Устройство для сейсмической разведки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ . РАЗВЕДКИ.содержащее источник высокого напряжения, соединенный с детонатором , закрепленным в одном торце заряда взрывчатого вещества, через ключевую схему, управляющий вход которой соединен с управляющим выходом сейсмостанции, содержащей регистратор и соединенной динией связи через формирователь импульса с зарядом взрывчатого вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения точной регистрации момента взрыва, формирователь импульса выполнен в виде фотоприемника, а часть линии связи между формирователем импульса и зарядом взрывчатого вещества .в виде волоконно-оптического кабеля, конец которого, соединенный с заря§ дом взрывчатого вещества, зафиксирован с зазором в полости, выполненной Л на противоположном.детонатору торце F заряда взрывчатого вещества.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(5g С 01 V 1/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и отя ытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3563477/18-25 (22) 13.03.83 (46) 07. 11.84. Бюл. Н 41 (72) В.Н. Курбатский (71) Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола и Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (53) 550.834(088.8) (56) 1. Патент США В 3292728, кл. 181-5, опублик. 1966.

2. Повля С.А. и др. Взрывное дело.

М., "Недра", 1976, с. 208 (прототип). (54)(57.) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ

РАЗВЕДКИ .содержащее источник высокого напряжения, соединенный с дето.натором, закрепленным в одном торце заряда взрывчатого вещества, через.„„SU„„ 94 A ключевую схему, управляющий вход которой соединен с управляющим выходом сейсмостанции, содержащей регистратор и соединенной линией связи через формирователь импульса с зарядом взрывчатого вещества, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения точной регистрации момента взрыва, формирователь импульса выполнен в виде фотоприемника, а часть линии связи между формирователем импульса и зарядом взрывчатого вещества .в виде волоконно-оптического кабеля, конец которого, соединенный с зарядом взрывчатого вещества, зафиксирован с зазором в полости, выполненной на противоположном детонатору торце. заряда взрывчатого вещества.

P П 22994, г

Изобретение относится к сейсморазведке, в частности к ее способам, основанным на использовании энергии упругих волн, создаваемых работой за. ряда взрывчатого вещества (ВВ).

В основе обработки сейсмических сигналов в данных методах лежит кинематический принцип, основанный на знании времени прихода сейсмических волн,при этом отсчет времени ведется от мо- 10 мента взрыва, сигнал которого, должен быть зарегистрирован с достаточной точностью..

Известно устройство, в котором регистрация момента взрыва осуществля. — 15 ется при использовании электрического импульса взрыва (1j .

Однако этот прием ограничен.при работе с погруженными зарядами ВВ, поскольку при этом электромагнитный 2п импульс резко ослабляется.

Наиболее близким к изобретению является устройство для сейсмической разведки, содержащее источник высокого напряжения, соединенный с детона- 25 тором, закрепленным в одном торце заряда ВВ, через ключевую схему, управляющий вход которой соединен с управляющим выходом. сейсмостанции, содержащей регистратбр и соединенной линией связи через формирователь импульса с зарядом ВВ.

В этом устройстве, боевая часть— заряд ВВ обвита несколькими витками провода, концы которого соединены с формирователем импульса {трансформатором) через источник. низкого напряжения. При подаче сигнала "Работа" от сейсмостанциина управляющий вход ключа последний подключает высокое

40 напряжение к детонатору, посредством которого возбуждается детонация в заряде ВВ. При его взрыве проволочная петля разрушается, размыкая моментную линию, и по спаду напряжения навхопе формирователя генерируется

° 45 электрический импульс, который записывается регистратором сейсмостанции )2j, б

Однако э известном устройстве снижа-50 ется надежность регистрации момента взрыва при проведении работ в водонасыщенных средах. При этом ненадежная изоляция провода моментной пинии может явиться причиной отсутствия спада напряжения на входе формирователя или, наоборот, наличия ложного, что характерно при сейсмических работах в шахтах, в условиях работы энергетичЕски мощного электрооборудования, а также вблизи промьпиленных зон.

Кроме того, надежность снижается за счет того, что механическое разрушение витков моментной линии часто не обеспечивает разрыв цепи моментной линии из-за нарушения изоляции и скрутки линии вблизи взрыва, а использование мелких зарядов ВВ, характерное для высокочастотной сейсморазведки, может не вызвать разрыва витков моментной линии. При этом заранее при- ходится ослаблять механическую прочность витков моментной линии, что может вызвать их преждевременное повреждение при закладке заряда ВВ

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения точной регистрации момента взрыва.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сейсмической разведки, содержащем источник высокого напряжения, соединенный с детонатором, закрепленными в одном торце заряда ВВ, черЕз ключевую схему, управляющий вход которой соединен с управляющим выходом сей смостанции, содержащей ре гистратор и соединенной с линией связи через формирователь импульса с зарядом ВВ, формирователь импульса выполнен в виде фотоприемника, а часть линии связи между формирователем импульса и зарядом В — в виде волоконно-оптического кабеля, конец которого, соединенный с зарядом ВВ, зафиксирован,с зазором в полости, выполненной на противоположном детонатору торце заряда ВВ.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит источник 1 высокого напряжения, ключ 2, 2-проводную боевую магистраль 3, детонатор 4, который зафиксирован в заряде В 5 с полостью 6, волоконно-оптический кабель (ВОК) 7, выход которого соеди" нен с входом фотоприемника 8 ° вход

ВОК закреплен в полости 6 заряда Â5, и регистратор 9, являющийся блоком сейсмостации 10.

В исходном состоянии заряд ВВ находится в шурфе 11, ключ 2 размыкает боевую магистраль 3.

По сигналу "Работа", сформированного в сейсмической станции импульсом напряжения, ключ 2 замыкает боевую магистраль 3, при этом на детоП 22994

1 .з иатор 4 поступает высокое напряжение, которое возбуждает в заряде ВВ

5 волну детонации.

Последняя распространяется по заряду BB и достигает дна полости 6.

В последующий момент под действием расширяющихся продуктов детонации воздух в зазоре. полости 6 ударно сжимается и он начинает светиться.

Принятый фотоприемником оптический импульс преобразуется в электрический, который записывается регистратором 9.

Согласно теории детонации .условия распространения незатухающей детона/ ционной волны заключаются в существовании ударной волны сжатия, являющейся предвестником- последующих детонационных процессов, связанных с реакцией взрывного химического разложения. Ударно-сжатое ВВ имеет высокие термодинамические параметры — температуру и давление и поэтому находится . в этот момент времени в состоянии близком к металлированной плазме.Дли-, 25 тельность такого состояния зависит:. от типа ВВ и находится в пределах от долей до десятка микросекунд.

Однако излучение такой плазмы незначительно из-за ее высокой начальной плотности, поскольку световые кванты, генерируемые этой плазмой, "застревают"в ней самой.

Благоприятные условия для излучения их в окружающую среду воэника35 ют при выходе волны детонации на свободную поверхность, т.е. при достижении его дна полости 6 и последующее время прохождения волны детонации Вдоль ее стенок. В .это Время про- 40 исходит расширение продуктов взрыва при выходе их в пространстве полости 6 и плазма становится разряженной, при этом она становится источником интенсивного излучения поскольку дли45 на свободного пробега световых квантов значительно увеличивается.

Кроме того, газ (воздух) в полости 6 при прохождении в нем ударной волны сам является источником оптического (и теплового) излучения, по50 скольку при ударном сжатии температура его возрастает до 3000 К н выше.

Я

Полость Ь является светоиодом, ) псскольку невоэмущенное ее пространство до торца ВОК вЂ” оптически прозрачно.

Поток светового (тепловогo) излучения попадает на вход ВОК 5, распространяется по его волоконным световодам, поступает на вход фотоприемника 8, в котором происходит преобразование энергии оптического излучения (светового импульса) в электрический, а последний (при возможном его усилении) записывается регистратором 9, В предлагаемом устройстве использован ВОК с восьмью волоконными световодами, имеющими потери 6 ДБ/км .

ВОК длиной в.600 м намотаи иа катушке с барабаном Д = 250 мм. В теле барабана смонтирован фотодиод (ФД) с .усилителем мощности, причем конец

ВОК, находящийся на барабане, неразьемно соединен с торцом (окном) фотодиода эпоксидной смолой, электрические измерительные выводы и цепи пита-, ния ФД и усилителя зафиксированы на щеке барабана и соединяются с измерительной линией от регистратора с помощью электрических разъемов.

При подготовке к производству взрывных работ ВОК со свободным концом сматывается с катушки на длину

его удаления до места взрыва.

При работе часть ВОК, примыкающая к заряду ВВ, разрушается и становится неработоспособной, поэтому при подготовке к следующему подрыву эта часть ВОК удаляется, а ВОК доразматывается с барабана катушки.

Использование предлагаемого устройства повышает надежность регистрации момента взрыва в сейсморазведке, поскольку волоконно-оптический кабель, по которому передается световой импульс момента взрыва, невосприимчив к действию электромагнитных помех, обладает совершенной электрической изоляцией, кроме того, широкая полоса пропускания кабеля позволяет приблизить к пределу точность регистрации момента взрыва.. 1Т22994

"Paduma» 692 Тираж $ 6 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

ППП "Патент"

Составитель Т, Райкова

Редактор В, Иванова Техред Л.Иикеш . Корректор Н. Король