DE3034187A1

DE3034187A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung und uebertragung starker seismischer impulse

Info

Publication number: DE3034187A1
Application number: DE19803034187
Authority: DE
Inventors: Stephen Victor West Redding Conn. Chelminski
Original assignee: Bolt Associates Inc
Current assignee: Bolt Associates Inc
Priority date: 1980-09-11
Filing date: 1980-09-11
Publication date: 1982-04-15

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen
für seismische Bodenuntersuchungen und insbespndere ein seis -misches Quellen-Verfahren sowie eine zugeordnete Vorrichtung zur Erzeugung und Leitung starker seismischer Impulse in die Erde durch abrupte Freisetzung von eingeschlossenem Druckgas in eine enge, horizontale flächen-weise begrenzte Zone zwischen zwei gross-flächigen Elementen, von denen eines ein in Impuls übertragender Beziehung zur Erde befindliches Diaphragma und das andere eine oberhalb des Diaphragmas angeordnete Reaktionsmassenplatte darstellt, welche zu Anfang im Flächenkontakt mit dem Diaphragma steht, um eine praktisch volumen-.lose: Anfangszone zu begrenzen, in welche die Luftpistole entladen wird.
.US-Patent Nr.-3,379,273 mit der Bezeichnung "Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines starken Ton--Impulses, offenbart (derzeit üblicherweise als "Luftgewehr" bezeichnete) Repetiergewehre zur Erzeuzgeines akustischen Impulses, die mit ihnen unter hohem Druck zugeführtem Gas arbeiten und zur Erzeugung kräftiger seismischer Energiewellen in einer Wassermasse, wie Meer, See, Teich, Fluss oder dergleichen verwendet werden. Derartige Impulse können ohne weiteres in häufigen und zeitlich präzisen Inervallen von einem oder mehreren Luftge -wehren wiederholt werden, mit denen seismische Messungen der Bedingungen und Eigenschaften der Boden- und Untergrund-Formationen unter Wassermassen durchgeführt werden können.
Die starken seimsischen Impulse können über lange Entfernungen durch das Wasser und durch Untergrund-Formationen übertragen werden und ermöglichen wirksame seismische Messungen im Wasser.
Das auf den Zessionar der vorliegenden Erfindung umgeschriebene Patent 3,779,335 mit der Bezeichnung "Verfahren und Vnrrichtung für seismische Bodenuntersuchungen mit e1flsdflcr Fltissigkejtft offenbart ein kompaktes, mobil es System, das seismische Mes-.
sungen und Untersuchungen an Stellen ermöglicht, die einen breiten Bereich an Oberflächenbedingungen aufweisen, wie z.B.
harten Grund, weichen Grund, sumpfigen Grund oder überfluteten Grund etc. Das System verwendet starke seimische Impulse, welche durch abrupte Freisetzung von geschlossenem Druckgas aus einem oder mehreren Luftgewehren in ein relativ grosses Volumen eingeschlossener Flüssigkert, wie z.B. Wasser, das seinerseits über kein Diaphragma an die zu messende Erde angeschlossen ist,..
erzeugt werden. Bei Anwendung als seismische Land-Quelle er -fordert das System eine Wasserzufuhr; wenn dieses nicht an Ort und Stelle zur Veriügung steht, dann muss das Wasser zur Mess -stelle befördert und mit den Messwagen mitgeführt werden.
In einer gefrierenden Umgebunynüssen Massnahmen getroffen werden, um ein Gefrieren des Wassers in einer derartigen seismischen Quelle zu verhindern. Nach Freisetzung des ausgetragenen Gases in-die geschlossene Flüssigkeit muss das Gas von der Flüssigkeit getrennt werden, so dass die geschlossene Flüssigkeit wieder von dem Luftgewehr abgeschossen werden kann. Folglich kann eine derartige seismische Quelle mit geschlossener Flüssigkeit praktisch mit eiper Wiederholungsfrequenz von maximal einmal in acht Sekunden oder vielleicht einmal in sechs Sekunden abgeschossen werden.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues und neu -artiges Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung und Über -tragung starker seismischer Impulse in die Erde zu schaffen, die sich für-seismische Messungen eignen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine seismische Land-Quelle zur Erzeugung und Übertragung starker seismischer Impulse in die Erde zu schaffen, die ein geschlossenes Flüssigkeits-Volumen zur Erzeugung der seismischen Impulse nicht benötigt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung für die Erzeugung und Übertragung starker seismischer Impulse in die Erde zu schaffen, welche wiederholbar und präzise definiert sind.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung mit seismischer Landquelle zu schaffen, welche sich zur Verwendung durch ein Vermessungs-Team in allen Gelände-Arten eignen, und zwar ungeachtet einer direkten Verfügbarkeit von Wasser und ungeachtet dessen, ob die Umgebungstemperatur oberhalb oder unterhalb des Gefrierpunkts liegt.
Aufgrund der Tatsache, dass keine eingeschlossene Flüssigkeit verwendet wird, besteht keine Notwendigkeit, das ausgetragene Gas von der Flüssigkeit vor dem erneuten Abschuss der seismischen Quelle zu trennen. Eine erfindungsgemäße0XiFfurBodun#rarhu«n »n daher, falls erwünscht, bei relativ rascher Wiederholfrequenz, beispielsweise einmal in ein bis zwei Sekunden, abgeschossen werden.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird in einer Ausführungsform derselben eine relativ kompakte seismische Landcuelle geschaffen, welche ein Gehäuse und zwei grossflächige horizontale Elemente aufweist, von denen das eine ein Diaphragma ist, das fest gegen die Erde in inniger, impulsübertragender Beziehung zur Erde angeordnet werden kann, während das andere eine direkt oberhalb des Diaphragmas angeordnete massive Reaktionsplatte ist. Ein Luftgewehr befindet sich in dem Gehäuse, dem unter hohem Druck stehendes Gas zugeführt wird: Das Luftgewehr wird abgefeuert, wodurch das unter Druck stehende Gas abrupt aus dem Gewehr in die enge, horizontale flächenweise begrenzte Zone zwischen der Reaktionsmassen-Platte und dem Diaphragma freigesetzt wird, um das Diaphragma abwärts gegen die Erde zu drücken, wodurch ein starker, seismischer-Impuls in der Erde erzeugt und übertragen wird. Die Grösse des von dieser Landquelle aus in die Erde übertragenen seismischen Energie-Impulses ist beträchtlich.
Das verwendete Luftgewehr enthält einen Behälter mit einer Schiesskammer zur Aufnahme einer Ladung von Druckgas. Ein be -weglicher- Schützen zum abrupten Austrag dieses unter Druck stehenden Gases.enthält einen oberen und einen unteren Kolben, wobei eine hohle Kolbenstange z .schen den Kolben verläuft, sowie einen auf dem oberen Teil des Gehäuses montierten Sockel, auf welchem der Schützen angeordnet ist und sich axial bewegt.
Der Sockel weist einen axial in ihm verlaufenden Kanal auf, in welchem Druckgas zur Schiesskammer geführt wird. Das Luft -gewehr ist dadurch gekennzeichnet, dass es während der Beladung mit Druckgas vollständig abgedichtet ist, einen kurzen Hubweg beim Abschuss aufweist, rasch in seine anfängliche, geschlossene Position zurückkehrt und der impuls-übertragenden Diaphragma-Platte dicht benachbart angeordnet sein, um das Druckgas direkt in den Bereich zwischen der Diaphragma-Platte und der Reaktionsmassen-Platte zu entladen.
Es ist ein Kompakt-System vorgesehen, das sich für mobile An -wendungen eignet und dennoch in der Lage.'ist,- -starke- seismische Impulse in die Erde zwecks wirksamer seismischer Messungen in relativ grossen Eindringtiefen in.die Erde-zu zu übertragen. Die sich ergebenden reflektierten und gebrochenen- seismischen Wellen in der Erde werden durch-entsprechende in der Technik bekannte Me-ssfühler oder Geophone erfasst; diese Art von Information über die Bedingungen und EigenschaftweZdder der geo -logischen Formationen in den Vermessungsbereichen/bis zu relativ-grossen Tiefen erreicht.
Vorteilhafterweise ermöglicht das erfindungsgemässe seismische Land-Quellen-Verfahren und die zugehörige Vorrichtung die seismische Landuntersuchung an entfernten geographischen Stel -len und in unzugänglichen Gegenden ohne Verwendung von ge -schlossenem Wasser, das möglicherweise örtlich nicht zur Ver -fügung steht oder das aus klimatischen Gründen Massnahmen zur Verhinderung eines Gefrierens erfordern könnte.
Der vorliegend verwendete Ausdruck "unter hohem Druck stehendes Gas" oder "Druckgas soll alle zusammendrückbaren gasförmigen Strömungsmittel einschliessen, welche in einem Luftgewehr ver -wendet werden können und einen Druck von etwa 1,000 psi auf -weisen, wie beispielsweise Druckluft, komprimierter Stickstoff, komprimiertes Kohlendioxid, Druck-Dampf, unter Druck stehende gasförmige Verbrennungsprodukte und Gemische derselben etc.
Das zweckmässigste und am einfachsten erhältliche Druckgas ist Druck-Luft. Wenn jedoch die Bedingungen an Ort und Stelle die Nicht anwendung von Druckluft diktieren oder wenn andere Gründe gegen eine Verwendung von Druckluft sprechen, dann könnte ein anderes geeignetes komprimierbares gasförmiges Strömung mittel der vorstehend beschriebenen Art verwendet werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be -schreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen, welche die beste dem Erfinder derzeit bekannte Möglichkeit zur Durchführung der vorliegenden Erfindung zusanmen mit alternativen Vorrichtungen zur Montage auf das Chassis eines Fahrzeugs zeigen.
Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht ausgeführt. Vordergründig ist stattdessen die Darstellung der der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien.
Es zeigen: Fig. 1: Eine Vorderansicht im Aufriss, teilweise Im Schnitt, welche das erfindungegemässe seismische Verfahren und die Vorrichtung mit Landquelle darstellt; Fig. 2: eine Draufsicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1, wobei Teile weggebrochen sind; Fig. 3: eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, welche die relativen Positionen der Teile unmittelbar nach Austrag des unter hohem Druck stehenden Gases in den praktisch volumenlosen Bereich zwischen der Diaphragma-Platte und der Reaktions-Massen-Platte veranschaulicht.
Fig. 4: eine ähnliche Ansicht wie Figuren 1 und 3, welche die relativen Positionen der Teile darstellen, wenn sie sich nach dem Abschuss an die Grenzen ihrer Bewegungsbahn vollständig bewegt haben; Fig. 5: eine vergrösserte Querschnittsansicht des Luftgewehrs, wobei sich der Schützen in der anfangs geschlossenen Position nach Fig. 1 befindet, welche die Beschickung des Gewehrs mit Druckgas darstellt; Fig. 6: eine alternative Montage-Anordnung für die seismische Landquelle; Fig. 7: eine Draufsicht auf die Montage von sechs seismischen Landquellen auf ein Fahrzeug, das sich zur Verwendung als Anordnung eignet.
In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Elemente in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
In Figuren 1 und 2 ist eine durchweg mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete seismische Landquelle dadurch gekennzeichnet, dass ein kompaktes Gesamt-System vorgesehen wird, welches sich für mobile Anwendungszwecke eignet, wobei die Quelle 10 auf einem Landfahrzeug montiert ist. Wenn es sich auf dem Unter -suchungsgelände an Ort und Stelle befindet, wird das ring -förmige impuls-übertragende Diaphragma 11 in der Quelle 10 fest gegen die Erde oder den Boden 18 gedrückt. Unmittel -bar oberhalb des Diaphragmas 11 befindet sich eine Reaktionsma:;sen-Platte 12, und ein Luftgewehr 14 ist zum abrupten Austrag von unter hohem Druck stehenden Gas in die enge, horizontale von Flächen begrenzte Zone 15 zwischen dem Diaphragma und der Reaktionsmassen-Platte 11 und 12 ange -ordnet, um einen starken seismischen Impuls in die Erde 18 zu erzeugen und zu übertragen, wie dies im Einzelnen weiter unten erläutert wird. Die Zone 15 hat praktisch kein Volumen (oder höchstens ein unbedeutend kleines Volumen),in das das Luftgewehr zur Erzeugung eines sehr starken Impulses ausgetragen wird, wenn die DruckwelLe von unter hohem Druck stehenden Gas in diese volumenlose Zone eintritt, um das Diaphragma 11 abrupt abwärts von der Reaktionsmassen-Platte 12 we3zuschieben.
Die seismische Landquelle 10 enthält einen b.eweglichen,äusseren Führungszylinder oder Gehäuse 16. Wenn die seismische Landquelle 10 sich in impuls-übertragender Beziehung zu der Erde oder dem Boden 18 1temäss Darstellung in Fig. 1 be -findet, wird die Quelle/elastisch von einer Vielzahl von Stossdämpfern 25 auf dem Chassis, Rahmen oder Träger 17 ihres Transporters oder Landfahrzeugs montiert.
Jeder der nachgiebigen Stossdämpfer 25 enthält einen Luftsack 30, eine hydraulische Zylinder- und Kolbenanordnung 26 mit einer Betriebskolbenstange 28 mit einem am unteren Ende der Kolbenstange befestigten nachgiebicen Puffer 27 zur Ausübung eines abwärtigen Drucks auf den äusseren Führungszylinder 16, der seinerseits mit dem Umfang des Diaphragmas 11 verbunden ist; letzteres ist als starre Metallplatte dargestellt. Dieser Puffer 27 drückt auf einen starken horizontalen Ring 19, welcher ver -mittels eines Rings aus bolzen 20 am oberen Teil des beweglichen äusseren Führungszylinders 16 befestigt ist, wobei die Bolzen in Fassungen in einem Flansch 21 auf dem beweglichen Führungszylinder 19 eingeschraubt sind.
Die Mehrzahl der hydraulischen Zylinder- und Kolbenanordnungen 26 kann daher derart betätigt werden, dass die Puffer 27 gewaltsam abwärts geschoben werden, um das Gewicht des Fahrzeugs auf das starre Diaphragma 11 aufzubringen, um dieses fest gegen den Boden zu drücken, bevor das Luftgewehr 14 abgedrückt wird. Die Luftsäcke 30 suchen dann das Chassis oder den Rahmen 17 von dem mechanischen Stoss zu isolieren, wenn die Landquelle 10 abgeschossen wird.
Zum Transport der Landquelle von einer Vermessungs -stelle zur nächsten Vermessungsetelle, mit anderen Worten von einem "Schuss-Punkt" zum nächsten Schuss -punkt, sind Trägermittel zum Anheben der gesamten Landquelle 10 von der Erde vorgesehen, so dass sie von dem Chassis oder dem Rahmen 17 getragen wird. Diese Trägermittel können aus einem starken, zäh-elastischen Gurt 22, beispielsweise aus einem aus Nylon gewebten Band-Material, bestehen, das mit einer Halterung 23 am unteren Ende der Kol.benstange28 sowie mit einer Halterung 24 an der Aussenseite des beweglichen Führungszylinders verbunden ist.
Wenn die Landquelle 10 für den Transport derselben zum näch -sten Schusspunkt hochgehoben werden soll, werden die hy -draulischen Zylinder/Kolben-Anordnungen 26 betätigt, derart, dass sie ihre Kolbenstangen aufwärts zurückziehen. Die Gurte 22 dienen dann dem Anheben des Führungszylinders 16 und des Diaphragmas 11, -wodurch die gesamte Quelle 10 vom Boden ab -gehoben wird, so dass sie vom Chassis oder Rahmen 17 getragen wird und bereit ist, zum nächsten Schusspunkt transportiert zu werden.
Die stoss-absorbierenden Montageanordnungen 25 sind um den oberen Teil der Landquelle 10 herum im Abstand angeordnet, und es können, je nach dem speziellen Fahrzeug-Rahmen oder Chassis, zwei bis vier derartige Anordnungen vorgesehen sein.
Wie vorstehend erwähnt, ist es Sinn und Zweck der seismischen Landquelle 10, starke seismische Impulse in die Erde zu über -tragen. Die wichtigsten Komponenten dieses Verfahrens sind die Diaphragma-Platte 11 und die Reaktionsmassenplatte 12.
Letztere ruht zunächst auf dem Diaphragma in flächenmässigem Kontakt mit diesem, um zunächst eine praktisch zwischen -raum-freie (praktisch volumen-lose) Zone 15 oder höchstens ein unbedeutend kleines Volumen zu bilde, in das das unter hohem Druck stehende Gas abrupt ausgetragen wird, um einen sehr starken Impuls zu erzeugen, während das Diaphragma 11 sehr abrupt nach unten von der Reaktionsmasse 12 weggetrieben wird. Eine grosse Menge von unter hohem Druck stehenden Gas wird abrupt durch das Luftgewehr 14 in diese Zone 15 ausge -tragen, die praktisch kein Volumen hat.
Die untere Platte 11 dient als Diaphragma und ist vermittels Maschinenschrauben 36 auf einem einwärts verlaufenden ring -förmigen Flansch 32 auf dem äusseren Führungszylinder 16 montiert. Sie wird anfangs in impuls-übertragender Beziehung zur Erde oder zum Boden 18 unten galten, wie dies vorstehend er -örtert wurde. In dieser Ausführungsform ist das Diaphragma 11 als eine starre Metallplatte dargestellt, die aus einem zähen, haltbaren, strukturell festen Marerial, beispielsweise Stahl oder einer festen Aluminium-Legierung besteht. Die obere Platte 12 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie massiv und starr ist und aus einem entsprechenden Metall, beispielsweise Stanl, besteht; im Hinblick auf ihre Funktion wird sie als Reaktionsmassen-Platte bezeichnet.
Diese Reaktionsmassenplatte befindet sich innerhalb desäusseren Führungszylinders 16 und trägt einen Lagerbuchsen-Einsatz 44 und obere und untere Kolbenringe 48 bzw. 46. Die Lagerbuchse 44 sowie Bie die Kolbenringe 46 und 48 werden in die Aeaktionsmassen-Platte 12 umgebenden Vertiefungen getragen. Das Lager 44 ist vorzugsweise in der zentralen horizontalen Ebene der Reaktionsmassenplatte 12 angeordnet, d.h. in der Mitte zwischen der oberen und unteren Fläche dieser Platte 12, und die Kolbenringe 46 und 48 befinden sich vorzugsweise im gleichen Abstand von diesem Lager. Um den Umfang der Reaktionsplatte 12 herum befindet sich oberhab und unterhalb des Lagers 44 ein 7wischenraum 42 zur Verhinderung einer Verkeilung oder Verklemmung der Führungsbuchse 16 mit dem Perimeter der Reaktionsplatte 12 für den Fall, dass sich die Diaphragma-Platte 11 zu neigen oder schiefzustellen sucht.
Ein derartiges Bestreben der Diaphragma-Platte 11 könnte ein -treten, wenn die Erde 18 auf der linken Seite der Fig. 1 wesentlich dichter oder fester als die Erde auf der rechten Seite ist.
In einem solchen Falle würde das Diaphragma 11 während der Über -tragung eines seismischen Impulses versuchen, sich tiefer auf der rechten Seite in die Erde zu bewegen als auf der linken, wodurch eine Neigung des Führungszylinders 16, sich mit Bezug auf den Perimeter der Reaktionsmassenplatte 12 leicht zu neigen oder schräg zu stellen,bewirkt wird. Das Lager 44 in der Mittelebene und der Zwischenraum 42 oberhalb und unterhalb dieses Lagers zusammen mit den Kolbenringen 46 und 48 gestatten, dass eine leichte Neigung eintritt, wodurch die Verkeilung des Fübnungs-Zylinders 16 um die Platte 12 verhindert wird, so dass sie frei in ihre Ausgangsstellung zurückkehren kann, um die seismische Landquelle 10 für den nächsten Schuss, Erzeugung und Übertragung eines starken Impulses in die Erde, vorzubereiten.
Wie sich aus Fig. 3 ergibt, wird das unter hohem Druck stehende Gas 40 nach Ab schuhs des Luftgewehres 14 abrupt in die enge horizontale Grenzzone 15 zwischen den Platten 11 und 12 aus -getragen. Dieses ausgetragene Gas 40 dehnt sich rasch in dieser engen Zone 15 aus und übt dadurch eine kräftige Abwärts-Schubbewegung 38 auf die gesamte obere Fläche der getriebenen Platte 11 aus.
Fig. 3 zeigt, dass die Diaphragma-Platte 11 etwas weiter abwärts in die Erde 18 als in ihrer Stellung nach Fig. 1 getrieben wurde.
Fig. 4 zeigt die durchgeführte Abwärtsbewegung der Diaphragma-Platte nach dem Auftrieb durch das sich in der zone 15 aus -dehnende Gas 40. Der stoss-absorbierende Puffer 50 liegt gemäss Fig. 4 an der unteren Seite des starken horizontalen Rings 19 an, welcher als Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des Führungszylinders 12 und des Diaphragmas 11 relativ zur Reak -tionsplatte 12 dient. Diese Pufferkissen bestehen aus einer Vielzahl von Ringen aus festem, nachgiebigem Material, wie z.B.
Polyurethan, die aufeinander gestapelt sind und auf der Ober -seite der Reaktionsplatte 12 ruhen. In diesem Beispiel treten der Puffer 50 und der Anschlag 19 nach einer relativen Bewegung von 1/2 Inch zwischen der Reaktionsmasse 12 und dem Diaphragma 11 in Eingriff. Mit anderen Worten, das Diaphragma 11 wird etwa 1/2 Inch von der Reaktionsmasse 12 an der Grenze seines Hubs abgetrennt.
Um das sich ausdehnende Gas aus dem Raum zwischen den Platten 11 und 12 entweichen zu lassen, ist ein Entlüftungskanal 52 von geringem Durchmesser vorgesehen, der sich aufw;irts durch die Reaktionsplatte 12 nahe ihrem Perimeter erstreckt. Dieser Entlüftungs- oder Abzugs-Kancl 52 ist von ausreichJnder Länge und einem ausreichend kleinen Durchmesser, so dass eine un -wesentliche Menge Gas 40 während des Austrags und des husdehnungshubs gemäss Darstellung in Fig. 3 und 4 durch ihn entweichen kann.
Es ist eine Mehrzahl von Federn 62 vorgesehen, welche die Plat -ten 12 und 11 rückwärts aufeinander zurdrücken. Das obere Ende jeder Feder 62 sitzt aufrecht in einer Fassung 60 im Anschlagring 19. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, weist der Anschlagring 19 eine Vielzahl von einwärts verlaufenden Leistenteilen 56 auf, von denen jede eine der Fassungen 60 für die jeweiligen Federn 62 enthält.
Wie vorstehend erwähnt, sind die von der seismischen Landquelle 10 in die Erde übertragenen Impulse stark. Die stoss-absorbierenden Montage-Anordnungen 25 mit den Luft säcken 30 schützen den Rahmen oder das Chassis 17.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist eine Mehrzahl von Federn 62 vorgesehen, und zwar eine in jeder Fassung im gleichmässigen Ab -stand um den Anschlagring 19 herum und entsprechend um den Perimeter der Reaktionsplatte 12 herum.
Der Bewegungsanschlagsring 19 ist auf einer Schulter 21 auf dem äusseren Führungszylinder 16 vermittels Schrauben 20 mon -tiert. Ein ringförmiger Deckring 64 ist vermittels Schrauben 68 an dem Bewegungsanschlag-Ring 19 befestigt. Der Deckring 64 weist eine abwärts verlaufende Schranke 66 auf, welche in Zu -sammenwirkung mit der ringförmigen Schutzschranke 70 überlappt, um den Zutritt von Fremdkörpern in die seismische Quelle 10 zu verhindern. Die ringförmige Schutzschranke 70 weist einen unteren Flansch 72 auf, welcher vermittels Schrauben 74 an der Reaktionsmassenplatte 12 befestigt ist.
Um der seismischen Landquelle 10 die Erzelung starker Impulse in der Erde zu ermöglichen, muss die allgemein mit dem Bezugs -zeichen 14 versehene Luftpistole eine grosse Menge von unter hohem Druck stehenden Gas abrupt in der Zone 15 zwischen dem Diaphragma 11 und der Reaktionsplatte 12 freisetzen. Eine ent -sprechende Quelle von unter hohem Druck stehenden Gas, wie z.B. Druckluft, kann verwendet werden, und wegen dieser Ver -wendun< von Druckluft wird die Gasaustragspistole 14 allgemein als Luftgewehr bezeichnet. Es sind jedoch auch andere Formen von Druckgas einsetzbar, wie dies vorstehend in der Einführung erörtert wurde.
Wie sich am besten aus Fig. 5 ergibt, enthält das Luftgewehr 14 ein zylindrisches Gehäuse oder einen Behälter 80 mit einem mit der Reaktionsmassenplatte 12 vermittels Schrauben verbundenen oberen Flansch 82. Eine zylindrische Endwandung 76, welche ein Solenoidventil 86 trägt, ist auf dem oberen Flansch 82 vermittels Schrauben 78 montiert. Ein Kontrollkanal 88 verläuft durch die Zylinderenclwandlrr(l 76 zu einem cien Flüssigkeitsdruck abtastenden Wandler 90 im Gehäuse des Solenoidventils 86, um den eigentlichen Schuss-Moment des Luftgewehrs 14 zu überwachen.
Eine Trigger-Kanal- und Füll-Kanal-Anordnung 92 ist mittig in die Zylinderendwandung 76 montiert und weist O-Ring-Dichtungen 93 ad, um einen luftdichten Verschluss zwischen diesen zu bilden.
Eine Dichtungsmanschette 94 ist im Boden dieser Anordnung 92 vorgesehen und ist von einer O-rinc3-förmigen Dichtung 95 um -<jeben, um wiederum einen Dichtungeinqriff zwischen den Elementen zu bewirken. Diese Kanal-Anordnung 92 im Verein mit dem Solenoid-Ventil 86 dient der Auslösung des Schusses des Luftgewehrs. Diese Wirkungsweise wird nachfolgend in grösseren Einzelheiten beschrieben.
Sinn und Zweck des Luftgewehrs 14 ist es, Druckgas unter hohem Druck darin zu halten und die Gas-Ladung abrupt in einem sehr kurzen Zeitraum in Abhängigkeit von der Auslösekontrolle durch das Solenoid-Venti3 86 zu entladen. Zur Ausführung dieser Funktion enthält der zylindrische Behälter 80 eine obere Zylinderwand-Muffe 116 und eine anliegende Muffe 114, welche eine Schiess -kammer 140 im Behälter 80 umgeben. Eine Sockel anordnung 96 mit einem Schaftelement 98 ist auf der Zylinderendwandung 76 ver -mittels einer Mutter 99 montiert, welche von der Zylinderend -wandung durch den Dichtungskrayen 94 abgetrennt ist. Eine O-ringförmige Dichtung 101 ist zwischen dem Schaftelement 98 der Sockel -anordnung und dem Dichtungskragen 94 vorgesehen.
Das Schaftelement 98 trägt eine Schaftdichtungsmuffe 103, welche nach unten - verläuft, um auf einem Flansch 111 auf dem Schaft -element zu ruhen. Eine Halte-Unterlegscheibe 130 wird gegen das Ende des Schaftelements 98 vermittels einer Mutter 132 gehalten, welche in das mit Gewinde versehene untere Ende des Schaftelements 98 geschraubt wird. Eine weitere Schaftdichtungsmuffe 126 ist um das Schaftelement 98 der Sockel anordnung 96 herum zwischen dem Flansch 111 und der Halteunterlegscheibe 130 angeordnet. O-ringförmige Dichtungen 97 sind zwischen dem Schaftelement 98 und der Schaftdichtungsmuffe 103 sowie der Schaftdichtungsmuffe 126 vorgesehen, um einen ordnungsgemässen Dichteingriff zwischen diesen Elementen zu gewährleisten.
Die Sockel anordnung 96 bildet ein Mittel zur Beschickung der Schiesskammer 140 mit unter Dnxi stehendem Gas, sowie ein Lager oder eine Führung, auf welcher der bewegliche Schützen 105 sich in der Schiesskammer in der nachfolgend beschriebenen Weise be -wegen kann.
Wie sich aus Fig. 5 ergibt, enthält der Schützen 105 einen hohlen Kolbenzylinder 106, welcher einen oberen Kolben 110 und einen un -teren Kolben 112 miteinander verbindet. Der obere Kolben 110 ist vermittels des Kolbenzylinders 106 starr mit dem unteren Kolben 112 verbunden, so dass sich diese mit hoher Beschleunigung über einen vorbestimmten Hub auf der Sockel anordnung 96 bewegen können, bevor das unter hohem Druck stehende Gas abrupt aus der Schiesskammer in die Zone 15 zwischen den Platten 11 und 12 entladen wird. Der untere Kolben 112 dient als Öffnungs- und Verschlussmittel zur Aufnahme und anschliessenden Freisetzung des unter hohem Druck stehenden Gases in der Schiesskammer 140, während der obere Kolben als Betriebsmittel für den unteren Kolben dient, um diesen geschlossen zu halten und ihn anschliessend in Abhängigkeit von der Wirkung des Solenoidventils 86 freizu -geben, so dass sich die Kolben mit grosser Beschleunigung bewegen, um das in der Schiesskammer unter hohem Druck stehende Gas zu entladen.
Um eine geschlossene Stellung der Schiesskammer 140 zu erreichen, ist ein Haltering 122 am unteren Ende des Behälters 80 unterhalb der Buchse 114 vorgesehen, wobei eine O-ringförmige Dichtung 121 zwischen diesen angeordnet ist. Diese Haltevorrichtung 122 hält eine periphere Dichtung 124, welche mit dem Rand des unteren Kolbens 112 in Berührung tritt, wenn der Schützen 105 sich in seiner anfänglichen geschlossenen Stellung vor Abschuss der Pistole 14 befindet. Ein nach,iebiger Puffer-Anschlag-Ring 120 ist in einer inneren Vertiefung im unteren Ende der Zylinderwand-Buchse 116 angeordnet, welche von einer schräg verlaufenden Lippe 113 auf der Buchse 114 gehalten wird. Dieser Anschlag-Ring 1;0 hält den Schützen in der Schiesskammer 140 durch Be -schränkung der Bewegung des oberen Kolbens 110 in der Schiess -kammer 140 fest. Es sei bemerkt, dass der Durchmesser des oberen Kolbens 110 etwas grösser ist als der Durcnmesser des unteren Kolbens 112, und dass der nachgiebige Puffer-Anschlag 120 zusam -men mit der Buchse 114, die einen kleineren Innen-Durchmesser als die Buchse 116 aufweist, die Bewegung desoberen Kolbens 110 mit deri grösseren Durchmesser in der Schiesskammer 140 begrenzt.
Bei der Montage des Schützen 105 auf der Sockel anordnung 96 muss notwendigerweise ein Dichtungseingriff zwischen den Elementen vorgesehen werden; folglich werden O-ringförmige Dichtungen 123 zwischen der Muffe 103 und der Bohrung des beweglicnen Schützen 105, sowie O-ringförmige Dichtungen 128 zwischen der Schaftdichtungsmuffe 126 und der Bohrung mit dem grösseren Durchmesser im unteren Ende des Schützen vorgesehen.
Während sich der Schützen 105 in geschlossener Stellung befindet, springt das untere Ende der Sockel-Anordnung 96 nach unten in eine Aussparung 135 in der Diaphragma-Platte 11 vor, welche von einem nachgiebigen vermittels eines Halterings 134 in das Diaphragma eingebauten Puffer. 138 begrenzt ist, welcher Halten ring 134 vermittels Schrauben 136 an dem Diaphragma befestigt ist.
Um die Schiesskammer 140 mit unter Druck stehendem Gas zu füllen, wird eine Quelle von unter Druck stehendem Gas, wie beispieisweise Druckluft über 1,000 pounds/square inch, durch eine unter hohem-Druck stehende Zufuhr-Schlauch-Leitung 150 zu einem unter hohem Druck stehenden Zufthr-Einlass 151 in den Zylinderendwandungen 176, welcher vermittels einer Armatur 152 hierin befestigt ist, geführt. Ein Füll-Zufuhr-Kanal 154 leitet das unter Druck stehende Gas zu einem . Axial-Kanal 100 im Schaftelement 98 der Sockel anordnung 96. Eine mit dieser Axialbohrung 100 in dem Schaftelement 98 in Verbindung stehende Radialbohrung 102 führt das unter Druck stehende Gas zu einem ringförmigen Anschluss -Kanal 146 in der Dichtungsmuffe 103, welche mit einer Zufuhröffnung 104 in der Dichtungsmuffe in Verbindung steht, die ihrerseits das unter Druck stehende Gas in eine ringförmige Schutzen-Rückkehr-Kammer 142 und anschliessend durch eine Zu -fuhr-Öffnung 108 im Kolbenzylinder 106 führt, welcher Kolben -Zylinder in die Schusskammer 140 eimündet.
Der in der ringförmigen Schützen-Rückführ-Kammer 142 nach oben 144 vorspringende Pfeil/veranschaulicht den Rückführ-Schub, ver -mittels dessen das in die Schiesskammer geführte Gas auch dazu dient, den Schützen 105 in seine geschlossene Ausgangsstellung nach dem Schuss zurückzuführen. Der Grund dafür, eine Bohrung mit grösserem Durchmesser im unteren Teil oeles die Muffe 126 umgebenden Schützen im Vergleich zu der kleineren Bohrung im oberen Teil des die Muffe 103 umgebenden Schützen vorzu -sehen, besteht darin, dass man eine innere Schulter 143 am oberen Ende der Rückführkammer 142 vorsehen will. Das unter Druck stehende Gas in der Rückführkammer 142 übt seinen Auf -wärtsschub 144 auf die Innenschulter 143 aus. Die Zufuhr -hoffnung 108 ist im Vergleich zu den Zufuhrkanälen 100 und 102 ausreichend klein, um zu gewährleisten, dass der Druck in der Rückführkammer 142 für eine vollständige Rückführung des Schützen in seine geschlossene Position ausreicht, bevor die Schiesskammer 140 erneut mit dem unter Druck stehenden Gas gefüllt wird. In seiner geschlossenen Position ist der Rand des oberen Kolbens 110 in Dichtungseingriff mit einem Dichtring 115. Die Richtungen der Strömungspfeile in Fig. 5 zeigen den Strom des unter Druck stehenden Gases 40 durch die Zufuhrleitung 150, den Kanal 154, die Kanalanordnung 92 in die Axialbohrung 100, durch die Radialbohrung 102, den ringförmigen Anschluss-Kanal 146 und die Zufuhröffnung 104, die in die ringförmige Schützen-Riickführ-Kammer 142 mündet, und sorlanrl durch die Öffnung 108 in die Schiesskammer 140 an.
Für den Ab schuhs des Luftgewehres 14 sind Triggerkanäle 156 in der Anordung 92 vorgesehen, welche vom Füllkanal 154 in das Solenoid-Ventil 86 und vom Solenoidventil zum Kanal 157 in der Zylinderendwand 76 zum oberen Teil des oberen Kolbens 110 verlaufen. Wenn das Solenoidventil 86 betätigt wird, wird unter Druck stehendes Gas durch die Schiess-Kanäle 156 der Anordnung 92 auf den oberen Teil des Kolbens 110 aufgebracht, wodurch der Schützen 105 axial abwärts in die Schiesskammer 140 getrieben wird und zwar unter abrupter Trennung des unteren Kolbens 112 von der peripheren Dichtung 124, wodurch das unter Druck stehende Gas abrupt in den Bereich 15 zwischen den Platten 11 und 12 freigesetzt wird. Ein Ausrichtungszapfen 158 ist zwischen der Zylinderendwandung 76 und der Anordnung 92 vorgesehen, um die unter Druck stehenden Gaskanäle in der Anordnung ordnungsgemäss mit dem Füllkanal 154 und dem Trigger-Kanal 157 auszurichten.
Ein Druck aufbringender Kanal 160 steht mit der Aussenfläche der peripheren Dichtung 124 in Verbindung, um einen Druck auf diese periphere Dichtung 124 aufzubringen, um diese Dichtung innerhalb des Perimeters des unteren Kolbens 122 fest in Eingriff zu halten, wenn der Schützen sich in seiner geschlossenen Stellung befindet.
Dieser periphere Abdichtungring 124 weiSt einen Kamm 117 auf, welcher radial einwärts in Richtung auf die Peripherie des unteren Kolbens 112 zwei konvergierenden Oberflächen gegenübersteht, die sich in Richtung auf den Kamm einwärts neigen. Die Basis dieses Dichtringes, welcher mit der Vorderseite radial nach aussen gerichtet ist, hat eine wesentlich grössere Fläche als der nach innen vorsprinyende Kamm. Das unter Druck stehende Gas steht durch den Kanal 160 mit der Basis des Dichtungsringes 124 in Verbindung, wodurch diese Dichtung in festen Eingriff mit der Peripherie des unteren Kolbens 112 gedrückt wird. Der Dichtungsring 124 wird von einer Lippe auf der Muffe 114 ge -halten, welche die obere schräg verlaufende Fläche des Dichtungsringes in der Nähe seines Kammes 117 überlappt. In ähnlicher Weise überlappt eine Lippe des Halterings 122 die untere schräge Fläche des Dichtunqsringes 124 in der Nähe des Kammes 117.
Dieser Dichtungsring hat eine fünf-seitige ring-förmige Ausbildung, wobei der Kamm 117 sich am Scheitelpunkt der beiden schräg ver -laufenden Seiten befindet.
Fasst man die Wirkungsweise der seismischen Landquelle 10 gemäss der vorliegenden Erfindung zusammen, so wird die Quelle 10 zum Vermessungspunkt befördert und an der Stelle des Bodens oder der Erde 18 positioniert, an welcher die Messung vorzunehmen ist. Lin Vorrat an unter Druck stehendem Gas 40 wird der Pistole 14 zur Beschickung der Schiesskammer 140 zugeführt, wie dies art besten in Fig. 5 dargestellt ist. Fig. 1 ver -anschaulicht auch den Schützen 105 der Pistole 75 mit dem unter Druck stehenden Gas in ihrer anfänglich geschlossenen Position auf der Sockel anordnung 96 in der Schiesskammer 140.
Wie sich am besten aus Fig. 3 ergibt, wird die Pistole 14 durch Betätigung des Solenoidventils 86 abgefeuert, welches unter Druck stehendes Gas aus dem Füllkanal 154 durch die An -ordnung 92 in den Bereich auf dem oberen Kolben 110 leitet, wodurch der Schützen 105 abwärts in die Schiesskammer gedrückt wird, wobei er sich von der oberen Dichtung 115 und von der unteren peripheren Dichtung 124 trennt und das unter Druck stehende Gas abrupt in den Bereich 15 zwischen der massiven Reaktionsplatte 12 und dem Diaphragma 11 austrägt, welche zunächst in flächenmässiger Berührung verbleiben.
Fig. 4 veranschaulicht den Schützen 105 am Boden seiner Ab -wärtsbewegung in der Sctiesskammer 140, wobei der obere Kolben 110 mit dem nachgiebigen Pufferanschlag-Ring 120 in Berührung tritt, so dass eine weitere Abwärtsbewegung des Schützen 105 in der Schiesskammer 140 vermieden wird. Wie sich aus Fig. 4 ergibt, erfolgt die stärkste Trennung zwischen der Reaktionsplatte 12 und dem Diaphragma 11, im Rahmen derer das Diaphragma abwärts auf den Boden oder die Erde zu gedrückt und ein starker seismischer Impuls in dieser übertragen wird.
Jede Aufwärtsbewegung der Reaktionsmasse 12 wird durch Stoss -puffEr 50 und Federn 62 gedämpft. Die Dämpfwirkungen auf die Reaktionsmassenplatte 12 durch die Stosspuffer 50 und die Federn 62 und die Jtossabsorbierung der Montageanordnungen 25 führen die Quelle 10 in ihren Ausgangszustand zurück, so dass sie für die nächste Schiessfolge bereit ist. Der Abzugskanal 52 gestattet ein kontrolliertes Entweichen des expandierten Gases in der Zone 15. Eine weitere Bahn für das Entweichen des Gases ist um die Kolbenringe 46 und 48 um den Perimeter der Reaktionsmassenplatte 12 herum vorgesehen. Eine relativ rasche Schuss-Wiederhol-Frequenz von/;einmal in ein bis zwei Sekunden, kann, falls erwünscht, verwendet werden.
Der Schützen 105 der Pistole 85 hat daher einen relativ kurzen Hub von etwa 3/8 bis 5/8". Zur Erhöhung der Beschleunigung des Schützen ist die Zylinderwandmuffe 116, welche den oberen Teil der Schiesskammer 140 umgibt, mit einer Mehrzahl von Umlauf -öffnungen 118 in der Wandung 116 versehen.Bei Abschuss wird das unter Druck stehende Gas dem oberen Teil des Kolbens 110 zuge -führt, wodurch dieser nach unten in Wirkverbindung mit den Umlauföffnungenti8gedrückt wird, welche bewirken, dass der Druck des unter Druck stehenden Gases oberhalb und unterhalb des Kolbens 110 ausgeglichen wird, um dadurch die Abwärtsbe -schleunigung des Schützen zu erhöhen. Der Perimeter des unteren Kolbens 112 enthält eine vertikale zylindrische Fläche, welche sich in Gleiteingriff mit dem Kamm 117 der peripheren Abdichtung 124 befindet. Sobald sich daher der obere Kolben 110 von der Abdichtung 115 wegbewegt, entsteht zwangsläufig ein Abwärtsschub des geschlossenen Gases in der Schiesskammer 140, welcher auf den unteren Kolben wirkt, während sein Perimeter abwärts an der Dichtung 124 gleitet. Des weiteren ist die zylindrische Innen -fläche der Haltevorrichtung 122 benachbart der den Abdichtungs -ring 124 überlappenden Lippe in der Nähe des Perimeters des sich abwärts bewegenden Kolbens 112, der sich dadurch im Beschleuniabstand erstreckt, entlang welchem sich der Perimeter des Kolbens 112 bewegt, bevor das unter Druck stehende Gas abrupt aus der Kammer 140 in den Grenzbereich 15 ausgetragen wird.
Folglich entsteht eine sehr abrupte Austragswirkung, weil der Schützen 105 sich rasch ribwiirts bewegt, bevor der untere Kolben sich vollst;inciig von der L)lctung 124 und der i<ltevorrichtung 122 löst.
Fig. 6 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform stoss- -absorbierender Halterungsmittel 25A in Form von Luftsäcken 30A.
Diese Luftsäcke 30A weisen eine obere Platte 166 auf, welche vermittels Schrauben 167 auf einer beweglichen Plattform 165 montiert ist, sowie eine untere Platte 168, welche vermittels Schrauben 170 auf dem ringförmigen Deck-Ring 64 der seismischen Landquelle 10 montiert ist. Die Luftsäcke 30A können innen rohrförmig mit Verstärkungsrippen ausgebildet sein. Andererseits können diese Luftsäcke 30A die Form von Bälgen mit Ver -stärkungsrippen aufweisen. Der Innendruck in den Säcken kann entsprechend den Betriebsbedingungen des Systems variiert werden. Die Plattform 165 lässt sich vermittels einer Mehrzahl hydraulischer Zylinder- und Kolbenanordnungen, welche auf dem Fahrgestell oder Rahmen des Fahrzeugs montiert sind, anheben und absenken. Diese Zylinder- und Kolben-Anordnungen entsprechen in ihrer Wirkung denen in Fig. 1,3 und 4 bei 26 angeordneten.
Sie üblen eine abwärts gerichtete Kraft auf die Plattform 165 aus, um die Diaphragma-Platte 11 vor Abschuss der seismischen Quelle 10 fest gegen die Erde zu drücken. Des weiteren dienen sie der Anhebung der Quelle 10, um diese zur nächsten Ab -schus£-Stelle zu transportieren.
Es sei darauf hingewiesen, dass nur eine einzige Druckgas-Quelle für den Betrieb der erfindungsgemässen Pistole erforderlich ist. Des weiteren dient der ankommende Strom unter Druck stehenden Gases durch den Sockel in die Rückführkammer dazu, den Schützen nach dem Abschuss automatisch in seine Ausgangs -Position zurückzuführen. Die Pistole ist daher automatisch für Wiederhol-Schiessen ausgelegt, ohne dass zusätzliche Quellen oder Konstruktionen erforderlich wären.
Obgleich die Dimensionen der seismischen Landquelle gemäss der vorliegenden Erfindung von den Bedingungen eines speziellen Anwendungsfalles bestimmt werden, kann das Diaphragma beispielsweise einen Durchmesser im Bereich von 1 1/2 bis 4 Fuss aufweisen.
Je nach der Kompressionsfähigkeit der Erde 18 an der Mess-Stelle, haben Änderungen der Dicke und Festigkeit des Diaphragmas einen Einfluss auf die Frequenz-Komponenten des in die Erde über -tragenen seismischen Impulses und können zur Optimierung des übertragenen Signals für die angetroffenen Messbedingungen verwendet werden.
Fig. 7 ist eine Draufsicht, welche sechs der unterhalb einer grossen rechteckigen Plattform 165A angeordneten seismischen Landquellen 10 veranschaulicht, welche Plattform durch eine Mehrzahl von hydraulischen Zylinder- und Kolben-Anordnungen 26 angehoben und abgesenkt werden kann. Mit anderen Worten, die grosse Plattform 165A in Fig. 7 ist ähnlich angeordnet wie die in Fig. 6 dargestellte Plattform 165, mit der Ausnahme, dass sechs der Landquellen 10 unterhalb derselben angeordnet sind.
Die Plattform 165A kann unterhalb des Fahrgestells eines Land -fahrzeugs angeordnet werden, wobei die Zylinder- und Kolben-Anordnungen 26 zum Anheben und Absenken der Plattform 165A mit Bezug auf das Fahrzeug-Chassis verwendet werden. Aufgrund der Tatsache, dass die Schiess-Wiederhol-Frequenz jeder der seismischen Quellen 10 relativ schnell ist, können die mit dem Pfeil nach Fig. 7 angegebenen verschiedenen Einzelquellen 10 gleich -zeitig oder in vorbestimmter Folge abgefeuert werden, die zur Übertragung verschiedener seismischer Signale aus diesem Quellenschema rasch wiederholt werden kann.
Es wird somit erfindungsgemäss eine sehr kompakte und effektive mobile seismische Landquelle 10 vorgesehen, welche sich mit Vor -teil zur Durchführung seismischer Messungen in den verschieden -sten Geländearten sowohl unter gemässigten als auch unter extremen klimatischen Bedingungen und in Schemata auf Einzel -fahrzeugen einsetzen lässt. Da geschlossenes Wasser nicht er -forderlich ist, kann dieses System in Trockenzonen verwendet werden, ohne dass grosse Wassermengen an die Mess-Stelle trans -portiert werden müssen. Ebenso ist die Quelle in Kaltzonen ein -setzbar, ohne d;, Massnahmen zur Verhinderung eines Gefrierens erforderlich wären. Sie liefert, wie vorstehend beschrieben, eine relativ rasche Schiess-Wiederhol-Frequenz.
Da der Fachmann weitere Änderungen und Abwandlungen nach Massgabe der jeweiligen Arbeits- und Umweltbedingungen vor -nehmen kann, ist die Erfindung nicht auf die zum Zwecke der Anschauung gewählten Beispiele beschränkt, sondern erlaubt vielmehr weitere Änderungen und Abweichungen, ohne den Sinn und Geltungsbereich gemäss beiliegenden Ansprüchen zu ver -lassen.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung und Übertragung starker seismischer Impulse Patentansprüche 1 Verfahren zur Erzeugung und Übertragung eines starken seis -mischen Impulses in die Erdoberfläche, gekennzeichnet durch Anordnung eines Diaphragmas (2) an der Erdoberfläche (18), Anordnung einer starren, schweren Reaktionsmassen-Platte (12) oberhalb des DiapPIr.lymas in flächenweisem Kontakt mit dem Diaphragma zur Bildung einer Zone (15) zwischen der Reaktionsmassen-Platte und dem Diaphragma, welche Zone zu Anfang praktisch kein oder ein nur unbedeutendes Volumen aufweist, Begrenzung einer Ladung Hochdruckgases in der Nähe der Zone (15), abrupte Entladung des Hochdruckgases (40) in diese Zone (15), wodurch das sich ausdehnende Gas das Diaphragma abrupt abwärts relativ zur Reaktionsplatte in einem plötzlichen und starken Hub zur Erzeugung und Übertragung eines starken seismischen Impulses in die Erde treibt, sowie durch Entweichenlassen des sich ausdehnenden Gases aus dem Raum zwischen dem Diaphragma und der Reaktionsplatte, um diese in eine Position der flächenweisen Berührung zurückkehren zu lassen.
2. Verfahren zur Erzeugung und Übertragung eines starken seis -mischen Impulses in die Erde nach Anspruch 1, gekennzeich -net durch Begrenzung der Ladung von Hochdruckgas in der Nähe des Zentrums des horizontalen Bereichs der Zone (15), welche kein oder ein nur unbedeutendes Volumen aufweist, sowie durch abrupte Entladung des Hochdruckgases in das Zentrum des Bereichs, um das Diaphragrame abrupt unter unter Kraftanwendung von der Reaktionsplatte zu trennen.
3. Verfahren zur Erzeugung und Übertragung starker, seSmischg Impulse in die Erde nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Bildung einer Reaktionsmassen-Platte (12) mit einer Öffnung im mittleren Bereich, sowie durch Anordnung einer Druckgas-Entladungsvorrichtung (14) in der mittigen Öffnung in der Reaktionsmassen-Platte (12).
4. Verfahren zur Erzeugung und Übertragung eines starken seis -mischen Impulses in die Erde nach Anspruch 1,2 oder 3, ge -kennzeichnet durch Aufbringung von Gewicht aus einem Fahr -zeug in abwärtiger Richtung (26,27) auf das Diaphragma, um das Diaphragma fest an die Erdoberfläche (18) vor der ab -rupten Entladung des unter Druck stehenden Gases (40) in die Zone (15) zu drücken.
5. Verfahren zur Erzeugung und Übertragung starker seismischer Impulse in die Erde nach Anspruch 1,2,3 oder 4, gekennzeich -net durch Rückführung der Platten (11,12) in ihre Ausgangs -position, Entweichenlassen des sich ausdehnenden, unter Druck stehenden Gases aus dem Raum zwischen der Reaktionsmassen -Platte und der Diaphragma-Platte bei relativ niedriger Ge -schwindigkeit, um zu verhindern, dass die Reaktionsmassen -platte (12) frei herunterfällt und auf das Diaphragma (11) auftrifft.
6. Seismische Landquelle zur Übertragung starker seismischer Impulse in die Erde, gekennzeichnet durch eine Druckgas-Ertladungsvorrichtung (14), ein unterhalb dieser Vorrich -tung montiertes Diaphragma (11), wobei das Diaphragma in innigen Kontakt mit der Erde (18) gebracht werden soll, welche den durch die Quelle auf sie aufgebrachten seismischen Impuls aufzunehmen hat, eine massive Reaktionsplatte (t2), welche sich zu Anfang in flächenweiser Berührung mit dem Diaphragma befindet, durch Mittel (16) zur beweglichen Montage des Diaphragmas relativ zur Reaktionsplatte, Mittel (150,151,154) zur Beschickun der Vorrichtung mit unter hohem Druck stehenden Gas, sowie durch Mittel (86), um die Vor -richtung zur abrupten Entladung des Druckgases (40) in den Bereich (15) zwischen der Reaktionsplatte und dem Diaphragma abzuschiessen, um damit das Diaphragma zur Übertragung eines starken, seismischen Impulses in die Erde abrupt abwärts gegen die Erde zu treiben.
7.Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die massive Reaktionsplatte (12) die Vorrichtung umschliesst und sich oberhalb des Diaphragmas (11) befindet, wobei sie anfangs in flächenweiser Berührung mit dem Diaphragma steht.
8.Vorrichtung nach Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagemittel ein mit dem Umfang des Diaphragmas (11) verbundenes zylindrisches Führungselement (16) aufweisen und das zylindrische Führungselement vom Diaphragma aufwärts verläuft und den Umfang der Reaktionsplatte (12) umgibt.
9.Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lager (44) den Umfang der Reaktionsplatte (12) in einer darin befindlichen Vertiefung auf etwa halber Höhe des Umfangs um.-schliesst, und dass zumindest ein Kolbenring den Umfang umgibt und sich in einer Vertiefung (46 oder 48) im Umfang be -findet, der in vertikaler Richtung einen Abstand vom Lager aufweist, wobei sich der Kolbenring in Gleiteingriff mit dem zylindrischen Führungselement (16) befindet.
10.Vorrichtung nach Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Führungselement (16) aufwärts oberhalb des oberen Teils der Reaktionsplatte (12) verläuft, ein An -schlag-Element (19,56) vom zylindrischen Führungs-Elernent, das anfangs im Abstand oberhalb des oberen Teils der Reaktionsplatte an--geordnet ist, einwärts verläuft, und dass stoss-absorbierende mittel (50) zwischen der Reaktionsplatte und dem Anschlag vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeich -net, dass das zylindrische Fürhungselement (16) aufwärts berhalb des oberen Teils der Reaktionsplatte (12) verläuft, ein Anschlag-Element (19,56) vom zylndrischen Führungs -Element oberhalb der Reaktionsplatte her einwärts verläuft und eine Vielzahl von Druckfedern (62) zwischen dem Anschlag-Element und der Reaktionsplatte angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 6-11, dadurch gekennz(eii4cO2net, dass Behältermittel (80) mit einer Schiesskammer/zur ufnahme einer Ladung von Druckgas in der Mitte der Reaktionsmassen-Platte/angeordnet sind, ein beweg -licher Schützen (105) in der Schiesskammer vorgesehen ist, die einen oberen Kolben (110) und einen unteren Kolben (112) aufweist, wobei ein hohles zylindrisches Element (106) zwischen den Kolben verläuft und diese starr miteinander verbindet, dass ein Sockel (96) auf der Oberseite der Be -hältermittel angeordnet ist, der bewegliche Schützen sich auf dem Sockel befindet und hierzu beweglich ist, dass der Sockel Durchtrittsmittel (100) aufweist, welche in diesem verlaufen, um Druckgas in die Schiesskammer zu leiten und diese mit Druckgas (40) zu füllen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel/eine mit einem Seitendurchlass (102,104) in Ver -bindung stehende Axial-Bohrung (100) und eine Zufuhr-Öffnung (108) in dem hohlen Zylinder-Element aufweist, welche mit der Schiesskammer (140) in Verbindung steht, wobei die seitliche Bohrung mit der Zuführ-Offnung in dem hohlen Zylinder-Element in Verbindung steht, um dadurch Druckgas durch die Zuführ-Öffnung in die Schiesskammer zum Füllen der Kammer zu führen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das hohle Zylinder-Element (106), welchesdie Kolben (110,112) starr miteinander verbindet, eine den Sockel (96) oberhalb der seitlichen Bohrung (102,104) umgebende Innen -schulter (143) aufweist, dass das hohle zylindrische Element (106) sich in Gleitdichtungs-Eingriff mit dem Sockel oberhalb und unterhalb der seitlichen Bohrung be -findet, und die Zuführöffnung (108) mit Bezug auf die axiale und seitliche Bohrung ausreichend klein ist, so dass das Druckgas/in Aie Schiesskammer (140) geleitet werden kann, um eine Druckkraft auf die Innenschulter (143) aus -zuüben und damit den Schützen aufwärts in seine Ausgangs -position zum erneuten Verschliessen der Schiesskammer zurückzuführen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältermittel (80) eine obere Zylinderwand (116) aufweisen, in welcher der obere Kolben (110) wandert, ferner eine zylindrische mit der oberen Zylinderwandung in Ausrichtuny befindliche Muffe (114), welche Zylinderwandung die Schiesskammer umgibt und einen kleineren Durchmesser als die obere Zylinderwandung aufweist, sowie einen nachgiebigen Puffer-Anschlag (120) zwischen der Zylinderwandung und der Muffe, welcher einwärts unterhalb des oberen Kolbens verläuft, um die abwärtige Wanderbewegung des oberen Kolbens des Schützen nach Ab -schuss der Druckgas-Austrags-Vorrichtung (14) zum Still -stand zu bringen.
16.Vorrichtung nach Ansprüchen 12, 13,14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine nachgiebige periphere Ab -dichtung (124) im Boden des Behälters in Dichteingriff mit dem Umfang des unteren Kolbens (112) des Schützen (105) angeordnet ist, um die Schiesskammer (140) zur Aufnahme einer Ladung Druckgas (40) in dieser abzu -dichten.
17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer, nachgiebiger Pufferanschlag (120) in dem Behälter zur Begrenzung der abwärtigen Bewegung des Schützen (105) in der Schiesskammer (140) durch Berüh -rung des oberen Kolbens (110) des Schützen angeordnet ist, und dass eine untere, nachgiebige, periphere Abdichtung (124) in Dichtungseingriff mit dem Umfang des unteren Kolbens (112) des Schützen (105) angeordnet ist, um die Schiesskammer (140) abzudichten, wenn sich der Schützen in der oberen Stellung befindet, wobei das Mittel zum Abschiessen der Vorrichtung (14) eine Vor -richtung (86,156) aufweist, um unter Druck befindliches Gas auf die Oberseite des oberen Kolbens zu richten, wodurch der Schützen abwärts in seine Schiesskammer gedrückt wird, während die Abwärtsbewegung des Schützen den Dichtungseingriff des unteren Kolbens mit der unteren peripheren Dichtung abrupt aufbricht, so dass das unter hohem Druck stehende Gas (40) abrupt aus der Schiesskammer (140) in die Zone (15) zwischen der Reaktionsplatte und dem Diaphragma ausgetragen wird, um dadurch das Diaphragma nach unten auf die Erde zu drücken und einen starken, seismischen Im -puls auf diese zu übertragen.
18. Vorrichtung nach Ansprüchen 8,9,10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Aufbringen des Gewichts eines Fahrzeugs in abwärtiger Richtung auf das zylindrische Führungselement (16) vorgesehen sind, mit denen das Diaphragma (11) vor dem abrupten Aus -trag von unter Druck stehendem Gas in die Zone (15) fest gegen die Erde (18) gedrückt wird.