RU2053526C1 - Device for exciting seismic waves - Google Patents
Device for exciting seismic waves Download PDFInfo
- Publication number
- RU2053526C1 RU2053526C1 SU5057662A RU2053526C1 RU 2053526 C1 RU2053526 C1 RU 2053526C1 SU 5057662 A SU5057662 A SU 5057662A RU 2053526 C1 RU2053526 C1 RU 2053526C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosive
- damper
- sleeve
- chamber
- container
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к техническим средствам для возбуждения поперечных волн и может найти применение при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых методами многоволновой сейсморазведки, а также при проведении вертикального сейсмического профилирования (ВСП). The invention relates to technical means for exciting transverse waves and can find application in prospecting and exploration of mineral deposits using multiwave seismic exploration methods, as well as when conducting vertical seismic profiling (VSP).
Известно, что для возбуждения поперечных колебаний в твердой среде необходимо реализовать направленное действие на среду, которое на практике реализуется самыми разнообразными способами [1]
Вертикально направленная сила излучает продольные волны в направлении воздействия и поперечные под углом к вертикали, близким к 45о [2]
Однако это свойство вертикальной силы не может быть использовано в практических целях, поскольку источник такого типа не обеспечивает углы выхода поперечных волн, необходимые для образования глубинных отраженных волн.It is known that for the excitation of transverse vibrations in a solid medium, it is necessary to realize a directed action on the medium, which in practice is realized in a variety of ways [1]
A vertically directed force emits longitudinal waves in the direction of action and transverse at an angle to the vertical, close to 45 about [2]
However, this property of vertical force cannot be used for practical purposes, since a source of this type does not provide the angles of exit of the transverse waves necessary for the formation of deep reflected waves.
Известно устройство для возбуждения сейсмических колебаний, включающее демпфер (амортизатор), пробки, цилиндрическую взрывную камеру с продольным отверстием, с наружной стороны которой расположен концентратор заданной толщины, выполненный в виде двух софокусных поверхностей, а также заряда взрывчатого вещества (ВВ), распределенного по длине взрывной камеры вдоль фокальной линии этих поверхностей [3]
Для возбуждения поперечных волн с помощью этого устройства необходимо бурить скважину большого диаметра, равного по крайней мере сумме наибольшего поперечного размера концентратора и толщины демпфера (амортизатора). Бурение таких скважин ограничивает возможность применения устройства мягкими и рыхлыми породами.A device for exciting seismic vibrations, including a damper (shock absorber), plugs, a cylindrical explosive chamber with a longitudinal hole, on the outside of which there is a concentrator of a given thickness, made in the form of two confocal surfaces, as well as an explosive charge (explosive) distributed along the length explosive chamber along the focal line of these surfaces [3]
To excite shear waves using this device, it is necessary to drill a borehole of a large diameter equal to at least the sum of the largest transverse dimension of the concentrator and the thickness of the damper (shock absorber). Drilling such wells limits the possibility of using the device with soft and loose rocks.
Задача изобретения повышение эффективности возбуждения поперечных волн путем согласования частотных характеристик верхней части грунта с временной функцией устройства. The objective of the invention is to increase the efficiency of excitation of shear waves by matching the frequency characteristics of the upper part of the soil with the time function of the device.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 shows the proposed device, a cross section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1.
Устройствo для возбуждения поперечных волн состоит из несущей платформы 1, грунтозацепов 2, гильзы 3, крышек 4, концентраторов 5, пробок 6, взрывных камер 7, конусной насадки 8, отверстий 9, зарядов взрывчатого вещества 10, демпфера 11, шарнира 12, контейнера (коробчатой пластины) 13, пазов 14, полок 15, сыпучего материала 16 м отверстий 17. A device for exciting transverse waves consists of a carrier platform 1,
Несущая платформа 1 выполнена в виде рамы из профилированной стали, на нижнем основании которой размещены клиновидные плоские грунтозацепы 2. К несущей платформе 1 жестко присоединена гильза 3, выполненная из полосовой стали в виде пустотелого цилиндра с двумя параллельными вырезами вдоль образующих, выполненных на противоположных концах диаметра. Гильза 3 с боков закрыто полусферическими крышками 4. Внутрь гильзы 3 вдоль вырезов вставлены концентраторы 5, жестко соединенные со стенками вырезов гильзы 3. Концентраторы 5 образуют взрывные камеры 7 при помощи пробок 6. Концентраторы 5 и пробки 6 выполнены из высоколегированной стали с высоким значением динамического предела текучести. В пробках 6 вдоль продольной оси взрывных камер 7 выполнены продольные отверстия 9, для помещения зарядов ВВ 10 внутрь взрывных камер 7, на других пробках 6 (с другого конца концентраторов 5) по оси взрывных камер 7 расположены конусные насадки 8. Отверстия 9 соединяют внутренний объем взрывной камеры 7 с атмосферой. Заряды взрывчатого вещества 10 выполнены в виде цилиндрических трубок, один конец которых снабжен конусной выемкой ответной конусной насадки 8, а другой конец открыт для размещения ВВ и средства подрыва. Демпфер 11 подвешен к верхней точке гильзы 3, разделяя ее внутренний объем пополам, на шарнире 12 и выполнен в виде узкого контейнера 13. Внутренняя полость этого контейнера по стенкам снабжена пазами 14 для расположения полок 15. Сыпучий материал 16 представляет собой либо дробь, либо опилки из самых различных материалов, например свинца, стали, чугуна. Плотность сыпучего материала 16 больше, чем плотность пустотелого контейнера 13. The supporting platform 1 is made in the form of a frame of profiled steel, on the lower base of which there are wedge-shaped
Заряды взрывчатого вещества 10 находятся внутри цилиндрических тонких трубок, размещаются вдоль фокальных осей двух концентраторов 5 внутри взрывных камер 7 через отверстия 9 в крышках 4 гильзы 3 и каналы пробок 6, при этом концы зарядов 10, не содержащие взрывчатого вещества, фиксируются в этих отверстиях 9 и конусных насадках 8 пробок 6. Провода для инициирования детонации взрывчатого вещества зарядов 10 выводят из боковых каналов пробок 6 и отверстий 9 в крышках 4 гильзы 3 и присоединяют к боевой магистрали. После выполнения этих операций устройство готово к возбуждению поперечных волн. The
По команде, поступающей из сейсмостанции, производится подрыв заряда 10, находящегося внутри взрывной камеры 7, образованной концентратором 5, например левым. Образующиеся при этом продукты детонации разлетаются во все стороны и в первую очередь достигают внутренней поверхности концентратора 5, выполненной в виде параболического цилиндра. Сильно сжатый газ отражается от этой поверхности практически параллельной струей, толкая концентратор 5, а вместе с ним и гильзу 3, жестко связанную с платформой 1. Сила, действующая на левый концентратор 5, равна произведению площади внутренней поверхности этого концентратора на давление продуктов детонации, занимающих полный объем взрывной камеры 7, передается в грунт посредством платформы 1 и грунтозацепов 2. On command from the seismic station, the
Демпфер, выполненный в виде пустотелого контейнера, заполненного сыпучим материалом, обеспечивая горизонтальную направленность взрывного воздействия, одновременно с этим позволяет управлять временным промежутком этого воздействия путем смещения положения центра тяжести демпфера относительно точки его подвеса, комбинируя размещение сыпучего материала около геометрического центра контейнера. Этим достигается увеличение или уменьшение времени одностороннего действия силы давления продуктов детонации заряда ВВ на внутреннюю поверхность концентратора, что приводит к пропорциональному сдвигу частотного спектра поперечных колебаний либо в низкую, либо высокую стороны. The damper, made in the form of a hollow container filled with bulk material, providing a horizontal directivity of the explosive impact, at the same time allows you to control the time interval of this impact by shifting the center of gravity of the damper relative to its suspension point, combining the placement of bulk material near the geometric center of the container. This achieves an increase or decrease in the time of the unilateral action of the pressure force of the detonation products of the explosive charge on the inner surface of the concentrator, which leads to a proportional shift of the frequency spectrum of transverse vibrations either to the low or high sides.
Это дает возможность управлять спектром генерируемых поперечных колебаний за счет регулирования положения центра тяжести демпфера 11. Пусть полость коробчатой пластины 13 заполнена до половины своей высоты материалом 16 с плотностью ρ2 большей, чем плотность ρ1 материала контейнера 13. В этом случае в результате равенства объемов двух половин контейнера 13 основная массовая сила будет сосредоточена там, где больше плотность. Предположим, что это нижняя часть контей- нера 13, тогда d1 d + d т.е. новое расстояние до центра тяжести стало в 1,5 раза больше того, которое имеет место при однородном распределении плотности материала контейнера 13. Отношение частот в этом случае уменьшается в
/ω
Размещая такую же массу сыпучего материала 16 в нижней четверти полости контейнера 13, например, путем увеличения плотности этого материала, преобладающая частота поперечной волны уменьшится в 1,35 раза.This makes it possible to control the spectrum of the generated transverse vibrations by adjusting the position of the center of gravity of the
/ ω
By placing the same mass of
Наоборот, помещая более плотный сыпучий материал 16 в верхнюю половину демпфера 11, получаем возрастание частоты в такой же пропорции. Это осуществляется при помощи полок 15, вставляемых в пазы 14, и насыпанием на них материала 16. On the contrary, placing a
Интервал изменения частоты, реализуемый путем смещения координат центра тяжести демпфера 11 в виде коробчатой пластины 13, составляет 100% т.е. частоты поперечных волн удваиваются. The frequency change interval, realized by shifting the coordinates of the center of gravity of the
Вместе с тем нельзя беспредельно увеличивать массу пластины 13, превращая ее в жесткую неподвижную стенку, что приведет к резкому сокращению амплитуды поперечной волны. However, it is impossible to limitlessly increase the mass of the plate 13, turning it into a rigid fixed wall, which will lead to a sharp reduction in the amplitude of the transverse wave.
Удар газообразных продуктов детонации по демпферу 11 вызовет его отклонение из положения равновесия на некоторый угол α. Для оценки доли энергии, поглощаемой демпфером 11, предположим, что потерь энергии внутри гильзы 3 не происходит или эти потери малы по сравнению с полной энергией заряда ВВ 10. Тогда уравнение сохранения энергии в системе продукты детонации пластина 13 выразится в виде W3 + Wпл 0, W3 m3q3, Wпл Mgd(1 cos α), где m3 масса заряда ВВ 10;
q3 теплотворная способность ВВ;
М полная масса пластины 13, включающая массы коробки и наполнителя полости;
d расстояние от центра тяжести демпфера 11 до точки подвеса шарнира 12;
g ускорение свободного падения;
α угол отклонения.The impact of gaseous detonation products on the
q 3 calorific value of explosives;
M the total mass of the plate 13, including the mass of the box and the filler cavity;
d the distance from the center of gravity of the
g acceleration of gravity;
α deviation angle.
Подставляя в общее уравнение и производя преобразования, получим, что (1-cosα)=3•10-4 при сле- дующих значениях величин: g 9,81 м/с2; d 0,4 м; α 45о, q3 4,18 · 103 Дж/кг.Substituting into the general equation and making transformations, we obtain that (1-cosα) = 3 • 10 -4 for the following values: g 9.81 m / s 2 ; d 0.4 m; α 45 about , q 3 4.18 · 10 3 J / kg.
Но до контейнера 13 доходит только 1/6 часть полной энергии заряда ВВ 10, поэтому отношение между массами заряда ВВ 10 и пластины 13 m3/M 5 · 10-3 или М 5 · 103m3.But only 1/6 of the total charge energy of
Таким образом, масса контейнера и сыпучего материала 13 должна быть в 5000 раз больше массы взрывчатого вещества заряда 10. Thus, the mass of the container and bulk material 13 should be 5,000 times the mass of the
Отработавшие продукты детонации выбрасываются в атмосферу через отверстия 17, расположенные на гильзе 3 симметрично демпферу 11. The spent detonation products are released into the atmosphere through openings 17 located on the
Использование предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность возбуждения поперечных волн за счет лучшего и более полного согласования временной функции источника с частотной характеристикой верхней части разреза, а признак, выявляющий оптимальное отношение между массами демпфера и заряда ВВ, позволяет повысить отношение полезный сигнал помеха. Using the proposed device allows to increase the efficiency of the excitation of shear waves due to better and more complete matching of the time function of the source with the frequency response of the upper part of the section, and a sign that reveals the optimal ratio between the masses of the damper and the explosive charge allows you to increase the ratio of the useful interference signal.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5057662 RU2053526C1 (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Device for exciting seismic waves |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5057662 RU2053526C1 (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Device for exciting seismic waves |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2053526C1 true RU2053526C1 (en) | 1996-01-27 |
Family
ID=21611069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5057662 RU2053526C1 (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Device for exciting seismic waves |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2053526C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2646149C1 (en) * | 2017-02-02 | 2018-03-01 | Николай Евгеньевич Староверов | Manual grenade (options) |
-
1992
- 1992-08-05 RU SU5057662 patent/RU2053526C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Возбуждение поперечных сейсмических волн импульсными источниками. АН СССР, Сибирское отделение, Институт геологии и геофизики, Новосибирск, 1981, с.13 - 15. 2. Сейсмическая разведка методом поперечных и обменных волн. - М.: Недра, 1985, с.18 - 21. 3. Авторское свидетельство СССР N 411413, кл. G 01V 1/13, 1974. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2646149C1 (en) * | 2017-02-02 | 2018-03-01 | Николай Евгеньевич Староверов | Manual grenade (options) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9995834B2 (en) | Variable mass load marine vibrator | |
US2203140A (en) | Method for seismic prospecting | |
US4248303A (en) | Explosive well-fracturing system | |
US4382410A (en) | Explosive blasting method and means | |
US4964329A (en) | Sound attenuation with foam | |
EP0028141A1 (en) | Building for detonating explosives | |
RU2053526C1 (en) | Device for exciting seismic waves | |
US4773501A (en) | Device for generating seismic impulses inside a drilling through the fall of a weight onto an anchored target element | |
US2880816A (en) | Seismic surveying with shear waves | |
US4705137A (en) | Marine shear wave vibrator | |
US4817755A (en) | Suspended structure for coupling seismic sources to the walls of a borehole | |
US2721617A (en) | Method of seismic prospecting | |
MXPA05003241A (en) | Device for seismic emission in an underground formation and method of implementing same. | |
US3361226A (en) | Gas exploder seismic device | |
RU2098843C1 (en) | Explosive blast for excitation of seismic waves | |
RU1804633C (en) | Device for excitation of seismic vibrations | |
US3958661A (en) | Method and apparatus for generating seismic waves | |
SU1160342A1 (en) | Method of exciting seismic waves | |
CN112285763A (en) | Method and system for determining high-energy high-frequency parameters of excitation of uncoupled charge type explosive source | |
US2073493A (en) | Energy transmission | |
RU93549U1 (en) | WELL SOURCE OF EXCITATION OF TRANSVERSE WAVES | |
RU2184928C1 (en) | Method for conducting of drilling and blasting operations | |
Gaffney et al. | Noise and target strength degradation accompanying shallow‐buried explosions | |
SU1670643A1 (en) | Method of excitation of seismic waves | |
USRE20412E (en) | Energy transmission |