Устройство для генерирования вибрационных сейсмосигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ВИБРАЦИОННЫХ СЕЙСМОСИГНАЛОВ, содержаV щее вибратор, установленный на излучающей платформе, размещенной на грунте и связанной с ним анкерами, отличающееся тем, что, с целью увеличения сейсмической эффективности за счет исключения искажений волнового поля, а также повышения стабильности излучаемых сигналов, анкеры связаны с излучающей платформой через упругие элементы, вьтолненные в виде консольных балок, жестко закрепленных на излучающей платформе и связанных с анкерами посредством натяжного устройства, при этом анкеры установлены спредварительным натягом . Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) А зсю С 01 V 1/047

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1,".

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3539400/18-25 (22) 17.01.83 (46) 30.07.84. Бюл. Ф 28 (72) Н.В.Макарюк и Н.П.Ряшенцев (71) Специальное конструкторское бюро прикладной геофизики СО АН СССР (53) 550.83(088.8) (56) 1. Патент США Ф 3363720, кл. G 01 V 1/14, опублик. 1968

2. Патент США У 3 365 019, кл. G 01 V 1/14, опублик. 1968

3. Патент США 9 3.509.960, кл. С 01 V 1/02, опублик. 1970 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ

ВИБРАЦИОННЪ|Х СЕЙСИОСИГНАЛОВ, содержащее вибратор, установленный на излучающей платформе, размещенной на грунте и связанной с ним анкерами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения сейсмической эффективности за счет исключения искажений волнового поля, а также повышения стабильности излучаемых сигналов, анкеры связаны с излучающей платформой через упругие элементы, выполненные в виде консольных балок, жестко закрепленных на излучающей платформе и связанных с анкерами посредством натяжного устройства, при этом анкеры установлены с предварительным натягом.

40 2 вестных решениях виброплатформа связана с грунтом путем натяжения сравнительно жесткой анкерной конструкции, жесткость которой обусловливается как жесткостью непосредственно анкера, так и жестким его креплением к излучающей платформе и грунту посредством якоря. При этом общая жесткость (податливость) анкерного устройства в целом, как правило, существенно отличается от жесткости системы излучающая платформа — грунт, что особенно проявляется при установке виброисточника на мягких грунтах осадочного происхождения. Такая схема излучения сейсмоволн обусловливает приведенную жесткость системы излучающая платформа — грунт, равную суммарной жесткости грунта и непосредственно анкера, и при передаче периодического воздействия на грунт анкерного устройства нагружается периодическим усилием, соизмеримым на максимальных режимах излучения с усилием его предварительной затяжки. При этом заделка анкера, работая как самостоятельный сейсмоисточник, искажает волновую картину в

"ближней" зоне, обусловленную динамикой излучающей платформы, и накладывает дополнительные требования на глубину расположения задержки.

Помимо вредного взаимодействия излучающей платформы и анкера, недостаток заключается в том, что такие условия постоянно ведут к нарушению надежного сцепления якоря с грунтом в зоне заделки и нарушению надежного контакта платформы с грунтом. В конечном счете это приводит к и<жажению формы и изменению параметров (интенсивность, фаза и т.п.) излучаемых сейсмоволн в пределах сеанса излучения. Постоянно требуемая при этом для стабилизации сигнала дополнительJ ная подтяжка анкерного крепления гидравлическим (или иным способом) не обеспечивает необходимой идентичности характеристик виброисточника на контакте с грунтом и, как следствие, повторяемости излучаемых сигна!

Недостатком этого вибрационного источника является низкая стабиль— ность и, как следствие, неудовлетворительная повторяемость излучаемых виброисточником сейсмосигналов в течение и между сеансами излучения.

Это существенно ограничивает возмсжности методом приема, накопления и интерпретации низкочастотных вибросигналов различной формы, уменьшает глубину и дальность их приема. Описанные н llo(. татки вызваиь тем, что в иэ лов между сеансами излучения при неизменных прочих параметрах виброисточника (частота, вынуждающая сила и т.п.), Цель изобретения — увеличение сейсмической эффективности за счет исключения искажения воли вого поля, а также повьппения стабп3 < сти и iyчаемых сигналов

1 1 1058

Изобретение относится к вибрационной технике, точнее, к источникам колебаний, и может быть использовано в качестве виброисточника сейсмических сигналов при вибрационном просвечивании Земпи, для исследования глу— бинного строения Земли и проведения региональной сейсморазве;:ки на нефть, газ и руду, для прогноза землетрясений и изучения вулканизма и т.п. 10

Известен виброисточник сейсмосигналов 5 13, в котором для излучения сейсмических волн в среду используется жесткая виброплатформа, установленная на земной поверхности и содер- 15 жащая возбудитель вертикальных колебаний. В этом источнике сигналов для повышения мощности излучения и исключения искажений формы вибросигнала вследствие отрыва виброплатформы пос- уб ледняя прижата к грунту весом всего устройства либо дополнительным пригрузом (вес транспортногс средства, пригрузочная масса и т.п.). .Такие виброисточники материалоемки, громоз- дки, имеют большие габариты, требуют использования дополнительных и вспомогательных устройств.

Известен также виброисточник .2j, использующий для этих целей вакуумныйзо отсос между виброплатформой и грунтом или аналогичные методы. Однако это усложняет конструкцию, снижает надежность виброисточника и эффективность передачи сейсмической энергии в среду.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для генерирования вибрационных сейсмосигналов, содержащее вибратор, установленный на

40 излучающей платформе, установленной на грунте и связанной с ним анкерами.

Анкеры гидравлически вдавливаются в грунт на определенную глубину и закрепляются также гидравлически с по45 мощью якорного устройства 33.

1105840

ВНИИПИ Заказ 5596/36 Тираж 711 Подписное

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

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для генерирования вибрационных сейсмосигналов, содержащем вибратор, установленный на излучающей платформе, размещенной на грунте и связанной с ним анкерами, анкеры связаны с иэлучающей платформой через упругие элементы, выполненные в виде консольных балок, жестко закрепленных на излучающей платформе и связанных с анкерами посредством натяжного устройства, при этом анкеры установлены с предварительным натягом °

На фиг.1 представлено устройство, общий вид, на фиг.2 — вариант его конструктивного исполнения.

Устройство для генерирования вибрационных сейсмосигналов содержит излучающую платформу 1, на которой установлен возбудитель колебаний 2.

Излучающая платформа 1 установлена на поверхности грунта 3. Анкеры 4, жестко закрепленные в грунте посредством якорей 5, натягиваются предва25 рительным усилием заданной величины с помощью натяжных устройств 6. Усилие предварительной затяжки анкеров

4 передается на излучающую платформу

1 через упругие элементы 7, выполнен-З0 ные в виде консольных балок и обладающие большой податливостью (малой или квазинулевой жесткостью) .

Если консольную балку жестко закрепить на виброплатформе (фиг.2), З5 то это позволит дополнительно повысить надежность устройства за счет исключения поперечного изгиба анкеров, выступающих над поверхностью грунта. Для исключения взаимодействия волновых полей, создаваемых излучающей платформой 1 и анкерным устройством, анкеры 4 разнесены на потребное расстояние и расположены

I вне контура платформы, количество анкеров при этом не регламентируется.

В качестве упругих элементов с малой жесткостью, связывающих излучающую платформу с анкерами, могут быть использованы различного рода пружины, обладающие большой податливостью: механические (винтовые, тарельчатые), пневматические и т.д.

Уст ройс тв о ра б отае т следующим об— разом.

При работе возбудителя колебаний

2 генерируемые ии вибросигналы через излучающую платформу 1 передаются в грунт. Благодаря наличию упругих элементов с иалой жесткостью (консольных балок), связывающих излучающую платформу с анкерами, жесткость анкерного крепления сводится к нулю, а приведенная жесткость системы платформа — грунт определяется только жесткостью грунта . При этом анкеры 4 практически не нагружаются дополнительным периодическим воздействием и тем самым не искажают картину сейсмоволн, излучаемых колеблющейся независимо от анкеров платформой

1, не вызывают нарушения заделки анкеров 4 и ослабления усилия их предварительной затяжки. В совокупности это обеспечивает требуемую стабильность и повторяемость излучаемых вибросигналов. 2