RU1778729C - Импульсный источник сейсмических сигналов - Google Patents

Abstract

Использование: возбуждение сейсмических сигналов при исследовании рудных месторождений . Сущность изобретени : Устройство содержит излучающую плиту 1, св занную с нижней частью шабота 2, выполненного в виде цилиндрического волновода , и электромеханический преобразователь 3, включающий цилиндрический корпус 4, в котором размещены по меньшей мере одна электромагнитна  катушка 5 и ферромагнитный боек 6, установленный соосно в электромагнитной катушке 5 с возможностью осевогго возвратно-поступательного перемещени  и соударени  с верхней частью шабота 2, ферромагнитный боек 6 в верхней части выполнен коническим , обращенна  острием вверх коническа  часть 8 бойка 6 выполнена длиной не сл С sj VJ 00 4 Ю ю

Description

менее длины электромагнитной катушки 5 и снабжена скрепленной с ней насадкой 9 из немагнитного материала, выполненной с наружной цилиндрической поверхностью и с внутренней поверхностью, охватывающей коническую часть 8, при

этом длина насадки не менее длины конической части бойка. Кроме того, в середине верхнего торца шабота установлен вкладыш из пластического немагнитного материала, жестко скрепленный с шаботом. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относитс  к геофизическим методам поисков и разведки месторождений полезных ископаемых и может быть использовано при разработке импульсных источников сейсмических сигналов с электромагнитным приводом.

Известен импульсный источник сейсмических сигналов, содержащий опорную плиту , корпус с размещенными в нем соосно двум  катушками индуктивности, заключенными в магнитопровод. Во внутренней полости катушек индуктивности расположены цилиндрический ферромагнитный боек с возможностью возвратно-поступательного перемещени  и взаимодействи  с опорной плитой.

Известен источник сейсмических сигналов , содержащий рабочий цилиндр, амортизатор , шток с поршнем и бойком и механизм взведени  штока, выполненный в виде линейно-асинхронного двигател , при этом в статоре линейно-асинхронного двигател  выполнено сквозное отверстие, в котором размещен шток,  вл ющийс  ротором, рабочий цилиндр и амортизатор сообщены между собой посредством перепускной полости , причем шток снабжен винтовым пазом переменного сечени , которое увеличиваетс  вдоль длины штока, а паз заполнен материалом с величиной удельного электрического сопротивлени , меньшей, чем у материала штока.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  источник сейсмических сигналов , содержащий излучающую плиту, св занную с нижней частью шабота, выполненного в виде цилиндрического волновода ,иэлектромеханический преобразователь, включающий цилиндрический корпус, в котором размещены, по меньшей мере, одна электромагнитна  катушка и ферромагнитный боек, установленный соосно в электромагнитной катушке с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещени  и соударени  с верхней частью шабота. Корпус электромеханического преобразовател  прикреплен к спуско-подъемному механизму , установленному на транспортном средстве и осуществл ющему прижим источника к грунту.

Недостатком этого сейсмоисточника  вл етс  его низка  сейсмическа  эффективность , обусловленна  наличием реактивной помехи в момент подъема бойка, малой энергией удара из-за ограниченного рабочего хода бойка, сложностью конструкции из-за большого количества катушек, а также

наличием повторного удара и недостаточных волновых свойств шабота.

Целью изобретени   вл етс  повышение сейсмической эффективности путем уменьшени  реактивных помех при подьеме бойка, увеличени  рабочего хода бойка и упрощение.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в импульсном источнике сейсмических сигналов , содержащем излучающую плиту, св занную с нижней частью шабота, выполненного в виде цилиндрического волновода , и электромеханический преобразователь , включающий цилиндрический корпус, в котором размещены, по меньшей

мере, одна электромагнитна  катушка и ферромагнитный боек, установленный соосно в электромагнитной катушке с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещени  и соударени  с верхней частью шабота, ферромагнитный боек в верхней части выполнен коническим, обращенна  острием вверх коническа  часть бойка выполнена длиной, не менее длины электромагнитной катушки и снабжена скрепленной с ней насадкой из немагнитного материала, выполненной с наружной цилиндрической поверхностью и с внутренней поверхностью, охватывающей коническую часть, при этом длина насадки не

менее длины конической части бойка, по центру верхнего торца шабота установлен вкладыш из пластичного немагнитного материала, жестко скрепленный с шаботом.

Обща  энерги  удара бойка о шабот складываетс  из запасенной потенциальной энергии бойка и кинематической энергии движени  бойка, приобретаемой за счет электромагнитного прл  нижней катушки (в

случае, когда в устройстве две электромагнитные катушки, то верхн   - дл  подъема бойка, а нижн   - дл  его ускорени ).

Сейсмическа  эффективность сейсмо- источника повышаетс , если с повышением энергии удара не искажаетс  форма выходного сейсмического сигнала. Энергию удара бойка о шабот можно увеличить за счет увеличени  скорости движени  бойка, высоты подъема бойка и его массы.

Увеличение скорости движени  бойка о шабот, обусловленной действием электромагнитных сил нижней катушки, ограничено мощностью автономного источника питани  транспортного средства и его грузоподъемностью .

Известно, что в вертикально расположенной цилиндрической катушке с током и ферромагнитным бойком из однородно намагничивающегос  материала равновесное положение бойка будет иметь место, если силы, действующие на боек со стороны полюсов , уравновес тс  силой т жести бойка. При этом незначительна  часть бойка по инерции выходит за пределы верхнего полюса катушки. Если в этом равновесном положении одну из сторон бойка сделать конической с немагнитной насадкой, дополн ющей форму бойка до цилиндрической и придающей ему необходимую массу, то переменно-неоднородный по магнитным свойст ва по оси в сторону полюса боек займет новое положение, переместившись вдоль оси до уравновешивани  магнитных сил. При выполнении бойка коническим может быть существенно увеличена его высота подъема, что обеспечивает несимметрию полюсов катушки на значительно большем пути бойка по сравнению с цилиндрическим бойком.

Необходима  масса бойка может быть подобрана за счет пригрузов, установленных на насадке, св занной с бойком. Возможность оперативной смены веса пригрузов обеспечивает согласование источника с грунтом: с увеличением массы бойка спектр колебаний сейсмосигнала становитс  низкочастотным и наоборот.

При этом грунт под излучающей плитой должен быть предварительно напр жен частью веса транспортного средства, который через фланцы шабота приложен к излучающей плите. Если боек под действием элект- ромагнитной силы верхней катушки поднимаетс  с рывком, то в грунт идет сигнал помехи, искажающий форму выходного импульса источника из-за колебани  корпуса транспортного средства.

Высота отскока при ударе о шабот уменьшаетс , если по центру торцевой поверхности верхней части шабота установить

вкладыш из пластичного немагнитного материала , жестко скрепленный с шаботом.

На фиг. 1 показан сейсмоисточник в кабине транспортного средства; на фиг. 2 - 5 электромагнитный молот; на фиг. 3 - спуско- подъемное прижимное устройство.

Импульсный источник сейсмических сигналов содержит излучающую плиту 1, св занную с нижней частью шабота 2, вы- 10 полненного в виде цилиндрического волновода , и электромеханический преобразователь 3, включающий цилиндрический корпус 4, в котором размещены, по меньшей мере, одна электромагнитна  ка5 тушка 5 и ферромагнитный боек 6, установленный соосно в электромагнитной катушке 5 с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещени  и соударени  с верхней частью шабота 2.

0Ферромагнитный боек 6 имеет нижнюю

цилиндрическую 7 и верхнюю коническую 8 части, обращенна  острием вверх коническа  часть бойка 6 выполнена длиной, не менее длины электромагнитной катушки 5 и

5 снабжена скрепленной с ней насадкой 9 из немагнитного материала;выполненной с наружной цилиндрической поверхностью и с внутренней поверхностью, охватывающей коническую часть 8, при этом длина насадки

0 9 не к-енее длины конической части 8 бойка 6.

В середине верхнего торца шабота 2 установлен вкладыш 10 из пластичного немагнитного материала, жестко скреплен5 ный с шаботом 2.

Электромеханический преобразова- тепь 3 установлен в кузове транспортного средства 11 на специальной раме 12 спуско- подъемного механизма (фиг. 3). Коробка пе0 редач автомобил  14 валом отбора мощности 14 механически св зана с валом синхронного трехфазного генератора 15, выход которого через систему питани  и управлени  16 электрически св зан с электро5 магнитными катушками 5 и 17 электромеханического преобразовател  3, Корпус 4 электромеханического преобразо- вател З имеет направл ющие 18,19 (фиг. 1), которые сочленены с направл ющими паза0 ми 20, 21 спуско-подъемного механизма (фиг. 3). Корпус 4 имеет планку 22, в которой установлена гайка 23 черв чной пары гайка 23 - винт 24, получающей вращение от двигател  25 через редуктор 26 спуско-подъем5 ного механизма, чем осуществл етс  поджатие плиты 1 к грунту 27 частью веса транспортного средства 11.

Статическа  сила поджати  плиты 1 к грунту 27 осуществлена частью веса транспортного средства 11, приложенной к шаровой опоре 28 шабота 2 через фланец 29 и резиновое кольцо 30. Последнее зафиксировано в корпусе 31 шабота 2 кольцевой гайкой 32 с наружной резьбой.

Резиновое кольцо 33 см гчает удары фланца 29 о корпус 31 шабота 2 при больших просадках грунта 27 из-за наличи  в нем пустот в моменты ударов бойка 6 по шаботу 3.

Верхн   часть 8 бойка 6 снабжена сменными пригрузами 34, которые предназначены дл  согласовани  частотных свойств импульсного источника 3 с частотными свойствами грунта 27,

Удержание катушек 5 и 17 в корпусе 4 осуществлено кольцевыми гайками 35 и 36 с наружной резьбой, нарезанной также и в корпусе 4 электромеханического преобразовател  3.

Работа импульсного источника сейсмических сигналов происходит следующим образом .

В транспортном положении электромеханический преобразователь 3 подн т вверх так, что плита 1 оторвана от грунта 27 и не мешает передвижению транспортного средства 11 по профилю.

В рабочее положение электромеханический преобразователь 3 переводитс  после подачи вращени  синхронному генератору 15 валом отбора мощности 14 от коробки передач 13 и выхода синхронного генератора 15 на номинальное напр жение.

Затем включаетс  асинхронный двигатель 25, который через редуктор 26 вращает винт 24 с черв чной резьбой.

Поскольку гайка 23 черв чной пары гайка 23 - винт 24 закреплена неподвижно в планке 22, приваренной к корпусу 4, электромеханический преобразователь 3 опускаетс  вниз до соприкосновени  плиты 1 с грунтом 27 и отрыва задних колес транспортного средства 11 от грунта 27.

Затем двигатель 25 выключаетс  и через систему питани  и управление 16 включаетс  верхн   катушка 5 электромеханического преобразовател  3. Боек б плавно поднимаетс  вверх под действием электромагнитных сил этой катушки до тех пор, пока его конусна  часть 8 не выйдет из этой катушки и не войдет в нее нижн   цилиндрическа  часть 7 бойка 6. При этом ток в катушке 5 прекращаетс , боек некоторое врем  идет вверх по инерции и затем начинает падать вниз под действием силы т жести и электромагнитных сил нижней катушки 17, котора  включаетс  также системой питани  и управлени  16. В момент удара бойка 6 по вкладышу 10 шабота 2 в грунт 27 передаетс  острый импульс

силы, который формирует в грунте 27 сейсмический сигнал.

После удара бойка 6 по вкладышу 10 из пластичного немагнитного материала амплитуда импульса силы увеличиваетс , а повторный удар бойка вследствие уменьшени  высоты отскока бойка 6 при включенной катушке 17 сводитс  до минимума и практически не вли ет на форму выходного сигнала импульсного сейсмоисточника.

Плавность хода бойка 6 также практически сводит к минимуму реактивные помехи

в сейсмосигнале в момент подъема бойка,

чем увеличиваетс  сейсмическа  эффективность сейсмоисточника. Выполнение бойка 6 состо щим из двух частей - конической 8 и цилиндрической 7, причем длина конической части 8 не меньше длины верхней катушки , позволило увеличить ход бойка 6, а при наличии сменного пригруза 34 - и массу бойка, что совместно повли ло на величину энергии удара и, соответственно, на увеличение сейсмической эффективности импульсного источника сейсмических сигналов в целом.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Импульсный источник сейсмических

   сигналов, содержащий излучающую плиту, св занную с нижней частью шабота, выполненного в виде цилиндрического волновода, и электромеханический преобразователь, включающий цилиндрический корпус, в котором размещены по крайней мере одна электромагнитна  катушка и ферромагнитный боек, установленный соосно в электромагнитной катушке с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещени  и

   соударени  с верхней частью шабота, отличающийс  тем, что, с целью повышени  сейсмической эффективности путем уменьшени  реактивных помех при подъеме бойка, увеличени  рабочего хода

   бойка и упрощени , ферромагнитный боек в верхней части выполнен коническим, обращенна  острием вверх коническа  часть бойка выполнена длиной, не менее длины электромагнитной катушки, и снабжена

   скрепленной с ней насадкой из немагнитного материала, выполненной с наружной цилиндрической поверхностью и с внутренней поверхностью, охватывающей коническую часть, при этом длина насадки не менее

   длины конической части бойка.
2. 2. Источник по п. 1. отличающийс  тем, что, с целью повышени  сейсмической эффективности путем уменьшени  высоты отскока бойка и улучшени  волновых

   свойств шабота, по центру верхнего торца шабота установлен вкладыш из пластичного

   немагнитного материала, жестко скрепленный с шаботом. 1

   фс/г.З