Источник поперечных волн

 

Изобретение относится к малоглубинной сейсморазведке и м,б. использовано для возбуждения поперечных волн в скважине при детальном изучении верхней части разреза. Цель - повышение разрешающей способности источника путем увеличения частоты колебаний. Источник поперечных волн содержит цилиндрический корпус 1, на котором за- . креплен возбудитель колебаний, выполненный в виде электромагнитов 5, подключенных к источнику энергии. Цилиндрический корпус 1 разделен по образующим на две соединенные одна с другой разжимным устройством части, снаружи которых по касательной к внешней поверхности подвижно закреплены электромагниты 5, ориентированные осями перпендикулярно образующим цилиндрического корпуса 1. Действие электромагнитов 5 направлено по касательной к стенкам скважины 12, в результате чего создаются крутильные колебания и возбуждаются горизонтально поляризованные поперечные волны. 2 ил. (Л С J 00 V4 О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 V 1/053

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMVITET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Иалрадпение 8ей судия здектрснаънитоВ р

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4751374/25. (22) 23.10.89 (46) 07.03.92, Бюл. N. 9 (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) И.В.Воронцов (53) 550.83 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N. 423076, кл. G 01 V 1/13, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 1013882, кл. G 01 V 1/053, 1983. (54) ИСТОЧНИК ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН (57)изобретение относится к малоглубинной сейсморазведке и м,б. использовано для возбуждения поперечных волн в скважине при детальном изучении верхней части разреза. Цель — повышение

„„SU„„1718170 А1 разрешающей способности источника путем увеличения частоты колебаний. Источник поперечных волн содержит цилиндрический корпус 1, на котором за. креплен возбудитель колебаний, выполненный в виде электромагнитов 5, подключенных к источнику энергии. Цилиндрический корпус 1 разделен по образующим на две соединенные одна с другой разжимным устройством части, снаружи которых по касательной к внешней поверхности подвижно закреплены электромагниты

5, ориентированные осями перпендикулярно образующим цилиндрического корпуса

1. Действие электромагнитов 5 направлено по касательной к стенкам скважины 12, .в результате чего создаются крутильные колебания и возбуждаются горизонтально поляризованные поперечные волны. 2 ил.

1718170

Изобретение относится к малоглубинной сейсморазведке, в частности для возбуждения поперечных волн в скважине при детальном изучении верхней части разреза.

Известен источник поперечных волн, содержащий корпус и возбудитель колебаний, включающий электродвигатель, маховик и муфту сцепления маховика с электродвигателем (1), Недостатком такого источника является то, что он может работать только в режиме излучения отдельных импульсов, причем приведение его в исходное состояние требует значительного времени. Такой источник имеет значительную массу, что снижает порог генерируемых частот.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является источник поперечных волн, содержащий цилиндрический корпус, на котором закреплен возбудитель колебаний, выполненный в виде электромагнитов, подключенных к источнику энергии (2).

Недостатком известного источника является то, что такая конструкция обладает значительной. инерцией, так как колебания возбуждаются поворотами всего корпуса, масса которого сконцентрирована на максимальном удалении от оси вращения, При этом инерционность возрастает с увеличением диаметра скважины, что снижает частоту генерируемых поперечных волн. Кроме того, недостатком является то, что жесткий корпус имеет постоянное сечение. Это не позволяет создать надежный контакт между излучающей поверхностью и стенкой скважины, что приводит к потере высокочастотных составляющих излучаемых колебаний, а следовательно, и снижению частоты генерируемых поперечных волн.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности путем увеличения частоты колебаний, Поставленная цель достигается тем, что в источнике поперечных волн, содержащем цилиндрический корпус, на котором закреплен возбудитель колебаний, выполненный в виде электромагнитов, подключенных к источнику энергии, цилиндрический корпус разделен по образующим на две соединенные одна с другой разжимным устройством части, снаружи которых по касательной к внешней поверхности подвижно закреплены электромагниты, ориентированные осями перпендикулярно ооразующим цилиндрического корпуса, На фиг. 1 изображен источник поперечных волн, вид в плане на фиг 2 — электромагнит, разрез, Источник поперечных волн содержит цилиндрический корпус 1, разделенный по образующим на две части, внутри которого расположено разжимное устройство э виде пневмоцилиндра 2, Одна половина цилиндрического корпуса 1 соединена с корпусом пневмоцилиндра 2, а другая половина — с его штоком 3.

С внешней стороны цилиндрического

10 корпуса 1 с помощью проволочных хомутов

4 закреплены электромагниты 5. Хомуты 4 пропущены через отверстия в корпусе 1 источника и закреплены, как показано на фиг.

2, Могут быть другие варианты крепления, 15

50 но в любом случае соединение электромагнитов с корпусом не должно быть жестким.

Электромагнит 5 (фиг. 2) состоит из корпуса 6 в виде цилиндрического стакана, постоянного магнита 7, имеющего цилиндрическую форму и запрессованного в дно корпуса 6 коаксиально, а между его поверхностью и стенками корпуса 6 имеется кольцевой зазор, в который входит катушка

8, выполненная так же, как корпус 6, в виде тонкого цилиндрического стакана, на котором имеется электрическая обмотка 9. Катушка 8 опирается на плоские пружины 10, которые фиксируют ее положение в зазоре между магнитом 7 и корпусом 6, но позволяет перемещаться вдоль оси корпуса, совершая колебания. Напряжение от источника питания подается на обмотку 9 катушки 8 через контакты 11.

Катушки 8 индуктивности подключаются к источнику энергии, расположенному около скважи» ы 12, параллельно.

Источник поперечных волн работает следующим образом, При подаче воздуха в пневмоцилиндр 2 он своим корпусом и штоком 3 начинает давить на обе половины разрезного цилиндрического корпуса 1, разводя их и прижимая электромагниты 5 к стенкам скважины

12. Хомуты 4 позволяют электромагнитам 5 смещаться в пределах 1-3 мм и плотнее прилегать к неровностям стенок скважины

12, Одновременно микровыступы сминаются под действием разжимного устройства.

Этим достигается увеличение площади контакта электромагнитов 5 со стенками скважины 12. После прижатия хомуты 4 оказываются ослабленными, связь между корпусом 1 источника поперечных волн и электромагнитами 5 существует только за счет трения. Рта связь на частотах свыше

200 Гц незначительна. При подаче импульса напряжения от источника энергии на параллельно включенные обмотки 9 катушек 8 электромагнитов 5 катушки 8 начинаютдвигаться вдоль осей корпусов 6 в одну сторону, 1718170 а корпуса 6 электромагнитов — в противопо- виде пневмоцилиндра 2. Пневмоцилиндр 2 ложную сторону. и шток 3 соединены с корпусом через резиТак как электромагниты 5 прижаты к новые прокладки, служащие виброизолятостенке скважины 12 с силой между поверх- рами. На корпусе 1 с помощью хомутов 4 ностью скважины и корпусами электромаг- 5 подвижно закреплены двенадцать электронитов 5 при движении последних возникает магнитов 5 двумя группами по шесть штук, сила трения, под действием которой в дви- одна под другой. Электромагниты 5 в кажжение вовлекается некоторый объем грунта, дой иэ групп расположены равномерно по прилегающий к поверхности электромагни- внешней поверхности корпуса 1 с шагом тов., Так как электромагниты 5 расположены 10 90 . Такое расположение позволяет добитьравномерно по окружности корпуса 1 и дей- ся излучения источника, не зависящего от ствуют в одном направлении, смещается эле- азимутального угла. Группы по шесть элекментарный кольцевой слой грунта 13, тромагнитов 5, а не более, взяты исходя из прилегающий к поверхности скважины 12. их размеров, чтобы обеспечить внешние гаЭтот слой вовлекает в.движение следующий . 15 бариты источника, позволяющие работать в и т.д. Таким образом в грунт излучается волна скважинах с минимальным диаметром 160 сдвига-кручения, т.е. поперечная горизон- мм. Использованы две группы электромагтально поляризованная волна. .нитов 5 для того. чтобы добиться интенсивЧасть импульса под действием силы ности излучаемого сигнала, позволяющей трения, возникающей между поверхностью 20 регистрировать.его на расстоянии не менее электромагнитов 5 и корпусом источника 1. 10 м, Хомуты 4 могут быть выполнены из передается последнему, приводя его к эле- . проволочных тросиков, которые проходят ментарным поворотам относительно оси вдоль корпуса 6электромагнитов5. крепятскважины. Если бы электромагниты 5 были ся к нему с помощью проволочной спирали, закреплены на корпусе 1 жестко, вовлечен- 25 покрытой затем эпоксидным клеем, выполная в движение масса включала бы массу няющим одновременно роль герметика. Хокорпуса 1 и разжимного устройства, что муты 4 входят в отверстия корпуса 1 уменьшало бы скорость смещения и, следо- источника и соединены друг с другом с повательно, частоту излучаемых колебаний. В мощью скрутки попарно с обратной стороописываемом источнике за счет подвижного 30 ны корпуса 1. Электромагниты 5 закрепления электромагнитов 5 э-о отрица- изготовлены аналогично серийно выпускаетельное влияние максимально уменьшено. мым сейсмоприемникам, например СВ-20П, Предлагаемый источник поперечных однако корпус 6 выполнен из легкого металволн обладает малой инерцией и при воз- ла, например дюралюминия. Катушка 8 инбуждении его короткими импульсами на- 35 дуктивности имеет обмотку проводом пряжения (0,2 — 1 мс) формирует импульсы большего диаметра(0,15 мм). силы длительностью 0,5 — 1 мс в грунте без Описываемый источник поперечных значительных потерь энергии, чему также волн позволяет возбуждать колебания с часпособствует внешнее расположение элек- стотой до 1500 Гц. Таким образом в верхней тромагнитов 5, так как в этом случае имеет- 40. части разреза, где скорости поперечных ся только один контакт. Поверхность волн составляют 100 — 1000 мlс, длина попеэлектромагнитов 5 — поверхность скважины речной волны не превышает 1 м, С длиной t2„через который передаются сформиро- волны связана разрежающая способность ванные источником импульсы силы. Это по- сейсмических методов. Имея такую малую зволяет излучать колебания поперечных 45 длину волны, можно решать задачу обнаруволн с частотой до 1500 Гц. жения скальных включений во вскрышной

Источник поперечных волн может быть толще угольных разрезов и определения их выполнен, например, следующим образом. физико-механических свойств.

Корпус 1 источника изготавливают из Формула изобретения отрезка капролоновой трубы высотой 100 50 Источник поперечных волн, содержамм и толщиной стенок 10 мм. разрезанной щий цилиндрический корпус. на котором запо образующей. Изготовление корпуса из креплен возбудитель колебаний, пластика позволяет уменьшить трение меж- выполненный в виде электромагнитов, подду ними электромагнитами 5, снижает его ключенных к источникуэнергии, отл ича ювес. Пластмассы типа капролона обладают 55 шийся тем, что, с целью повышения разбольшими коэффициентами затухания, что решающей способности путем увеличения приводит к быстрому затуханию колебаний частоты колебаний, цилиндрический корпус корпуса и способствует генерированию ко- разделен по образующим на две соединенротких импульсов. Внутри разрезного кор- ные одна с другой разжимным устройством пуса 1 находится прижимное устройство в части, снаружи которых по касательной к

1718170

Составитель Н.Чихладзе

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор С.Пекарь

Заказ 880 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и о-крытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, yn,Гагарина, 101 внешней поверхности подвижно закрепле- перпендикулярно образующим цилиндрины электромагниты, ориентированные осями ческого корпуса.