Сейсморазведочный комплекс вибрационного действия
Изобретение относится к области средств геофизической разведки полезных ископаемых, преимущественно на нефть и газ. Сейсморазведочный комплекс содержит транспортное средство с закрытым помещением, цилиндрический поддон с ударной плитой, выдвигаемый вниз через люк в днище транспортного средства, тяжелый плунжер, направляющие для вертикального движения плунжера и поддона, вибратор кулачкового типа, размещенный между поддоном и плунжером, и электродвигатель с управляемой скоростью вращения для вибратора. Скорость вращения вала регулируемая, что позволяет получать сейсмические сигналы различной частоты. Технический результат: повышение чистоты сейсмического сигнала. 3 ил.
Изобретение относится к области средств геофизической разведки полезных ископаемых, преимущественно на нефть и газ.
Известен источник сейсмических сигналов (сейсморазведочный комплекс - СРК) вибрационного действия по патенту РФ №2313805 от 09.03.2004 г., МПК G01V 1/155 /1/. Сейсморазведочный комплекс (СРК) включает транспортное средство (автомобиль или судно) с закрытым помещением, источник (генератор) сейсмических сигналов (колебаний) вибрационного типа, жестко скрепленный с деталями корпуса плавающего средства, цилиндрический поддон (контейнер) с плитой, выдвигаемый из помещения через люк в днище, и механизмы для подъема и опускания поддона. При работе генератора плита поддона вибрационно воздействует на среду (вода, грунт). В качестве источника сейсмических колебаний вибрационного типа может использоваться отечественный вибратор СВ-5-150М или вибратор компании «Петро Альянс» MERTZ-18ND, создающие усилия поджатия до 10 тонн с амплитудой 5-8 сантиметров.
Известно устройство для создания сейсмических сигналов в водной среде по патенту РФ №2345386 от 27.01.2009 г., МПК G01V 1/02. /2/. Устройство включает плавающее средство с трюмом, металлическую плиту, жестко укрепленную в проеме днища ПС, генератор вибрационных колебаний и ударник с бойком. Здесь сейсмический сигнал в водной среде создается за счет звуковых колебаний неподвижной стальной плиты, имеющей прямой односторонний контакт с этой средой, после жестких ударов бойка.
Недостатком устройства по патенту РФ №2345386 от 27.01.2009 г. является обратное воздействие на плавающее средство от разгона ударника, по мощности равное прямому. Обратное воздействие приводит к появлению сейсмических сигналов от днища ПС, что создает помехи в сейсмическом сигнале от плиты.
Известен существующий источник сейсмических сигналов «Диносейс» (США). Он работает на взрывной газовой смеси; размещается под днищем транспортного средства (ТС), имеет взрывную камеру диаметром 1.5 м и шток для крепления к днищу ТС. Перед работой он опускается днищем камеры на грунт. При срабатывании источника он днищем камеры, огромным усилием воздействует на грунт, а шток с таким же усилием воздействует на днище ТС. Для снижения этого воздействия на штоке сверху размещается дополнительный груз массой 5000 кг. Недостатком источника данного типа является необходимость использования дополнительного груза на поршне.
Известен сейсморазведочный комплекс (СРК) по патенту РФ №2272302 от 20.03.2006 г., МПК G01V 1/155 /3/, используемый для создания ударных воздействий на среду (грунт, вода). СРК содержит транспортное средство (ТС) с закрытым помещением, цилиндрический поддон с ударной плитой, выдвигаемый из помещения через люк в днище, тяжелый плунжер и миномет, расположенный между поддоном и плунжером. Плунжер для миномета является невылетающей «миной». При выстреле миномета плунжер получает небольшую скорость (5-6 м/с), «подскакивает» вверх на высоту 1.5-2.5 м и падает обратно. Поддон ударной плитой воздействует на среду (грунт, вода) и создает сейсмический сигнал. При выстреле, при движении плунжера вверх, при движении поддона вниз и при ударе никаких вертикальных воздействий на транспортное средство не оказывается.
В качестве прототипа принимается источник сейсмических сигналов (колебаний) вибрационного типа по патенту РФ №2313805 от 09.03.2004 г., МПК G01V 1/155 /1/.
Недостатком прототипа является жесткое скрепление генератора колебаний с деталями корпуса плавающего средства, создающее условия для обратного воздействия мощного генератора колебаний на транспортное средство. Особенно это проявляется в сухопутном варианте источника. Здесь воздействие на грунт с усилием поджатия в 10 тонн приводит к такому же сильному обратному воздействию на транспортное средство, что приводит к резкому вертикальному перемещению (подскоку) транспортного средства и созданию помех основному сейсмическому сигналу. Кроме того, существующие вибраторы как отечественный СВ-5-150М, так и вибратор компании «Петро Альянс» MERTZ-18ND, очень громоздкие, имеют большой вес и требуют много места для размещения.
Целью изобретения является устранение обратного воздействия мощного вибратора на транспортное средство, повышение чистоты сейсмического сигнала и существенное улучшение габаритно-массовых характеристик СРК.
Данная цель достигается тем, что:
- в конструкцию вибрационного сейсморазведочного комплекса по патенту РФ №2313805 /1/ (прототип) добавляется (вводится) новый элемент - тяжелый плунжер, известный из патента РФ №2272302 от 20.03.2006 г. /3/, а
- в качестве вибратора используется вибратор кулачкового типа с управляемой частотой воздействий.
Схема сейсморазведочного комплекса представлена на чертежах фиг.1, 2, 3. На фиг.1 (сухопутный сейсморазведочный комплекс) обозначено: 1 - плунжер; 2, 3, 4 - поддон, плита и кронштейн поддона; 5, 6 - вал и кулачок; 7, 8 - тяга и рессорный механизм; 9 - направляющая труба; 10 - механизмы подъема и опускания поддона с минометом; 11, 12 - днище и потолочное перекрытие транспортного средства. На фиг.2 (кулачковый вибратор) обозначено: 1 - плунжер; 2, 4 - поддон и кронштейн поддона; 5, 6 - вал и кулачки вибратора; 13 - шарнир Гука; 14 - двигатель вращения. На фиг.3 (схема кулачкового вибратора в момент максимального перемещения плунжера вверх) обозначено: 1, 2 - плунжер и поддон; 5, 6 - вал и кулачки вибратора. Амплитуда изменения расстояния между плунжером и поддоном находится в диапазоне 5-8 сантиметров, при этом половина диапазона - это свободное падение плунжера, что хорошо видно на фиг.1 из позиций 1, 2, 5, 6. Вращение вала 5 и кулачков 6 осуществляется с помощью электродвигателя с управляемой скоростью вращения.
При работе вибратора сейсмический сигнал (удар плиты поддона по грунту) создается дважды за половину оборота вала 5: первая четверть оборота - это резкий подъем плунжера на величину амплитуды с ударом плиты поддона по грунту, а вторя четверть оборота - это свободное падение и удар металлического плунжера по неподвижному металлическому торцу поддона с повторным ударом плиты по грунту. Скорость вращения вала 5 регулируемая, что позволяет получать сейсмические сигналы различной частоты и чистоты.
Кулачковый вибратор, как видно на фиг.2, прост по конструкции, имеет малые габариты и малый вес. Все, резкие вертикальные, противоположно направленные перемещения плунжера и поддона не оказывают какого-либо обратного воздействия на транспортное средство. С использованием вибратора данного типа можно создавать сейсморазведочные комплексы вибрационного действия различной мощности в зависимости от массы плунжера и мощности двигателя.
Выполнение СРК таким образом, как показано на чертежах, позволяет устранить обратное воздействие мощного вибратора на транспортное средство, повысить чистоту сейсмического сигнала и существенно улучшить габаритно-массовые характеристики сейсморазведочного комплекса.
Сейсморазведочный комплекс вибрационного действия, включающий транспортное средство, вибратор, источник энергии для вибратора и поддон с ударной плитой, выдвигаемый вниз через люк в днище транспортного средства, отличающийся тем, что в нем дополнительно используется тяжелый плунжер, совершающий возвратно-поступательное движение, в качестве вибратора используется вибратор кулачкового типа с амплитудой перемещения плунжера 5-8 см, а в качестве источника энергии для вибратора используется электродвигатель с управляемой скоростью вращения.
