IT9044813A1

IT9044813A1 - METHOD AND DEVICE TO ENERGIZE THE LAND BY MEANS OF SEISMIC WAVES FOR GEOLOGICAL DETECTION

Info

Publication number: IT9044813A1
Application number: IT044813A
Authority: IT
Inventors: Claudio Carini
Original assignee: Claudio Carini
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1991-12-18
Also published as: IT9044813A0; IT1242815B

Description

METODO E DISPOSITIVO PER ENERGIZZARE IL TERRENO A MEZZO DI SISMICHE, PER RILEVAMENTI GEOLOGICI." METHOD AND DEVICE TO ENERGIZE THE GROUND BY MEANS OF SEISMICS, FOR GEOLOGICAL SURVEYS. "

La presente invenzione propone un metodo per energizzare il terreno per rilevamenti geologici, nel quale si induce nel terreno un’onda d’urto che, riflessa dai substrati, viene rilevata a mezzo di appositi strumenti. The present invention proposes a method to energize the ground for geological surveys, in which a shock wave is induced in the ground which, reflected by the substrates, is detected by means of special instruments.

Il metodo secondo l’Invenzione prevede l’Introduzione ad una profondità determinata in un foro calibrato praticato nel suolo, di un cannone caricato con una cartuccia a salve che genera l’onda d’urto necessaria. The method according to the invention provides for the introduction of a cannon loaded with a blank cartridge that generates the necessary shock wave at a determined depth in a calibrated hole made in the ground.

L’Invenzione riguarda anche il dispositivo per l’attuazione del metodo, che comprende mezzi per introdurre in detto foro i dispositivi di sparo ed azionarli dall’esterno. The invention also relates to the device for implementing the method, which includes means for introducing the firing devices into said hole and operating them from the outside.

Per effettuare rilievi geologici ed in particolare per rilevare la profondità del diversi substrati nel suolo, sono noti metodi che consistono nell’energizzare il terreno a mezzo di onde sismiche che, rilevate da appositi strumenti, consentono di conoscere i dati necessari. To carry out geological surveys and in particular to detect the depth of the different substrates in the soil, methods are known which consist of energizing the soil by means of seismic waves which, detected by special instruments, allow to know the necessary data.

Per generare queste onde sismiche si utilizza generalmente un maglio del peso di alcune centinaia di chilogrammi, che viene sollevato con un argano e lasciato cadere al suolo da un’altezza predeterminata. To generate these seismic waves, a hammer weighing a few hundred kilograms is generally used, which is lifted with a winch and dropped to the ground from a predetermined height.

Questo sistema, come è ovvio, risulta alquanto oneroso a causa delle difficoltà che si incontrano per trasportare le attrezzature necessarie, ed alla conseguente difficoltà di assicurare una perfetta ripetibilità del risultati quando si sposta l’attrezzatura da un posto all’altro. This system, of course, is quite onerous due to the difficulties encountered in transporting the necessary equipment, and the consequent difficulty in ensuring perfect repeatability of the results when moving the equipment from one place to another.

Sono poi noti metodi che fanno uso d1 attrezzature portatili ed in particolare che prevedono lutilzzazione di un cannone con la bocca saldata ad una piastra che viene appoggiata al terreno. Methods are also known which make use of portable equipment and in particular which provide for the use of a cannon with its mouth welded to a plate which is placed on the ground.

Questo cannone, per generare l’onda sismica, spara nel terreno un piombo da altoforno. This cannon, to generate the seismic wave, shoots a blast furnace lead into the ground.

Anche questo sistema non è però esente da inconvenienti, sia perchè non fornisce risultati costanti, variabili in maggiore minor misura a seconda di come si appoggia e si preme la piastra sul suolo, sia, soprattutto, a causa della pericolosità di questo sistema. However, even this system is not free from drawbacks, both because it does not provide constant results, which vary to a greater extent depending on how the plate is placed and pressed on the ground, and, above all, because of the danger of this system.

Affinchè l’impatto con un corpo rigido possa indurre nel terreno una vibrazione sufficientemente ampia, infatti, è necessario conferire a questo corpo una notevole energia e ciò costringe a far ricorso a cariche piuttosto potenti con i pericoli che ne conseguono, specie se si considera che l’operatore durante lo sparo si trova nelle immediate vicinanze del cannone. In order for the impact with a rigid body to induce a sufficiently large vibration in the ground, in fact, it is necessary to give this body a considerable energy and this forces it to resort to rather powerful charges with the consequent dangers, especially if we consider that the operator is in the immediate vicinity of the gun while firing.

E’ pertanto sentita nel settore l’esigenza di mezzi che consentano di energizzare il terreno in condizioni di assoluta sicurezza, assicurando la ripetibilità del risultati e senza la necessità di dover ricorrere all’uso di attrezzature complesse, e trasportabili con difficoltà. The need is therefore felt in the sector for means that allow the soil to be energized in conditions of absolute safety, ensuring the repeatability of the results and without the need to resort to the use of complex equipment, which can be transported with difficulty.

Per risolvere il problema indicato la presente invenzione propone un metodo ed il relativo apparecchio per energizzare il terreno, metodo che consiste nell’indurre una vibrazione nel terreno non a mezzo di un corpo solido ma sfruttando un’onda d’urto generata sparando una cartuccia a salve per mezzo di un cannone inserito in un foro calibrato praticato nel terreno. To solve the problem indicated, the present invention proposes a method and the relative apparatus for energizing the ground, a method which consists in inducing a vibration in the ground not by means of a solid body but by exploiting a shock wave generated by firing a cartridge at salvos by means of a cannon inserted in a calibrated hole drilled in the ground.

Questo consente di sfruttare completamente l'energia che si genera dallo sparo e permette all’operatore di operare in condizioni di assoluta sicurezza. This allows you to fully exploit the energy generated by the shot and allows the operator to operate in conditions of absolute safety.

La presente invenzione sarà ora descritta dettagliatamente, a puro titolo di esempio non limitativo, con particolare riferimento alle figure allegate in cui: The present invention will now be described in detail, purely by way of non-limiting example, with particular reference to the attached figures in which:

la figura 1 illustra, in sezione, un dispositivo per l'attuazione del metodo secondo l’invenzione; Figure 1 illustrates, in section, a device for implementing the method according to the invention;

le figure 2 e 3 illustrano, in sezione, due particolari in scala ingrandita della figura 1; Figures 2 and 3 show, in section, two details on an enlarged scale of Figure 1;

la figura 4 illustra una morsa per trattenere il dispositivo secondo l’Invenzione durante lo sparo. Figure 4 illustrates a vice to hold the device according to the invention during firing.

Con riferimento alle figure allegate, il dispositivo secondo l’Invenzione comprende un cannone con relativi dispositivi di sparo, illustrati in figura 3, collegato a mezzi per inserirli nel terreno ed azionarli dall’esterno, illustrati in figura 2. With reference to the attached figures, the device according to the invention comprises a cannon with related firing devices, illustrated in figure 3, connected to means to insert them into the ground and operate them from the outside, illustrated in figure 2.

In figura 1 è illustrato l’intero complesso, montato. Figure 1 shows the entire assembly, assembled.

Questo comprende un supporto tubolare 1 cavo, ad un'estremità del quale si avvita il corpo 2 dell’otturatore che viene poi applicato ad una canna 3 destinata ad accogliere la cartuccia. This includes a tubular support 1 cable, at one end of which the bolt body 2 is screwed which is then applied to a barrel 3 intended to accommodate the cartridge.

All’interno del supporto o elemento tubolare 1 scorre un’asta 4 che presenta una scanalatura 5 atta ad essere impegnata da un perno 6 o altro sistema noto di bloccaggio, per impedirne lo scorrimento. Inside the support or tubular element 1 slides a rod 4 which has a groove 5 adapted to be engaged by a pin 6 or other known locking system, to prevent it from sliding.

All’estremità sporgente dell’asta 5 è avvitato un coperchio 7 con un pomello 8, ad esempio in gomma o materiale analogo. A cover 7 with a knob 8, for example made of rubber or similar material, is screwed to the protruding end of the rod 5.

Fra il coperchio 7 e l’asta 5 è lasciato un certo spazio, per accogliere una molla elicoidale o simili, che appoggia dalla parte opposta contro la testata dell’elemento tubolare 1, spingendo verso l’esterno l’asta 5. A certain space is left between the cover 7 and the rod 5, to accommodate a helical spring or the like, which rests on the opposite side against the head of the tubular element 1, pushing the rod 5 outwards.

Questa presenta inoltre un incavo longitudinale 10 entro il quale si inserisce l’estremità di una brugola o simili, avvitata ad esempio in un foro il nella parete dell'elemento tubolare 1, per limitare gli spostamenti dell’asta ed impedire che questa fuoriesca dalla propria sede. This also has a longitudinal recess 10 into which the end of an Allen key or the like is inserted, screwed for example into a hole 11 in the wall of the tubular element 1, to limit the movement of the rod and prevent it from coming out of its own. site.

Di conseguenza l’asta 5 può scorrere assialmente all’interno del tubo 1 per un tratto limitato, con la molla 9 che tende a mantenerla distanziata dal corpo dell’otturatore 2. Consequently, the rod 5 can slide axially inside the tube 1 for a limited length, with the spring 9 which tends to keep it spaced from the shutter body 2.

L’ampiezza degli spostamenti che può compiere l’asta 5 è superiore alla distanza fra l’estremo di detto asta e l’otturatore 2. The amplitude of the movements that the rod 5 can make is greater than the distance between the end of said rod and the shutter 2.

Quest’ultimo è sostanzialmente costituito da un corpo cilindrico cavo, al cui interno scorra un percussore 12 il quale presenta un elemento di testata 13 che sporge esternamente rispetto al corpo 2, dalla parte del tubolare 1. The latter is substantially constituted by a hollow cylindrical body, inside which a striker 12 slides which has a head element 13 that protrudes externally with respect to the body 2, from the side of the tubular 1.

Dalla parte opposta una punta 14 fuoriesce attraverso un’apertura centrale, sempre nel corpo 2. On the opposite side, a tip 14 comes out through a central opening, again in the body 2.

Una molla elicoidale 15 agisce sul percussore 12 spingendo la punta 1 a rientrare nel corpo dell’otturatore e la testata 13 a fuoriuscire da esso, andando in appoggio contro un risalto previsto internamente nel supporto tubolare 1. A helical spring 15 acts on the firing pin 12 pushing the tip 1 to re-enter the shutter body and the head 13 to come out of it, resting against a projection provided internally in the tubular support 1.

L’otturatore 12 è dimensionato in modo da poter compiere una corsa (verso destra in figura 3) sufficiente a permettere all’asta 14 di fuoriuscire di un paio di millimetri dal corpo dell'otturatore. Questo è filettato da entrambe le parti, per poterlo fissare al supporto tubolare 1 e per permettere di avvitare, dalla parte opposta, la canna 3. The shutter 12 is sized so as to be able to make a stroke (to the right in figure 3) sufficient to allow the rod 14 to protrude by a couple of millimeters from the shutter body. This is threaded on both sides, in order to be able to fix it to the tubular support 1 and to allow the barrel 3 to be screwed on from the opposite side.

Questa è aperta all’estremità lbera ed è sagomata internamente in modo da poter alloggiare una cartuccia 16, con una capsula 17 e parzialmente riempita con una polvere senza fumi 18. This is open at the free end and is internally shaped so as to be able to house a cartridge 16, with a capsule 17 and partially filled with a smokeless powder 18.

A completare il dispositivo è prevista unamorsa 19, illustrata in figura 4, fissata ad una coppia di bracci 20 e che viene serrata agendo su una leva 21 o slmili. To complete the device there is provided a vice 19, illustrated in figure 4, fixed to a pair of arms 20 and which is tightened by acting on a lever 21 or similar.

Il funzionamento avviene nel modo seguente: con una trivella manuale o analogo sistema si pratica dapprima un foro nel terreno, di dimetro uguale o leggermente inferiore al diametro esterno del cannone, fino ad una profondità di circa 30-40 cm. The operation takes place in the following way: with a manual auger or similar system, a hole is first made in the ground, with a diameter equal to or slightly less than the external diameter of the cannon, up to a depth of about 30-40 cm.

Si svita poi la canna 3, vi si inserisce una cartuccia 16 e la si riavvita al corpo 2 dell’otturatore. The barrel 3 is then unscrewed, a cartridge 16 is inserted and it is screwed back into the bolt body 2.

La molla 15 mantiene normalmente il percussore 12 nella posizione ritratta illustrata nelle figure, con la punta 14 completamente contenuta all’interno del corpo e l’elemento di testata 13 che sporge, andando in appoggio contro il risalto interno del supporto tubolare 1. The spring 15 normally keeps the firing pin 12 in the retracted position illustrated in the figures, with the tip 14 completely contained within the body and the head element 13 protruding, resting against the internal projection of the tubular support 1.

Una volta riavvitata la canna 3 al corpo dell’otturatore, il fondo della cartuccia viene premuto contro di essa, con la capsula 17 in corrispondenza del foro entro il quale scorre la punta 14. Once the barrel 3 is screwed back to the bolt body, the bottom of the cartridge is pressed against it, with the capsule 17 in correspondence with the hole within which the tip 14 slides.

L’asta 4, che la molla 9 mantiene nella posizione illustrata nelle figure, con l’estremità che si trova all’interno del supporto 1 ad una certa distanza dalla testata 13 dell’otturatore, viene bloccata in questa posizione inserendo il perno 6 nella scanalatura 5. The rod 4, which the spring 9 maintains in the position illustrated in the figures, with the end located inside the support 1 at a certain distance from the head 13 of the shutter, is locked in this position by inserting the pin 6 into the groove 5.

Si infila ora il cannone nella morsa 19 e lo si inserisce nel foro praticato nel terreno, con la bocca rivolta verso il basso, spingendolo fino in fondo. The cannon is now inserted into the vice 19 and inserted into the hole made in the ground, with the mouth facing downwards, pushing it all the way.

Si porta quindi la morsa a contatto con il terreno e la si stringe per bloccare saldamente il cannone. The vice is then brought into contact with the ground and tightened to firmly lock the cannon.

A questo punto il complesso è pronto. At this point the complex is ready.

E’ sufficiente togliere la sicura rimovendo il perno 6, appoggiarsi con i piedi sul bracci 20 per bloccare il cannone limitandone il rinculo dopo di che si può procedere, colpendo con la mano o con una mazza sul pomello 8. It is sufficient to remove the safety by removing the pin 6, lean with your feet on the arms 20 to block the cannon limiting its recoil after which you can proceed, hitting with your hand or with a mallet on the knob 8.

L'asta 4 viene spinta in avanti Rod 4 is pushed forward

esercitata dalla molla 9 e va a colpire la testata 13 del percussore 12. exerted by the spring 9 and strikes the head 13 of the firing pin 12.

Questo viene a sua volta spinto in avanti, vincendo la forza della molla 15, fino a che la punta 14, fuoriuscendo dal corpo dell'otturatore, colpisce la capsula 17 della cartuccia provocando lo sparo. This in turn is pushed forward, overcoming the force of the spring 15, until the tip 14, coming out of the bolt body, strikes the capsule 17 of the cartridge causing the shot.

L’esplosione genera un’onda d’urto che, fuoriuscendo dalla bocca del cannone, si scarica completamente nel terreno, provocando l’onda sismica necessaria per effettuare i rilevamenti del caso. Questo sistema permette di operare in condizioni di estrema sicurezza, sia perchè l’esplosione non comporta lo sparo di alcuna massa metallica, ma genera solamente un’onda d’urto non pericolosa, sia perchè il cannone, al momento dello sparo, risulta completamente interrato, garantendo cosi la massima sicurezza all’utilizzatore. The explosion generates a shock wave which, coming out of the cannon mouth, is completely discharged into the ground, causing the seismic wave necessary to carry out the necessary measurements. This system allows you to operate in conditions of extreme safety, both because the explosion does not involve the firing of any metal mass, but only generates a non-dangerous shock wave, and because the cannon, at the time of firing, is completely buried. , thus ensuring maximum safety for the user.

Anche la ripetibilità del risultati è sufficientemente garantita, sia perchè è possibile dosare con precisione la quantità di polvere nelle cartucce, sia perchè, effettuando lo sparo all’interno del terreno, questo assorbe sempre la totalità dell’energia prodotta, senza che parte di questa venga dispersa in misura non controllabile, a seconda delle condizioni nelle quali si opera. The repeatability of the results is also sufficiently guaranteed, both because it is possible to accurately dose the quantity of powder in the cartridges, and because, by firing inside the ground, this always absorbs the totality of the energy produced, without any part of it. is dispersed to an uncontrollable extent, depending on the conditions in which one operates.

Secondo una variante dell’invenzione, la canna 3 potrà essere chiusa anteriormente e presentare invece un foro laterale per lo scarico del gas, onde generare un’onda d’urto trasversale che sarà rilevata dal geofoni per la lettura di onde "S". According to a variant of the invention, the barrel 3 can be closed at the front and instead have a lateral hole for the discharge of the gas, in order to generate a transverse shock wave that will be detected by the geophones for the reading of "S" waves.

Un esperto del ramo potrà poi prevedere numerose modifiche e varianti, che dovranno però ritenersi tutte comprese nell’ambito del presente trovato. An expert in the art can then provide for numerous modifications and variations, which must however be considered all included within the scope of the present invention.

Claims

CLAIMS 1. Method for energizing the ground for geological surveys, characterized by the fact that a shock wave is generated within the ground itself, so that the energy is completely absorbed by the ground.

2. Method for energizing the ground according to claim 1, characterized by the fact that said shock wave is generated by firing a cartridge by means of a cannon inserted into the ground in a calibrated hole, with the discharge mouth directed downwards.

3. Apparatus for energizing the ground for geological surveys, characterized by the fact of providing means for introducing a cannon loaded with a blank cartridge into the ground and for activating the firing devices from the outside.

4. Apparatus according to claim 3, in which said cannon has the gun muzzle facing forward, so as to direct the shock wave generated by the shot perpendicular to the ground.

5. Apparatus according to claim 3, in which said gun has a lateral firing mouth, so as to direct the shock wave transversely, for the reading of "S" waves.

6. Apparatus according to claims 3 to 5, characterized in that it provides a shutter provided at the ends with as many threads suitable for screwing on one side a barrel suitable for receiving a cartridge and on the other devices suitable for operating said shutter from the external, when the cannon is introduced into a hole made in the ground.

7. Apparatus according to the preceding claims, characterized in that it provides a vice adapted to receive and lock in position said gun, said vice having arms which rest on the ground, suitable to allow to keep the gun in position with the feet during firing.

8. Apparatus for carrying out the method according to claims 1 and 2, comprising: - a shutter equipped with a firing pin subject to the action of elastic means designed to recall it to a position in which the tip of said firing pin is completely contained within the shutter body; - a barrel suitable for receiving a cartridge and for screwing onto said shutter; - a hollow cylindrical body suitable for screwing onto said shutter from the opposite side with respect to the barrel, in said hollow body a rod subjected to the action of a spring which tends to keep it spaced from the firing pin, said rod being operable from the outside, sliding stroke of said rod being sufficient to enable the firing pin to be operated to fire.

9. Apparatus as described and illustrated.