Источник низкочастотных сейсмических колебаний

 

Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к источникам низкочастотных сейсмических сигналов, используемым в сейсморазведке и сейсмологии. Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности путем расширения частотного диапазона и скорости резонансной настройки инерционной массы (ИМ) за счет изменения приведенной жесткости упругой подвески (УП). Источник содержит излучающую платформу (ИП) 1, возбудитель 4 вибрации , ИМ и УП, которая состоит из двух одинаковых частей, симметричных вертикальной оси симметрии источника. Каждая часть состоит из жесткой рамы 6, шарнирно соединенной с нижней частью ИМ, при этом один конец рамы опирается на пружину 8, а другой - на подвижную опору 9, установленную на ИП 1. Эти опоры обеих частей УП приводом могут перемещаться вдоль ИМ 2 синхронно и на одинаковые расстояния. Вследствие этого изменяется приведенная жесткость УП, а значит имеется возможность автоматически, достаточно быстро и в широких пределах изменять частотный диапазон резонансной настройки мощного источника низкочастотных сейсмических колебаний. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. СП С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (l1) (51)5 G 01 V 1/153

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4661080/25 (22) 13.03,89 (46) 30.12,91, Бюл, М 48 (71) Омский политехнический институт (72) Ю,А.Бурьян, М, В.Силков, B.Ä.Ïàðàäeåa, В.Ю.Виноградов и В.Б.Лесняк

{53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1277033, кл. 6 01 V 1/153, 1985, Авторское свидетельство СССР

N. 1062630, кл. G 01 V 1/147, 1982. (54) NCTO×HÈÊ НИЗКОЧАСТОТНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к источникам низкочастотных сейсмических сигналов, используемым в сейсморазведке и сейсмологии. Цель изобретения — повышение сейсмической эффективности путем расширения частотного диапазона и скорости резонансной наб l

3 стройки инерционной массы (ИМ) за счет изменения приведенной жесткости упругой подвески (УП). Источник содержит излучающую платформу (ИП) 1, возбудитель 4 вибрации, MM и УП, которая состоит из двух одинаковых частей, симметричных вертикальной оси симметрии источника. Каждая часть состоит из жесткой рамы 6, шарнирно соединенной с нижней частью ИМ, при этом один конец рамы опирается на пружину 8, а другой — на подвижную опору 9, установленную на ИП 1. Эти опоры обеих частей УП приводом могут перемещаться вдоль ИМ 2 синхронно и на одинаковые расстояния.

Вследствие этого изменяется приведенная жесткость УП, а значит имеется возможность автоматически, достаточно быстро и в широких пределах изменять частотный диапазон резонансной настройки мощного источника низкочастотных сейсмических колебаний, 1 з.п.ф-лы, 1 ил, 1702332

Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к источникам низкочастотных сейсмических сигналов, используемых в сейсморазведке и сейсмологии, Цель изобретения — повышение сейсмической эффективности путем расширения частотного диапазона и скорости резонансной настройки за счет изменения приведенной жесткости упругой подвески.

На чертеже изображен источник низкочастотных сейсмических колебаний, Источник содержит излучающую платформу 1, установленную на грунт, инерционную массу 2, состоящую из двух одинаковых частей, каждая с направляющими в виде рычагов 3, жестко соединенных одним концом со своей частью инерционной массы 2, а другим шарнирно соединенных с излучающей платформой 1 на ее краях, При этом части массы 2 со своими направляющими 3 установлены симметрично вертикальной оси симметри платформы

1, Вдоль этой оси симметрии на платформе

1 жестко установлен возбудитель 4 вибрации, например гидроцилиндр, шток которого с помощью двух рычагов 5 соединен с каждой частью инерционной массы 2, упругая подвеска которой состоит из двух частей, симметричных относительно вертикальной оси симметрии излучающей платформы 1. Каждая часть включает жесткую раму 6, шарнирно соединенную с нижней частью инерционной массы 2. Один конец рамы 6 через шарнирно установленную на нем площадку 7 опирается на группу винтовых пружин 8, ус., ановленных на излучающей платформе !, LLарнирная установка площадки 7 на раме 6 позволяет обеспечить параллельность верхних оснований пружин 8 нижним основаниям при качаниях рамы 6. Это необходимо для того, чтобы пружины восп ини ;али только осевую нагрузку.

Кроме (или вместо Бинтовых пружин 8, могут быть установлены пружины с возможностью плавного изменения своей жесткости, например пневмопружины (не показаны), с возможностью плавного изменения массы воздуха в них, Последнее может осуществляться подачей воздуха в пневмопружину от пневмосистемы через электропневмоклапан и дроссель, а также выпуском воздуха в атмосферу через другой электропневмоклапан и дроссель.

Конец рамы 6, противоположный тому, на котором установлены пружины 8, опирается на подвижную опору 9, установленную с помощью колес 10 на рельсах, закрепленных на излучающей платформе 1. Контакт

55 рамы 6 и опоры 9 также осуществляется с помощью колес 11. Установка на опоре 9 колес 10 и 11 снижает трение при их перемещении и уменьшает усилие привода 12, который установлен на излучающей платформе 1 и служит для синхронного, одинакового перемещения опор 9 обеих частей упругой подвески от конца рамы 6 в сторону ее шарнирного крепления с инерционной массой 2 и обратно, Привод 12 может быть выполнен, например, в виде электродвигателя редукторов и передач винт-гайка, гайки которых жестко закреплены в опорах 9, Устройство работает следующим образом.

Возбудитель 4 вибрации с помощью рычагов 5 осуществляет режим вынужденных колебаний инерционной массы 2 с заданной частотой, определяемой задающим генератором. Необходимое направление движения массы 2 задается направляющими 3.

Колебания инерционной массы 2 через упругую подвеску (рама 6, пружина 8 и опора

9) передается на излучающую платформу 1 и далее на грунт, возбуждая в нем сейсмические волны.

Наибольшая сейсмическая эффективность источника при неизменном усилии возбудителя 4 вибрации обеспечивается в режиме резонанса. Для обеспечения резонансной настройки в широком диапазоне заданных рабочих частот в источнике может осуществляться автоматическое изменение собственной частоты колебательной системы инерционная масса — упругая подвеска.

Это достигается путем изменения приведенной жесткос и последней по сигналам системы резонансной настройки. Для изменения приведенной жесткости упругой подвески 12 синхронно и на одинаковые расстояния перемещаются подвижные опоры 9. Последние колесами 10 перемещаются по рельсам, установленным на излучающей плите 1. При этом изменяется расстояние 1, которое определяют приведенную жесткость упругой подвески инерционной массы согласно зависимости

c »=c(1+ — ), 1г г (1)

11 где С вЂ” суммарная жесткость пружин упругой подвески;

1г — расстояние от пружины до шарнирного крепления рамы с инерционной массой;

1 — расстояние от шарнирной опоры до шарнирного крепления рамы с инерционной массой.

Пружины с плавной регулировкой жесткости, которые могут входить в состав пру1702332

10

50 жин 8, например пневмопружины с воэможностью плавного изменения массы воздуха в них, могут быть использованы как для дополнительного расширения частотного диапазона резонансной настройки, так и для увеличения точности настройки источника в резонанс. В последнем случае изменение положения опор 9 используется для грубой, но быстрой настройки в резонанс, а тонкая, более точная настройка осуществляется пневмопружинами путем подачи в них.воздуха малым расходом из пневмосистемы, либо стравливания воздуха малым расходом из пневмопружин в атмосферу. Пневмопружины могут использоваться также для поддержания режима резонанса в процессе работы источника, который может уходить из этого режима за счет малых, непредсказуемых изменений жесткости и демпфирования подвески, а также свойств грунта под излучающей плитой 1.

Управление настройкой в резонанс осуществляется в автоматическом режиме системой резонансной настройки (не показан), Последняя осуществляет управление приводом 12 перемещения опор 9 в зависимости от заданной резонансной частоты, а также управление пружинами с возможностью плавной регулировки своей жесткости, например жесткости пневмопружин.

Из выражения (1) для заданной резонансной частоты можно, зная параметры источника С,, определить соответствующее положение опор 9, т,е, заранее определить соответствующее этой частоте расстояние! >. Таким образом, подавая на управление приводом 12 задающий сигнал, соответствующий требуемой резонансной частоте, можно (если этот и ри вод работает с режиме следящего привода) автоматически обеспечить рассчитанное заранее положение опор

9 (расстояние lt), соответствующее требуемой резонансной рабочей частоте.

При необходимости можно производить более точную настройку в резонанс и поддержание этого режима в процессе работы источника ледующим образом.

В состав системы резонансной настройки должна входить система поиска экстремумаколебаний инерционной массы

2, которая после грубой настройки в резонанс осуществ .яет управление подачей воздуха в пневмопружину иэ пневмосистемы и выпуском его в атмосферу с малыми расходами. Более точная настройка и поддержание резонанса могут осуществляться и по величине-сдвига фаз между колебаниями излучающей платформы 1 и колебаниями вынуждающей силы возбудителя 4 вибрации. Этот сдвиг фаэ при резонансе равен

9Ро

Изобретение позволяет за счет автоматического изменения положения опор жестких рам упругой подвески. опирающихся другим концом на пружины, достаточно просто, быстро и в широком диапазоне изменять свою резонансную частоту, Применение в такой упругой подвеске наряду с винтовыми пружинами с постоянной жесткостью еще и пневмопружин с воэможностью плавного изменения жесткости позволяет еще больше расширить диапазон изменения резонансной частоты.

Формула изобретения

1. Источник низкочастотных сейсмических колебаний, содержащий излучающую платформу, установленную на направляющей, шарнирно скрепленной с излучающей платформой, инерционную массу с упругой подвеской изменяемой жескости и возбудитель вибрации, связанный с направляющей, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности путем расширения частотного диапазона и скорости резонансной настройки эа счет изменения приведенной жесткости упругой подвески, инерционная масса выполнена из двух симметрично размещенных относительно вертикальной оси устройства одинаковых частей, каждая иэ которых жестко связана со своей направляющей, установлена шарнирно на жесткой раме, опертой на излучающую платформу одним концом посредством группы винтовых пружин, а другим — <ерез подвижную опору, установленную на излучающей платформе, при этом подвижные опоры обеих жестких рам связаны с автоматическим приводом их синхронного перемещения.

2. Источник по и. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона настройки в резонанс, упругая подвеска дополнительно включает пневматические пружины с возможностью плавного автоматического изменения жесткости.