Широкополосный сейсмический вибратор

 

Использование: генерирование сейсмической энергии при сейсмической разведке полезных ископаемых, преимущественно нефти и газа. Сущность изобретения: расширение диапазона излучаемых частот сейсмического вибратора путем автоматической бесступенчатой оптимизации гидравлической жесткости гидроцилиндра во всем диапазоне частот излучаемых сигналов. Источник содержит излучающую плиту, гидроцилиндр , корпус, втулки, ступенчатый шток, образующий смежные гидравлические плоскости с меньшей и большей площадями, реактивную массу, датчик перемещения массы относительно корпуса, датчик колебаний излучающей плиты, насосную установку, сервоклапан, сравнивающий усилитель, задающий генератор, цифровой регулятор фазы, цифровой функциональный преобразователь , блок обработки сигнала, второй преобразователь код-аналог. При изменении частоты излучаемого сигнала объем нижней полости гидроцилиндра автоматически поддерживается на минимально необходимом для неискаженной отработки сигнала уровне . 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5П5 G 01 V 1/155

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4731501/25 (22) 16,08,89 (46) 23.05.93. Бюл, ¹ 19 (71) Специальное конструкторское бюро испытательных машин Производственного объединения "Точмашприбор" (72) А.И.Бугаец, А.Ф,Кравченко, E,Í,Ïîòàåíко и В.М.Шевкунов (56) Вибратор сейсмический СВ-5-150, ТУ25-06.1449-79..

Международная заявка N 81/00461, G

01 I/ 1/147, опублик, 1981. (54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР (57) Использование: генерирование сейсмической энергии при сейсмической разведке полезных ископаемых, преимущественно нефти и газа. Сущность изобретения: расширение диапазона излучаемых частот сейсмического вибратора путем автоматической

Изобретение относится к устройствам для генерирования сейсмической энергии и предназначено для сейсмической разведки полезных ископаемых, преимущественно нефти и газа.

Цель изобретения — повышение сейсмической эффективности сейсмического вибратора за счет расширения диапазона излучаемых частот путем автоматической оптимизации гидравлической жесткости возбудителя вибраций и упрощение конструкции.

На фиг.1 схематически изображен широкополосный сейсмический вибратор; на фиг.2 — временная диаграмма колебаний реактивной массы источника относительно излучающей плиты.

„„5Q„, 1817051 AI бесступенчатой оптимизации гидравлической жесткости гидроцилиндра во всем диапазоне частот излучаемых сигналов.

Источник содержит излучающую плиту, гидроцилиндр, корпус. втулки; ступенчатый шток, образующий смежные гидравлические плоскости с меньшей и большей площадями. реактивную массу. датчик перемещения массы относительно корпуса, датчик колебаний излучающей плиты, насосную установку, сервоклапан, сравнивающий усилитель, задающий генератор, цифровой регулятор фазы, цифровой функциональный преобразователь, блок обработки сигнала, второй преобразователь код-аналог. При изменении частоты излучаемого сигнала объем нижней полости гидроцилиндра автоматически поддерживается на минимально необходимом Я для неискаженной отработки сигнала уровне. 2 ил. M

Источник содержит излучающую плиту

1, корпус гидроцилиндра 2, втулку 3, ступенчатый шток 4, реактивную массу 7, датчик перемещения 8, датчик 9 колебаний излучающей плиты, насосную установку 10, сервоклапан 11, спуско-подъемное устройство

12, рессоры 13 и электрическую систему управления, включающую сравнивающий усилитель 14, задающий генератор 15, цифровой регулятор фазы 16, многоразрядный счетчик

17, цифровой функциональный преобразователь 18, первый преобразователь код-аналог

19, блок 20 обработки сигнала датчика 9. второй преобразователь код-аналог 21.

Корпус гидроцилиндра 2 жестко связан с излучающей плитой 1 и вместе со ступен1817051 чатым штоком 4 и неподвижно установлен- В качестве блока обработки сигналов 20 ной в корпусе 2 втулкой 3 образуют силовоз- можно использовать активный фильтр, часбудитель с двумя смежными гйдравлическими тотозадающие цепи которого переключаютполостями 5 и 6 с соотношением площадей ся управляющим кодом текущего значения

2:1. Со штоком 4 жестко соединена реактив- 5 частоты, Датчиком 9 колебаний излучающей ная масса 7. Корпус датчика перемещения 8 плиты может служить акселерометр или домассы 7 относительно корпуса 2 жестко свя- полнительно демпфированный стандартзан с корпусом 2, а сердечник датчика 8 — с ный сейсмоприемник. Датчик 8 перемещения массой 7. Насосная установка 10 создает реактивной массы — любоеустройство, напристабилизированную по давлению рабочей "0 мер линейный дифференциальный трансжидкости магистраль, которая соединяется форматор, обеспечивающий формирование с полостью 5 силовозбудителя через сервок- электрического сигнала, пропорциональнолапан 11, с полостью 6 непосредственно. ro смещению одной его части относительно

Спуска-подъемное устройство 12 связа- . другой. Конструктивное исполнение остально с излучающей плитой 1 посредством ре- .15 ных элементов изображено на фиг.1. ссор13. Сравнивающийусилитель14имеет Вибратор работает следующим обратри входа и один выход к сервоклапану 11. зом, Сигнальный вход задающего генерато- . С помощью спускоподъемного устройра 15 через цифровой регулятор фазы 16 ства12 излучающая плита 1устанавливаетсоединен со входом многоразрядного счет- 20 ся на грунт и через рессоры 13 нагружается чика 17, выходы которого через цифровой . статической нагрузкой; превышающей мак функциональный преобразователь 18 под- - симальное значенйе амплитуды циклической ключены к первому преобразователю код- нагрузки. Рабочая жидкость под давлением аналог19.Выходкоторогосоединенспервым от насосной установки 10 поступает в повходом сравнивающего усилителя 14; 25 лость 6 гидроцилиндра 2, оказывая на шток

Кодовые выходы генератора 15 соеди- 4 постоянное сйловое воздействие в нанены поразрядйо с управляющими входами правлении к днищу гидроцилиндра(полости блока 20 обработки сигнала датчика 9 и к. 5}. Задающий генератор 15 под действием управляющим входам второго преобразова- . стартового импульса начинает формировать теля код-аналог 21,выход которого соединен 0 импульсную последовательность. переменсо вторым входом сравнивающего усилите- . ной частоты, параметры которой: начальная ля 14, третий вход которого подключен к . частота, длительность сигнала, закон изме. выходу датчика 8, а выход блока обработки нения частоты, устанавливаются йереключатесигнала 20 подключен к цифровому регуля- лями(на фиг.1 не показанными). Поступающие тору фазы 16.,: .: ..: . З5 на счетный вход многоразрядного счетчика 17

В качестве сервоклапана 10 может быть импульсы через цифровой регулятор фазы 16 применено любое известное устройство, обес- изменяют число. содержащееся на выходах печивающее пропорциональное преобразова-: счетчика 17 от нуля до максимального и обние входного электрического сигнала в поток ратно. рабочей жидкости высокого давления. Зада- 40 Цифровой функциональный преобразоющийгенератор15можетбытьвыполненна ватель 18 преобразует линейно измеоснове цифровых интегральных микросхем няющиеся коды. выходов многоразрядного или микроЭВМ таким образом, чтобы под счетчика 17 в цифровые отсчеты синуСои. действием внешнего пускового импульса бы- дальной функции, которые преобразователем ло генерирование электрического сигйала с 45:код-аналог 19 преобразуютея в аналоговое нанаперед заданными характеристйками по пряжение. переменйой частоты синусоидальчастоте, фазе и амплитуде. Цифровым pery- ной формы. Сервоклапан 11 в соответствии лятором фазы 16можетслужитьустройство, . с величиной.и формой электрического сигприведенное в а.с.СССР й. 1138772. .. . нала, поступающего с выхода сравниваюМногоразрядный счетчик 17 представ- 50 щего усилителя 14, формирует поток(подачу ляетсобой пересчетноеустройство на осно- сброс) рабочей жидкости в полости 5, обесве триггеров. Цйфровой функциональный печивая изменение давления в ней от минипреобразователь 18 может быть выполнен мального до максимального. создаваемого на основе постоянного запоминающего ус- . насосной установкой 10. При нулевом (митройства, преобразующего линейный код на 55 нимальном ) давлении s полости 5 на шток своих входах вотсчетысинусоидальнойфун- действует максимальная сила в направлекции, Преобразователи код-аналог 19 и 21 — нии к полости 5, а при равенстве давлений стандартные устройства на одной или не- в полостях 5 и 6 благодаря тому, что соотноскольких интегральных микросхемах, широ- шейие их площадей составляет 2: 1, реэульК0 используемые в измерительной технике. тирующая сила на шток равна по величине

1817051 постоянной силе, действующей со стороны полости 6,и действует в направлении полости 6.

Формула изобретения

Широкополосный сейсмический вибратор, включающий излучающую плиту, реактивную массу, спускоподъемное устройство, Таким образом, при циклическом изме- 5 источник потока рабочей жидкости со стаби. нении давления в полости 5 на шток 4 дейст-, лизированной магистралью, возбудитель вуетпеременная повеличинеи направлению вибраций. состоящий из полого корпуса с сила, вызывающая циклическое перемеще- днищем и установленной в корпусе втулкой, ние штока 4 с реактивной массой 7, а реактив- ступенчатого штока, подвижно сопряженного ная сила через рабочую жидкость в полости 5, 10 с корпусом и втулкой и образующего в корпусе корпус 2 и излучэющую плиту 1 передается смежные полости, соединенные с источником на грунт, возбуждая сейсмические волны. потока рабочей жидкости. сервоклапан, электДатчик 9 колебаний излучающей плиты 1 . рическим входом соединенный с выходом вырабатывает электрический сигнал в соот- сравнивающего усилителя. первый вход котоветствии с колебаниями излучающей плиты, 15 рого подключен к выходу первого преобракоторый после фильтрации блоком 20 обра- зователя код-анэлог, а второй вход — к ботки сигнала аоздействует на цифровой регуля- выходу датчика положения реактивной мастор фазы 16, обеспечивая фазовую идентичность сы, генерэтор задающего сигнала, выход коколебаний излучающей плиты вибратора и торогоподключен кпервомувходуцифроаого опорного электрического сигнала генерато- 20 результата фазы, вторым входом соединеннора 15..: го с выходом блока обработки сигнала, управляющие входы которого подключены к . Преобразователь 21 код-аналог под кодовым выходам генератора задэющего действием кодовых сигналов с выходов ге- сигнала, а сигнальный вход — к выходу дэтнератора 15 вырабатывает аналоговое на- 25 чика колебаний излучающей плиты, при пряжение, пропорциональное коду текущего этом корпус возбудителя вибраций жестко значения частоты таким образом, что мень- соединен с излучающей плитой; а шток — с шему значению частоты соответствует мень -, реактивной массой, отличающийся шее аналоговое напряжение, а большему . тем, что, с целью повышения сейсмической значению большее. Это напряжение посту- 30 эффективности за счет расширения диапапает на отдельный вход. сравнивающего зона излучаемых частот путем автомвтичеусилителя 14 и, воздействуя через сервокла- . ской оптимизацйи гидравлической жесткости пан 11; вызывает дополнительное смеще- возбудителя вибраций и упрощения констние штока 4 в направлении к полости 5, . рукции,онснабжендополнительнымпреобТаким образом, при изменении частоты из- 35 разователем код-аналог, входы которого лучаемого сигнэла объем полости гидроци- . подключены к кодовым выходам генератора линдрас большей площадью автоматически задающего сигнала, а выход — к третьему поддерживается на минимальном необхо- . входу сравнивающего усилителя, при этом димом для неискаженной обработки уровне верхняя полость возбудителя вибрации с и тем самым оптимизируется гидравличе- 40 меньшей площадью соедйнена со стабилиская жесткость гидроцилиндра во всем див- . зированной магистралью, а нижняя полость пазоне частот. с большей площадью — с сервоклапаном.

1817051

Составитель Т.Райкова

Техред М.Моргентал Корректор М.Петрова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина. 101

Заказ 1721 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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