехи.

Для поцавления волны-помехи с ка жушейся скоростью V буцем возбужцать

Ф сигнал . цважцы и суммировать. Движение вибратора в кажцом случае буцет произвоцить пропорционально изменению периоца колебаний воэбужцаемо го сигнала. Тогда перемещение вибратофа при первом возбужцении равно

, = — (т- т„p, (w )

7„ гце Х„- перемещение вибратора при первом возбужцении;

V - коэффициент пропорционально сти;

Т„ - начальный периоц колебаний возбужцаемого сигнала;

1056103

Т - текуший период колебаний возбуждаемого сигнала.

Выберем коэффициент Ч ., так, чтобы расстояние межцу начальной и конечной точками возбуждения равно половине цли 5. ны волны-помехи при начальном периоде колебаний возбуждаемого сигнала. /. Ф

{тк тн)- g 1н тн

V1=T, V" М). к н

Это значит, что второе возбужденна вибратор начинает в той точке, rae он остановился после первого нозбужцения, т.е. цля произвоцства второго возбуж-; цения он уже выставлен в исходную точку.

Перемешение вйбратора нри втором возбуждении равно

Тк

Ч2 Т - -V (6)

TK T.„

Вычитая левую и правую чясти выраО женин (6) иэ соответствующих частей выражения (2 } получим

Ч -Ч =V (.J.

Ч1 - V2

Величины и — являются достоин

5 .- 2, 2 ными множителями, устанавливаемыми в блоке 16, в счетном устройстве устанавливается число 2, так как цля подав ления оцной,волны-помехи нужна сумма двух возбужцений, цаюшая одну точку характеристики направленности с нуле"вым значением ординары. .

Сейсмический вибратор может быть применен в любых вибросейсмических

5 работах. Он заменяет известные вибраторы, не имеюшие следяшей системы. привоца движителя.

Применение предложенного сейсмического вибратора позволит за счет

30 эффективного подавления низкоскоростных волн-помех уменьшить вынос источника от приемника, что в свою очередь цвет возмакность повысить производительность работ и увеличить достоверность геоло гической интерпретации материала.

3=Х -X . (у) Ъ Ч

{т-т„{i {т„- т„) . (зi

Опрецелим коэффициент пропорциональности так, чтобы расстояние между одинаковыми фазами первого и второго возбуждений всегда было .равно половине длины волны-помехи:

В - — 2ò, (Ô)

Ч

Подставив в (5) значения Х, к, у, Фариз (1) - (4), после преобразований получим

Составитель Г. Райкова

Редактор Н. Рогули Техред М.Надь Корректор И. Шщюши

Заказ. 9295/38 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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