Скважинный пьезоэлектрический геофон

 

СКВАЖИННЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕС .КИЙ ГЕОФОН, содержащий цилиндрическое основание с планкой, консольно закрепленный на планке пьезоэлемент, держатель пьезоэлемента, цилиндрический защитный корпус, кабельный провод и герметизирующие уплотнители, отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности геофона и обеспечения возможности ее регулирования, он дополнительно содержит акустический контакт и регулятор чувствительности, причем держатель пьезоэлемента шарнирно закреплен на планке, акустический контакт жестко закреплен на свободном конце пьезоэлемента и прижат к внутренней стенке цилиндрического защитного корпуса посредством регулятора чувствис € тельности, закрепленного на планке. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 с 01 V 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 2 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3636955/18-25 (22) 22.08.83 (46) 07.09,86. Бюл, И - 33 (72) И.А.Ахвердиев, 10.В.Трифонов и А.Е.Бречко (53) 550.834(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 84490, кл. С Ol V 1/20, 1949.

Авторское свидетельство СССР

Р 754344, кл. С Ol V 1/20, 1978, Авторское свидетельство СССР

Ф 911407, кл. G 01 V 1/20, 1980. (54)(57) СКВАИ(ННЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕС,КИЙ ГЕОФОН, содержащий цилиндрическое основание с планкой, консольно закрепленный на планке пьезоэлемент, „„SU„„11194T3 А держатель пьезоэлемента, цилиндрический защитный корпус, кабельный провод и герметизирующие уплотнители, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности геофона и обеспечения воэможности ее регулирования, он дополнительно содержит акустический контакт и регулятор чувствительности, причем держатель пьезоэлемента шарнирно закрепJIpH на планке, акустический контакт жестко закреплен на свободном конце пьезоэлемента и прижат к внутренней стенке цилиндрического защитного корпуса посредством регулятора чувствительности, закрепленного на планке.

111

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам оценки состояния массивов горных пород при добыче полезного ископаемого подземным способом, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства в качестве датчика сигналов акустической эмиссии.

Известны скважинные пьезоэлектрические геофоны, включающие цилиндрическое оенование с планкой, на которой посредством элементов крепления консольно закреплен пьезоэлемент, цилиндрический защитный корпус, кабельный провод и герметизирующие уплотнители.

Принцип действия геофона состоит в следующем.

От возникшего в массиве породы звукоразрушения (треска), обычно короткого звукового импульса, колебания распространяются по всем направлениям. Когда фронт группы звуковых волн, возникших в породе, достигает геофона, пьезоэлемент, закрепленный консольно, колеблется, за счет происходящих при этом деформаций пьезоэлемента на его обкладках образуется разность потенциалов. Возникший ток усиливается и преобразуется усилителем.

Недостатком таких геофонов являет. ся то, что звуковые волны (сигналы акустической эмиссии), заставляющие вибрировать пьезоэлемент, вследствие низкого коэффициента передачи энергии в местах заделки геофона (резьбовые соединения, герметизирующие уплотнители и зажимы), проходя от цилиндрического основания геофона через торец пьезоэлемента, в значительной степени ослабляются, а та часть энергии, которая передается от защитного корпуса через воздушную камеру (воздух, заполняющий полость защитного корпуса), вследствие большой разности в акустических сопротивлениях двух сред (твердое тело — воздух) вообще может не дойти до пьезоэлемента. Поэтому такие геофоны обладают малой чувствительностью. Кроме л этого, таким геофонам присуща односторонняя направленность, так как наибольшую чувствительность (осевую или вертикальную) они имеют в направлении, перпендикулярном плоскости пьезоэлеменга, что вызывает необходимость в разработке специальных

9 73 2 устройств (сложных в исполнении конструкций).

Наиболее близ нм техническим решением является cKBàæèííûé электричес—

5 кий геофон, содержащий цилиндрическое основание с планкой, консольно закрепленньп на планке пьезоэлемент, держатель пьезоэлемента, цилиндрический защитн|й корпус, кабельный провод и герметизирующие уплотнители.

При этом пьезоэлемент изогнут вдоль продольной оси по винтовой линии с целью получения круговой диаг— раммы направленности.

Устройству присущи те же недостатки, что и указанным вьппе геофонам: малая чувствительность и сложность конструкции, а также невозможность регулировки чувствительности.

Целью изобретения является повьппение чувствительности геофона и обеспечение возможности ее регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что скважинный пьезоэлектрический геофон, содержащий цилиндрическое основание с планкой, консольно закрепленный на планке пьезоэлемент, держатель пьезоэлемента, цилиндрический зап;итный корпус, кабельный провод и герметизирующие уплотнители, дополнительно содержит акустический контакт и регулятор чувствительности, причем держатель пьезоэлемента шарнирно закреплен на планке, акусти—

35 ческий контакт жестко закреплен на свободном конце пьезоэлемента и прижат к внутренней стенке цилиндрического защитного корпуса посредством регулятора чувствительности, закрепленного на планке.

На чертеже представлен скважинный пьезоэлектрический геофон.

Он содержит цилиндрическое основание 1 с планкой 2, на которой закреплен регулятор чувствительности 3, пьезоэлемент ч, один конец которого закреплен в держателе 5 и шарнирно связан с планкой 2, а другой — в акустическом контакте 6, который прижат к внутренней стенке цилиндрического защитного корпуса 7 посредством регулятора чувствительности 3.

В продольном осевом отверстии цилинд рического основания 1 и втулки 8 размещен кабельный провод 9. Во избежание попадания влаги во внутреннюю полость геофона в него введены уплотнители 10 11, 12 и кольцо 13.

1119473

Редактор С. Титова

Техред Л.Сердюкова

Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 4845/1

Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Скважинный пьезоэлектрический гео1фон работает следующим образом.

Возникшие в цилиндрическом защитном корпусе 7 звуковые волны, имея непосредственно прямую связь через акустический контакт 6, вызовут колебания свободного конца пьезоэлемента 4, который под действием возбуждающих волн начнет колебаться как балка, опертая на внутреннюю стенку цилиндрического защитного корпуса 7 с одной сторсны и жестко закрепленная своим торцом в держателе 5 с другой стороны. При этом на обкладках пьезоэлемента будут возникать попере- 5 менно в такт колебаниям то положительные, то отрицательные заряды, а между обкладками возникнет разность потенциалов. Возникший ток усиливается и преобразуется усилителем.

Применение данной конструкции геофона по сравнению с известными позволяет за счет прямой передачи звуковых волн от стенки цилиндрического защитного корпуса на пьезоэлемент через акустический контакт резко повысить чувствительность геофона и регулировать ее в пределах необходимой величины. При этом чувствительность геофона не будет зависеть от положения плоскости пьезозлемечта, так как отпадает необходимость в угловом ориентировании геофона в скважине, что значительно упрощает его конструкцию и эксплуатацию.

Скважинный пьезоэлектрический геофон Скважинный пьезоэлектрический геофон Скважинный пьезоэлектрический геофон 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии сейсмической разведки и сейсморазведочному построению представления подземных слоев

Настоящее изобретение относится к морским сейсмическим исследованиям и, в частности, к соединительной системе, предназначенной для прикрепления оборудования к морской сейсмической косе и отсоединения от нее оборудования. Заявленная группа изобретений включает соединительную систему, предназначенную для присоединения внешнего устройства к участку подводного кабеля, втулку, предназначенную для поворотного присоединения внешнего устройства к сейсмическому кабелю, способ прикрепления внешнего устройства, устанавливаемого на подводном кабеле и прикрепленного к паре манжет, к паре втулок, каждая из которых имеет поясок и возвышающийся выступ, и способ отсоединения внешнего устройства, установленного на подводном кабеле и прикрепленного к паре манжет, каждая из которых выполнена с зазором, от пары втулок, каждая из которых имеет возвышающийся выступ. Причем соединительная система содержит первую втулку, закрепленную вокруг подводного кабеля в конкретном местоположении и имеющую поясок и возвышающийся выступ на своей наружной поверхности, вторую втулку, закрепленную вокруг подводного кабеля на расстоянии от первой втулки и имеющую поясок и возвышающийся выступ на своей наружной поверхности, первую С-образную манжету, присоединенную с возможностью поворота к первой втулке и имеющую внутреннюю поверхность, предназначенную для скольжения по пояску первой втулки, и зазор, образованный в указанной манжете продольным промежутком между концами С-образного контура, при этом ширина промежутка между указанными концами больше максимального окружного размера выступа, выполненного на первой втулке, или равна ему, вторую С-образную манжету, присоединенную с возможностью поворота ко второй втулке и имеющую внутреннюю поверхность, предназначенную для скольжения по пояску второй втулки, и зазор, образованный в указанной манжете продольным промежутком между концами С-образного контура, при этом ширина промежутка между указанными концами больше максимального окружного размера выступа, выполненного на второй втулке, или равна ему. Заявленная втулка содержит поясок, проходящий в окружном направлении вокруг периферии втулки, возвышающийся буртик, расположенный на заднем конце пояска, и возвышающийся выступ, расположенный на противоположном переднем конце пояска и проходящий вдоль части периферии втулки. Заявленный способ прикрепления внешнего устройства включает прикрепление пары манжет, выполненных с зазорами, к внешнему устройству, поворот втулок относительно друг друга для согласования выступов, выполненных на двух втулках, надевание в радиальном направлении манжет на кабель через указанный зазор, перемещение манжет в продольном направлении вдоль кабеля, так что согласованные выступы проходят через зазоры, в заданное положение вокруг внутренней втулки и поворот втулок относительно друг друга для смещения выступов относительно друг друга. Заявленный способ отсоединения внешнего устройства включает поворот втулок относительно друг друга для согласования выступов, выполненных на двух втулках, перемещение манжет в продольном направлении вдоль втулок, так что согласованные выступы находятся в зазорах, до тех пор, пока они не пройдут втулку и снятие с кабеля манжеты, прикрепленной к внешнему устройству, в радиальном направлении. Технический результат заключается в том, что при попутной волне указанные внешние устройства обеспечены прочной фиксацией и предотвращено такое выталкивание вперед внешнего устройства, что манжеты выходят из взаимодействия с поясками, это обеспечивается тем, что выступ препятствует сходу манжеты с пояска, когда промежуток смещен по окружности относительно выступа. 5 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Предложен способ сейсмических исследований, а также устройство и система для его осуществления. Способ предполагает возможность приема данных движения частиц и скорости вращения. Данные скорости движения частиц используются для получения характеристик волнового поля, а данные скорости вращения предназначены для отображения характеристик градиента волнового поля. Устройство включает в себя расстановку сейсмических сенсорных блоков, которые выполнены с возможностью осуществления измерений в связи с сейсмической разведкой, производимой на поверхности. Каждый сейсмический сенсорный блок включает в себя датчик движения частиц и датчик вращения. По найденным значениям характеристик волнового поля и градиента волнового поля строится изображение исследуемой геологической среды. Технический результат - повышение точности разведочных данных. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для сбора геофизических данных. Предлагается модуль (1) для обработки геофизических данных, поступающих по меньшей мере от одного геофизического датчика. Модуль содержит электронную плату (3), предназначенную для обработки геофизических данных, полученных по меньшей мере от одного геофизического датчика, две кабельных секции (4), каждая из которых имеет на одном конце соединитель (15), предназначенный для соединения с указанной электронной платой. Модуль отличается тем, что каждый соединитель (15) формирует одну полуоболочку и каждый соединитель (15) взаимодействует с одной другой полуоболочкой так, что вместе они формируют корпус, в который помещается электронная плата (3). Технический результат - повышение механической прочности корпуса. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 16 ил.

Способ для оценки скорости звука в воде в сети акустических узлов, расположенных вдоль буксируемых линейных акустических антенн, в котором множество акустических сигналов передается между узлами, при этом способ содержит следующие стадии: получение двух предопределенных расстояний, каждое из которых разделяет пару узлов ((А, В), (В, С)), размещенных вдоль одной и той же первой линейной акустической антенны (31); для каждого узла из пары первых и вторых узлов ((А, В), (В, С)) получение первой длительности распространения акустического сигнала, переданного между указанным первым узлом и третьим узлом (D), размещенным вдоль второй линейной акустической антенны (32), и второй длительности распространения акустического сигнала, переданного между указанным вторым узлом и указанным третьим узлом (D); и оценку указанной скорости распространения звука в воде как функции указанных двух предопределенных расстояний и указанных первой и второй длительности распространения, полученных для каждой пары узлов. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к охранным системам сигнализации, способным надежно контролировать перемещение любых объектов в охранной зоне, а именно к вспомогательному оборудованию, применяемому при развертывании и установке на местности сейсмических зондов, точность установки которых определяет точность определения координат местонахождения нарушителя. Такие системы используются для контроля протяженных объектов, например, государственной границы. Заявляется способ установки на местности сейсмического зонда, включающий установку не менее трех геофонов - датчиков сейсмических колебаний, расположенных друг относительно друга на строго заданных линейных и/или угловых координатах и соединенных с сейсмическим зондом, оборудованных блоком обработки сейсмической информации. Новым является то, что установку геофонов производят в точках на местности, определяемых при помощи ориентированного по азимуту в глобальной системе координат трафарета. Технический результат – повышение точности получаемых данных. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится в целом к области морской сейсмической разведки. В заявке описаны механизмы и способы, с помощью которых свободно перемещающиеся дистанционно управляемые средства (ROV) могут надежно захватывать и брать на борт легко управляемые сейсмические датчики (груз), пока они находятся в процессе перемещения, с помощью надводного судна в толще воды. Груз ROV может быть пополнен без необходимости возвращения ROV к надводному судну для получения дополнительного груза и без необходимости в тяжелой технике по спуску и извлечению. Также раскрыт обратный процесс возврата груза с ROV на надводное судно. Установка, управление и извлечение груза в неустойчивой (морской) среде проводятся более эффективно и надежно. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе проведения сейсморазведочных работ. Предлагается устройство сбора данных, содержащее пару входных выводов, выполненных с возможностью соединения с набором, состоящим по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика, формирующего полезный сейсмический сигнал, и средство обнаружения отключения для обнаружения частичного или полного отключения набора, состоящего по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика. Средство обнаружения отключения содержит средство введения малого тока в набор, состоящий по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика, для формирования сигнала смещения, частично зависящего от электрического сопротивления набора, состоящего по меньшей мере из одного аналогового сейсмического датчика, и добавляемого к полезному сейсмическому сигналу, причем сигнал смещения занимает только часть рабочего диапазона устройства сбора данных. Средство обнаружения отключения также содержит аналого-цифровой преобразователь и средство фильтрации для преобразования и фильтрации напряжения, измеренного на паре входных выводов, для получения измеренного значения сигнала смещения, и либо средство анализа изменения во времени измеренного значения сигнала смещения и включения сигнала тревоги при выполнении заданного условия, либо средство передачи измеренного значения сигнала смещения на удаленное устройство, выполненное с возможностью анализа изменения во времени измеренного значения сигнала смещения и включения тревоги при выполнении заданного условия. Технический результат – повышении точности получаемых данных. 2 н. и 7 з.п. ф -лы, 6 ил.

Настоящее изобретение относится к переключателю для морского сейсмического датчика. Переключатель включает в себя сильфон, имеющий закрытый конец, боковой участок и открытый конец, в котором боковой участок соединяет закрытый конец с открытым концом, закрытый конец включает в себя электропроводную поверхность и боковой участок действует как пружина; пробку основания, которая включает в себя первый входной и первый выходной контакты на первой стороне и второй входной и второй выходной контакты на противоположной стороне; и пробку, расположенную на открытом конце сильфона и выполненную с возможностью формирования камеры, внутри которой предусмотрены второй входной контакт и второй выходной контакт. Электропроводная поверхность замыкает накоротко второй входной контакт и второй выходной контакт, когда давление, большее, чем заданное давление (Р), действует на электропроводную поверхность. Технический результат - повышение информативности получаемых данных. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 13 ил.

Скважинный пьезоэлектрический геофон

Наверх