DE2642869C2 - Vorrichtung zur Erzeugung von seismischen Transversalwellen - Google Patents

Description

Im Hauptpatent ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von seismischen Transversalwellen aufgrund einzelner seismischer Impulse mit einem Targetelement beschrieben, das mit seiner Auflagefläche mit dem Erdboden kontaktierbar und mit wenigstens einer Seitenfläche versehen ist, mit einer Masse, die gegen diese Seitenfläche zur Auslösung der seismischen Impulse schlagen

so kann sowie mit einem Betätigungssystem für die an einem steifen schwenkbaren Arm befestigte Masse, mit welchem die Masse in eine Auslöseposition bringbar ist, in dieser Auslöseposition haltbar und aus dieser Auslöseposition auslösbar ist, um eine definierte Schlagbewegung der Masse gegen die Seitenfläche des Targetelements einzuleiten, wobei das Betätigungssystem auf einer Plattform auf einem Fahrzeug verschwenkbar angeordnet und das Targetelement mit dem Fahrzeug derart gekoppelt ist, daß es in eine Transportstellung und eine unters Arbeitsstellung "s

letzterer wenigstens ein Teil des Gewichts des Fahrzeugs auf dem mit dem Erdboden kontaktierten Targetelements ruht und mit einem fest an dem steifen, schwenkbaren Arm befestigten Zahnrad, das mittels einer einen ersten Stellzylinder enthaltenden Einrichtung antreibbar ist.

Hierbei hängt das Targetelement an am Trägerfahrzeug gelenkigen Armen und läßt sich vertikal zwischen

einer Transportstellung und einer Arbeitsstellung verschieben. Die Masse ist mit Einrichtungen verbunden, die ihr eine Geschwindigkeit bestimmter Amplitude zu erteilen gestatten, deren eine Komponente parallel zur Anlagefläche gerichtet ist und deren Richtung einstellbar bezüglich des Targetelements ist

Bekannt ist hierzu im übrigen durch die US-PS 27 40 489 eine Vorrichtung, die Scherwellen aussendet, über ein im Erdboden verankertes Chassis verfügt und eine an Seilen hängende Masse trägt Allen Varianten der US-PS 27 40489 ist gemeinsam, daß das Chassis zunächst im Erdboden an einem gewählten Ort verankert werden muß, die Masse muß manuell gehoben werden; Exploration tiefer unterirdischer Schichten ist nicht möglich. is

Im übrigen fehlt jedes Transportmittel, was die Manöver notwendigerweise langwierig macht Die Vornahme unterirdischer seismischer Explorationsvorgänge ist hierdurch unmöglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Targetelement leicht von einem Schußort zum anderen bringen zu können, die Möglichkeit der Verwendung einer schweren Masse zu gewährleisten und am gewählten Ort die Manöver des Anbringens der Masse in einer gewählten Fallebene sowie des Hochziehens der Masse bis in eine obere Stellung zu beschleunigen.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß überraschend einfach dadurch, daß an der Kolbenstange des ersten Stellzylinders eine mit dem Zahnrad kämmende Kette befestigt ist daß die Einrichtung mindestens noch einen zweiten von einem Druckfluid speisbaren Stellzylinder aufweist, um die Kolbenstange des ersten Stellzylinders nebst der Kette in eine zurückgezogene Stellung zu bringen, und daß mittels eines von einer Druckquelle beaufschlagbaren Ventils die Kolbenstange des ersten Stellzylinders intermittierend in der zurückgezogenen Stellung sperrbar ist

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist es aber auch möglich, daß das Targetelement Rollbahnen für die Räder des Fahrzeugs umfaßt die so ausgebildet sind, daß sie den wenigstens einen Teil des Gewichts des Fahrzeugs aufnehmen.

Weitere Maßnahmen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Durch einen steifen einstellbaren Träger wird die Masse also in einer bestimmten Ebene senkrecht zu den Schlagflächen des Targetelements gehalten.

Die Nachteile der bekannten Einrichtungen werden also erfindungsgemäß voll vermieden, der Fortschritt auf dem Gebiet der seismischen Prospektion vermittels Transversalwellen ist unverkennbar. Durch die Verwendung einer Kette ist eine leichte Längenverstellung möglich.

Durch die Verwendung eines Targetelements mit Rollbahnen für die Räder des Kraftfahrzeugs wird es möglich, Einrichtung und Aufbau der Anordnung zu erleichtern und an jedem gewählten Schußort zu beschleunigen, um so schneller zu einer anderen Ebene des zu explorierenden seismischen Profils zu gelangen.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sol-

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werden. In diesen zeigt

F i g. 1 schematisch die Vorrichtung während einer Betriebsphase;

F i g. 2 schematisch genauer die Vorrichtung, die die Bewegung der Masse bezüglich des Targetelementes erlaubt;

F i g. 2A schematisch eine Teilansicht der Zylinderanordnung der Vorrichtung, die die Bewegung der Masse erlaubt;

F i g. 3 schematisch eine Ansicht des Targetelementes und

F i g. 4 schematisch eine Draufsicht auf ein Targetelemeut

Nach der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Betätigungsanordnung ist die Masse 36 fest mit dem Ende eines Armes 128 verbunden, dessen anderes Ende um eine Achse 129 verschwenkbar ist die fest bezüglich eines Chassis 130 ist, welches seinerseits von einer Plattform 22 getragen wird. Das Chassis 130 besitzt zwei Arme 131, die fest mit der Plattform 22 an einem ihrer Enden verbunden sind und andererseits an Trägerarmen 132 fest sind, die sich gegen die Plattform 22 abstützen. An ihren fest mit der Plattform verbundenen Enden lagern die Arme 131 die Schwenkachse 129. An ihren abgelegenen Enden tragen die Arme 131 ein Gegengewicht 133.

Der die Masse 36 tragende Arm 128 ist fest mit einem Zahnrad 134 verbunden, das um die Achse 129 verschwenkt. Die Lage der Schwenkachse 129 bezüglich der Längsachse des Kraftfahrzeugs wird derart gewählt daß die Masse gegen eine Auftreff-FIäche 150 des Targetelementes 1 entsprechend einer zur Erdbodenoberfläche im wesentlichen parallelen Richtung schlägt Ein Motor 135 erlaubt eine Bewegung der Plattform 22 bezüglich der fest mit dem Fahrzeug verbundenen Drehkonsole 23.

Die Betätigungsanordnung für die in den F i g. 2 und 2A dargestellte Masse umfaßt drei Zylinderanordnungen 135, 136 und 137, welche zwischen den Armen 131 angeordnet sind und an einem bezüglich der letzteren festen Schlitten 138 befestigt sind.

Die zentrale Zylinderanordnung 137 umfaßt ein Zylindergehäuse 140, eine Kolbenstange 139 von einer Länge, die größer als die des Gehäuses 140 ist und seine sich gegenüberstehenden beiden Stirnwandungen durchsetzt. An einem ihrer Enden umfaßt die Kolbenstange 130 eine Hakenausbildung 141 für eine Kette 142, die das Zahnrad 134 umgreift. Das andere Ende der Kolbenstange sitzt fest an einer Kupplungsstange 144. Die Enden der Kolbenstangen der seitlichen Zylinderanordnungen 135 und 136 können sich gegen die Kupplungsstange abstützen und sie in Translation mitnehmen. Eine fest mit der Stirnwandung des zentralen Zylindergehäuses auf der Seite der Kupplungsstange verbundene Feder 155 umgibt die Kolbenstange 139. Die Kolbenstange 139 ist innerhalb des Gehäuses 140 fest mit einem (Klappen)ventil 145 verbunden. Die Stirnwandung des Gehäuses 140 ist auf der Seite der Schiene oder Stange 144 mit einem Ventilsitz 146 mit zentraler Ausnehmung 147 (Fig.2A) versehen, in welche eine Druckfluidzuführungsleitung 148 mündet. Der Durchmesser des Ventils 145 ist kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 140 und größer als der der Ausnehmung 147.

Eine weitere mit einer nicht dargestellten Druckquelle verbundene Leitung 149 mündet im Innern des Zylindergehäuses 137.

Der Kolbenstan^snhub der seitlichen Z"!i"dsrs"crdnungen ist so gewählt, daß sie das Ventil 145 bis in seiner Stellung zur Abstützung gegen seinen Sitz 146 mitnehmer, können.

Im Betrieb der Vorrichtung läßt man die Plattform 22 sich drehen und führt den Arm des Trägers 128 in eine Ebene, die im wesentlichen senkrecht zu einer Auftreffoder Schlagfläche 150 des Targetelementes ist und betä-

tigt dann die seitlichen Zylinderanordnungen 135, 136. Ihre Kolbenstangen stützen sich gegen die Kupplungsstange 144 ab, welche die Kolbenstange 139 der zentralen Zylinderanordnung bis in eine Stellung mitnimmt, für die das Ventil 145 sich gegen den Ventilsitz 146 legt Druckfluid wird in das Gehäuse der zentralen Zylinderanordnung 137 über die Leitung 149 eingeführt, um das Ventil gegen seinen Sitz hin zu beaufschlagen. Während seiner Bewegung hat die Kolbenstange 139 die Kette 142 mitgenommen und läßt das Zahnrad 134 und den Trägerarm 128 bis in eine obere Stellung verschwenken. Dann werden die Zylinderanordnungen 135 und 136 in entgegengesetzter Richtung betätigt, um die Enden ihrer Kolbenstangen von der Kupplungsstange zu entfernen. Soll der Fall des Hammers ausgelöst werden, so wird Fluid unter einem Druck, der größer als der im Zylindergehäuse 137 herrschende ist, in die Ausnehmung 147 eingeführt Hebt sich das Ventil 145 von seinem Sitz ab, so folgt zu beiden Seiten ein Druckausgleich. Die Masse 36 fällt dann frei auf das Targetelement 1 zurück und nimmt die Kolbenstange 139 sowie die Kupplungsstange 144 mit. Die Feder 155 dämpft die schnelle Rückkehrbewegung der Stange oder Schiene 144.

Die vorbeschriebene Antriebsanordnung für die Masse erlaubt es, aufeinanderfolgende Auslösevorgänge für das Herabfallen der Masse schnell zu wiederholen. Auch möglich wird eine günstige Synchronisation der Auslösevorgänge, wenn mehrere Vorrichtungen gleichzeitig oder in Folge verwendet werden.

Das in den F i g. 3 und 4 dargestellte Targetelement umfaßt einen länglichen Transversalkasten 151, dessen Stirnflächen die Auftreff-Flächen 150 bilden.

In seinem oberen Teil ist es mit einer Anhängestange 152 versehen, die an den Gelenkarmen 2 (siehe F i g. 2 des Hauptpatents) befestigbar sind. Zwei Längskästen 153, deren obere Wandungen die Auffahrbahnen bilden, sind senkrecht zum Kasten 151 benachbart ihren Enden befestigt Ihr Abstand ist im wesentlichen gleich dem der hinteren Spurweiten oder Achsen des Kraftfahrzeugs. Die Auffahrbahnen sind profiliert, um dem hinteren Radsatz zu ermöglichen, leicht auf das Targetelement zu kommen. Eine Schulter 154, die durch einen lösbaren Schuh ersetzt werden kann, hindert das Fahrzeug daran, wieder vom Targetelement bei Fortsetzen seiner Auffahrtrichtung hinunterzufahren.

Jeder Längskasten umfaßt an seiner Basis mehrere Reihen von Spitzen 155 und wenigstens ein sägezahnartig ausgebildetes Blatt 156, um eine gute Kopplung des Targetelements mit dem Erdboden sicherzustellen. Diese Kopplung wird durch das Gewicht wenigstens eines Teils des Kraftfahrzeugs, das auf die Kästen 153 wirkt verbessert

Da das Targetelement an einem für »Schüsse« gewählten Ort angeordnet wird, wird das Fahrzeug soweit vorgefahren, bis das Gewicht der Hinterradachsen auf die Auffahrtbahnen drückt Sind die Vorgänge abgeschlossen, so läuft das Fahrzeug zurück, bis die Anhängestange von Neuem senkrecht zu den Hubgelenkarmen steht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung von seismischen Transversalwellen nach Patent 25 28 647, aufgrund einzelner seismischer Impulse mit einem Targetelement, das mit seiner Auflagefläche mit dem Erdboden kontaktierbar und mit wenigstens einer Seitenfläche versehen ist, mit einer Masse, die gegen diese Seitenfläche zur Auslösung der seismischen Impulse schlagen kann sowie mit einem Betätigungssystem für die an einem steifen schwenkbaren Arm befestigte Masse, mit welchem die Masse in eine Auslöseposition bringbar ist, in dieser Auslöseposition haltbar und aus dieser Auslöseposition auslösbar ist, um eine, definierte Schlagbewegung der Masse gegerx die Seitenfläche des Targetelements einzuleiten, wobei das Betätigungssystem auf einer Plattform auf einem Fahrzeug verschwenkbar angeordnet und das Targetelement mit dem Fahrzeug derart gekoppelt ist, daß es in eine Transportstellung und eine untere Arbeitsstellung gebracht werden kann, in welche letzterer wenigstens ein Teil des Gewichts des Fahrzeugs auf dem mit dem Erdboden kontaktierten Targetelements ruht und mit einem fest an dem steifen, schwenkbaren Arm befestigten Zahnrad, das mittels einer einen ersten Stellzylinder enthaltenden Einrichtung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kolbenstange (139) des ersten Stellzylinders (137) eine mit dem Zahnrad (134) kämmende Kette (142) befestigt ist, daß die Einrichtung mindestens noch einen zweiten von einem Druckfluid speisbaren Stellzylinder (135 bzw. 136) aufweist, um die Kolbenstange (139) des ersten Stellzylinders (137) nebst der Kette (142) in eine zurückgezogene Stellung zu bringen, und daß mittels eines von einer Druckquelle beaufschlagbaren Ventils (145) die Kolbenstange (139) des ersten Stellzylinders (137) intermittierend in der zurückgezogenen Stellung sperrbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine zweite Stellzylinder (135 bzw. 136) mit einer Kolbenstange versehen ist, daß eine Kupplungsstange (144) an der Kolbenstange (139) des ersten Stellzylinders (137) befestigt ist, daß die Kolbenstange des zweiten Stellzylinders (135 bzw. 136) so ausgelegt ist, daß sie sich intermittierend an der Kupplungsstange (144) abstützt, wobei der Weg der Kolbenstange im zweiten Stellzylinder (135 bzw. 136) ausreicht, um die Kupplungsstange (144) bis in die zurückgezogene Stellung der Kolbenstange (139) des ersten Stellzylinders (137) mitzunehmen, daß das Ventil (145) an der Kolbenstange (139) des ersten Stellzylinders (137) im Inneren von dessen Körper befestigt ist, welcher auf einer Endwandung einen Sitz (146) mit einer Ausnehmung (147) für das Ventil aufweist, wobei dessen Querschnitt kleiner als der Innenquerschnitt des Körpers des ersten Stellzylinders ist, und daß Einrichtungen zürn Verteiler: des DruckHuids irr. Inr.eren des Körpers des ersten Stellzylinders und der Ausnehmung vorgesehen sind.

3. Vorrichtung zur Erzeugung von seismischen Transversalwellen nach Patent 25 28 647, aufgrund einzelner seismischer Impulse mit einem Targetelement, das mit seiner Auflagefläche mit dem Erdboden kontaktierbar und mit wenigstens einer Seitenfläche versehen ist, mit einer Masse, die gegen diese Seitenfläche zur Auslösung der seismischen Impulse schlagen kann sowie mit einem Betätigungssystem für die an einem steifen schwenkbaren Arm befestigte Masse, mit welchem die Masse in eine Auslöseposition bringbar ist, in dieser Auslöseposition haltbar und aus dieser Auslöseposition auslösbar ist, um eine definierte Schlagbewegung der Masse gegen die Seitenfläche des Targetelements einzuleiten, wobei das Betätigungssystem auf einer Plattform auf einem Fahrzeug verschwenkbar angeordnet und das Targetelement mit dem Fahrzeug derart gekoppelt ist, daß es in eine Transportstellung und eine untere Arbeitsstellung gebracht werden kann, in welche letzterer wenigstens ein Teil des Gewichts des Fahrzeugs auf dem mit dem Erdboden kontaktierten Targetelements ruht und mit einem fest an dem steifen, schwenkbaren Arm befestigten Zahnrad, das mittels einer einen ersten Stellzylinder enthaltenden Einrichtung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Targetelement (1) Rollbahnen (153) für die Räder des Fahrzeugs umfaßt, die so ausgebildet sind, daß sie den wenigstens einen Teil des Gewichts des Fahrzeugs aufnehmen.

4. \'orrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Targetelement eine Anhängerstange (152) aufweist, die am Fahrzeug zum Transport dieses Targetelementes befestigt ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenkontaktflächen des Targetelements mit vorstehenden Elementen versehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehenden Elemente aus Spitzen und Blättern von Sägezahngestalt (156) bestehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Bremseinrichtungen (155) für die Bewegung der Kupplungsstange (144).