Широкополосный сейсмический прибор

Изобретение относится к сейсмическим приборам и может быть использовано как в наземных условиях, так и в скважинах. Сущность: устройство содержит сейсмоприемник и блок электроники, размещенные в цилиндрическом корпусе. При этом сейсмоприемник и блок электроники выполнены в виде отдельных модулей. Модули помещены в отдельные цилиндрические корпуса, на крышках которых выполнены выступы и углубления, соответствующие друг другу, которые обеспечивают центрирование при установке модулей друг на друга. Технический результат: расширение функциональных возможностей, уменьшение габаритов. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к сейсмическому приборостроению и предназначено для измерений при различных динамических процессах как в наземных условиях, так и в скважинах.

Известен сейсмограф для контроля и записи различных динамических процессов как на поверхности, так и внутри грунтовых массивов, а также любого технологического оборудования, включая атомные реакторы (см., например, патент РФ №2030767, кл. G01V 1/16, 95 г.), содержащий герметичный корпус, в котором на шасси размещены элементы сейсмографа, и элементы связи и передачи информации на диспетчерский пункт.

Конструкция сейсмографа довольно сложная, одинакова при использовании ее на поверхности и внутри грунтовых массивов, что создает неудобства при установке внутри грунтовых массивов из-за больших габаритов.

Известен скважинный источник сейсмических сигналов (см., например, патент РФ №2012022, кл. G01V 1/40, 92 г.), содержащий последовательно соединенные корпуса, снабженные верхним и нижним днищами, с внешней стороны нижнего днища размещен изолированный от корпуса контакт электрозапускающего устройства. В нижнем днище выполнено сквозное отверстие, в котором размещен с возможностью продольного перемещения дополнительный контакт для соединения с взрывной магистралью.

В известном устройстве в корпусах с днищами не предусмотрены средства для согласования и ориентации установки корпусов относительно друг друга.

За прототип выбран сейсмометр (см. патент РФ №2012022, кл. G01V 1/16, 1999 г.), содержащий сейсмоприемник, блок электроники и цилиндрический корпус.

Сейсмометр, выбранный в качестве прототипа, обладает высокими техническими характеристиками, а корпус цилиндрической формы обеспечивает малые габариты прибора.

Однако этот сейсмометр предназначен для работы только в стационарных условиях.

Изобретение направлено на создание многофункционального сейсмометра, обеспечивающего возможность использования в зависимости от возникающих задач измерения сейсмических возмущений как в наземных условиях, так и в скважинах.

Для этого в широкополосном сейсмическом приборе, содержащем сейсмоприемник и блок электроники, размещенные в цилиндрическом корпусе, сейсмоприемник и блок электроники выполнены в виде отдельных модулей, помещенных в отдельные цилиндрические корпуса, на крышках которых выполнены выступы и углубления, соответствующие друг другу и обеспечивающие центрирование при установке модулей друг на друга, при сборке для скважинного использования устанавливают поочередно друг на друга три модуля сейсмоприемников и три модуля блоков электроники, при этом крышки модулей сейсмоприемников имеют несквозные отверстия, а в крышках модулей блоков электроники выполнены соответствующие штырьки, обеспечивающие азимутальную ориентацию трех компонент сейсмоприемников при сборке прибора, на нижний торец модуля сейсмоприемника и верхний торец модуля блока электроники сборки устанавливают соответствующие установочные детали, на которые крепят полущечки, охватывающие сборку модулей, на корпусах модулей выполнены пазы для прокладки соединительных кабелей, первая установочная деталь представляет собой конус с центральным отверстием, в котором закреплен направляющий штырь, а вторая установочная деталь выполнена в виде металлической втулки, в осевое отверстие которой пропущен соединительный кабель. При сборке широкополосного сейсмического прибора для работы на постаменте он содержит установочную плиту с уровнем установки по горизонтали и стрелкой азимутальной ориентации и штырьки для ориентирования горизонтальных компонент, на установочной плите размещены три модуля сейсмоприемников, установленные на штырьки и снабженные теплоизолирующими крышками, и разъем для подключения соединительного кабеля, при этом модули блоков электроники размещены вне установочной плиты.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена сборка широкополосного сейсмического прибора для скважинного использования, на фиг.2 показано соединение модулей сейсмоприемника и блока электроники при сборке сейсмического прибора для скважинного использования, на фиг.3 изображена сборка широкополосного сейсмического прибора для работы на постаменте, на фиг.4 показан общий вид полущечек для сборки сейсмического прибора: на фиг.4а - трехкомпонентного сейсмического прибора, а на фиг.4б - укороченный вариант полущечки для сборки одной вертикальной компоненты сейсмического прибора, на фиг.5 дана первая установочная деталь, на фиг.6 - вторая установочная деталь, на фиг.7 представлен общий вид корпусов: на фиг.7а - корпус модуля сейсмоприемника, на фиг.7б - корпус модуля блока электроники.

Широкополосный сейсмический прибор (см. фиг.1 и 2) содержит модуль сейсмоприемника 1, модуль блока электроники 2, помещенные в цилиндрические корпуса 3, 4 соответственно, на крышке корпуса 3 выполнено углубление 5, а на крышке корпуса 4 - выступ 6 (см. фиг.2), которые расположены соосно и обеспечивают центрирование при установке модулей друг на друга. В крышке корпуса 3 модуля сейсмоприемника имеются несквозные отверстия 7, в которые входят штырьки 8, выполненные в крышках 4 модулей блоков электроники и обеспечивающие необходимую азимутальную ориентацию горизонтальных компонент при совмещении модулей.

Электрическое соединение модулей сейсмоприемника 1 и блока электроники 2 осуществляется с помощью разъема 9.

В корпусах 3 и 4 модулей сейсмоприемников и блоков электроники выполнены выемки 10 для размещения соединительного кабеля 11.

Скрепление собранных модулей сейсмоприемников и блоков электроники в единую цилиндрическую конструкцию осуществляется с помощью установочных деталей 12 (см. фиг.5) и 13 (см. фиг.6), установленных внизу и вверху сборки, и двух полущечек 14 (см. фиг.4), скрепленных с установочными деталями 12, 13 (см. фиг.1).

В случае необходимости использования широкополосного сейсмического прибора в трехкомпонентном варианте с установкой на постамент (см. фиг.3) три модуля сейсмоприемника 1 размещаются на установочной плите 15, имеющей уровень установки по горизонтали (на чертеже не показан) и штырьки для ориентирования горизонтальных компонент (на чертеже не показаны), аналогичные штырькам в сборке для скважинного использования. Собранная конструкция закрывается теплоизолирующей крышкой 16 и устанавливается на теплоизолирующую подставку (на чертеже не обозначена). При этом модули блоков электроники устанавливаются рядом с плитой.

Электрическое соединение модулей сейсмоприемников с модулями блоков электроники осуществляется через разъемы 17, установленные на установочной плите 15.

Сборка широкополосного сейсмического прибора в скважинный вариант осуществляется следующим образом.

Каждая компонента сейсмометра (X, Y, Z) выполнена в виде двух герметичных, модулей - модуля сейсмоприемника 1 и модуля блока электроники 2. Модули устанавливаются друг на друга и центрируются с помощью выступа 6 и углубления 5 на крышках корпусов 4 и 3 соответственно. Азимутальная ориентация блоков осуществляется совмещением несквозных отверстий 7 в крышке модуля сейсмоприемника 1 и выступов 6 в крышке модуля блока электроники 2.

Скрепление собранных модулей сейсмоприемников и блоков электроники в единую цилиндрическую конструкцию осуществляется с помощью установочных деталей 12 и 13, установленных внизу и вверху сборки, и двух полущечек 14, закрепленных на установочных деталях с помощью, например, винтов.

Электрическое соединение модулей блока электроники 2 и модуля сейсмоприемника 1 осуществляется с помощью разъема 9.

По желанию пользователя скважинный блок можно собрать в варианте только одной вертикальной компоненты сейсмоприемника, при этом используются полущечки 14 меньшей длины (см. фиг.4б).

Выходные сигналы от блока электроники 2 поступают на выходной штепсельный разъем блока электроники, к которому подсоединен соединительный кабель 11, уложенный в выемках 10 корпусов 3 и 4, таким образом, что он не увеличивает диаметр собранного блока.

В случае необходимости применения трехкомпонентного сейсмометра в варианте установки на постамент, размещение модулей трех компонент сейсмоприемников производится на установочной плите 15 (см. фиг.3). Установленные на установочную плиту модули сейсмоприемников теплоизолируются с помощью теплоизолирущей крышки 16 и теплоизолирующей подставки.

При этом модули блоков электроники размещаются рядом с плитой.

Использование в предложенном широкополосном сейсмическом приборе сейсмометра по патенту РФ №2012022, миниатюрного 19-штырькового разъема типа PC и выполнение в крышках корпусов 3, 4 модулей сейсмоприемников и блоков электроники выемок 10 для размещения соединительного кабеля 11 позволило создать малогабаритную конструкцию многофункционального сейсмического прибора, которая в скважинном варианте при размещении компонент друг над другом может устанавливаться в скважину диаметром 90 мм.

При необходимости эта конструкция легко трансформируется в вариант для использования на постаменте, для чего собранные компоненты размещаются на установочной плите.

Таким образом, предложенная конструкция обеспечивает возможность многофункционального использования сейсмометра в зависимости от возникающих задач измерения сейсмических возмущений у потребителя простыми средствами.

1. Широкополосный сейсмический прибор, содержащий сейсмоприемник, блок электроники и цилиндрический корпус, отличающийся тем, что сейсмоприемник и блок электроники выполнены в виде отдельных модулей, помещенных в отдельные цилиндрические корпуса, на крышках которых выполнены выступы и углубления, соответствующие друг другу и обеспечивающие центрирование при установке модулей друг на друга.

2. Широкополосный сейсмический прибор по п.1, отличающийся тем, что при сборке для скважинного использования устанавливают поочередно друг на друга три модуля сейсмоприемников и три модуля блоков электроники, при этом в крышках модулей сейсмоприемников выполнены несквозные отверстия, а в крышках модулей блоков электроники - соответствующие штырьки, обеспечивающие азимутальную ориентацию трех компонент сейсмоприемников при сборке прибора, на нижний торец модуля сейсмоприемника и верхний торец модуля блока электроники сборки устанавливают две установочные детали, на которые крепят полущечки, охватывающие сборку модулей, на корпусах модулей выполнены пазы для прокладки соединительных кабелей.

3. Широкополосный сейсмический прибор по п.2, отличающийся тем, что первая установочная деталь представляет собой конус с центральным отверстием, в котором закреплен направляющий штырь.

4. Широкополосный сейсмический прибор по п.2, отличающийся тем, что вторая установочная деталь представляет собой металлическую втулку с осевым отверстием для размещения соединительного кабеля.

5. Широкополосный сейсмический прибор по п.1, отличающийся тем, что при сборке для работы на постаменте он содержит установочную плиту с уровнем установки по горизонтали и стрелкой азимутальной ориентации и штырьки для ориентирования горизонтальных компонент, на установочной плите размещены три модуля сейсмоприемников, установленные на штырьки и закрытые теплоизолирующими крышками, и разъем для подключения соединительного кабеля, при этом модули блоков электроники размещены вне установочной плиты.