RU2084003C1 - Multicomponent geophone - Google Patents

Multicomponent geophone Download PDF

Info

Publication number
RU2084003C1
RU2084003C1 RU94037402A RU94037402A RU2084003C1 RU 2084003 C1 RU2084003 C1 RU 2084003C1 RU 94037402 A RU94037402 A RU 94037402A RU 94037402 A RU94037402 A RU 94037402A RU 2084003 C1 RU2084003 C1 RU 2084003C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piezoelectric elements
covers
inertial mass
piezoelectric
winding
Prior art date
Application number
RU94037402A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94037402A (en
Inventor
Рустам Анисович Шакиров
Original Assignee
Рустам Анисович Шакиров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рустам Анисович Шакиров filed Critical Рустам Анисович Шакиров
Priority to RU94037402A priority Critical patent/RU2084003C1/en
Publication of RU94037402A publication Critical patent/RU94037402A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2084003C1 publication Critical patent/RU2084003C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: measurement of parameters of elastic vibrations in well, sea and ground seismic exploration. SUBSTANCE: the geophone uses hollow cylindrical casing 1 hermetically closed from the ends by covers 2, piezoelectric elements 3 installed on the covers inside the casing, and cylindrical inertial mass 4 placed between the piezoelectric elements. The piezoelectric elements are made in the form of prestrained spheres squeezed by the covers and installed in special seats 5 on the covers. The seats of the upper and lower covers are arranged and oriented symmetrically relative to the longitudinal axis so that each upper piezoelectric element has a mate lower piezoelectric element vertically aligned with it. The inertial mass on the ends has the shape of truncated cone 6, whose generating surface is engageable with the piezoelectric elements, and the covers are furnished with stops 7 restricting axial displacements of the inertial mass. The external current-conducting plates of all piezoelectric elements are grounded, and the internal ones have access holes for connection of the mate piezoelectric elements to the input of the differential amplifiers. The geophone casing is made of non-magnetic material and has bore 8 from the outside, in which the turns of winding 9 are placed, they are insulated by sealant 10. The main larger section of the winding is periodically connected to an AC source of the preset frequency and strength, and the other smaller section is permanently connected to a weak-current high-frequency generator. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано для измерения параметров упругих колебаний в скважинной, морской и наземной сейсморазведке. The invention relates to seismology and can be used to measure the parameters of elastic vibrations in borehole, marine and surface seismic surveys.

Известен пьезоэлектрический сейсмоприемник [1] содержащий полый цилиндрический корпус, герметически закрытый с торцов крышками, пьезоэлементы, смонтированные в торцевых частях корпуса и выполненные в виде пьезокерамических дисков, разделенных мембраной, и жидкостную, например ртуть, инерционную массу, заполняющую пространство между пьезоэлементами внутри корпуса. Known piezoelectric seismic receiver [1] containing a hollow cylindrical body hermetically sealed at the ends of the covers, piezoelectric elements mounted in the end parts of the body and made in the form of piezoceramic disks separated by a membrane, and liquid, such as mercury, inertial mass filling the space between the piezoelectric elements inside the body.

Основным недостатком этого сейсмоприемника является низкая чувствительность, обусловленная тем, что действие жидкостной инерционной массы рассредоточено по всей площади пьезоэлементов, в то время как наиболее чувствительной к деформации воздействием является их центральная часть. The main disadvantage of this seismic receiver is its low sensitivity, due to the fact that the action of the liquid inertial mass is dispersed over the entire area of the piezoelectric elements, while the central part is the most sensitive to deformation.

Другой недостаток состоит в том, что наряду с полезным сигналом, возникающим в цепи пьезоэлементов под действием ускорения вдоль оси сейсмоприемника, регистрируются помехи, возникающие в результате боковых воздействий, так как жидкостная инерционная масса передает давление на пьезоэлементы от звуковых колебаний, действующих в самых различных направлениях. Another disadvantage is that along with the useful signal arising in the piezoelectric element chain under the action of acceleration along the axis of the seismic receiver, disturbances resulting from side effects are recorded, since the liquid inertial mass transfers pressure to the piezoelectric elements from sound vibrations acting in various directions .

Кроме того, к недостаткам устройства следует отнести технологическую сложность заполнения сейсмоприемника жидкостью, при котором необходимо избежать образования пустот, воздушных капель и подушек, так как при больших гидростатических давлениях они могут стать причиной разрушения конструкции. In addition, the disadvantages of the device include the technological complexity of filling the seismic receiver with liquid, in which it is necessary to avoid the formation of voids, air droplets and pillows, since at high hydrostatic pressures they can cause structural damage.

Известен сейсмометр [2] который содержит полый цилиндрический корпус, герметически закрытый с торцов крышками, пьезоэлементы в форме дисков, жестко закрепленных внутри корпуса, и инерционную массу в виде цилиндрического поршня, подвешенного на пьезоэлементах при помощи шайб, прокладок и зажимных винтов, установленных в центре дисков. При этом пространство между пьезоэлементами и инерционной массой внутри корпуса заполнено демпфирующей жидкостью, которая гасит собственные колебания инерционной массы. Known seismometer [2] which contains a hollow cylindrical body hermetically sealed at the ends of the covers, piezoelectric elements in the form of disks rigidly fixed inside the body, and an inertial mass in the form of a cylindrical piston suspended on piezoelectric elements with washers, gaskets and clamping screws installed in the center drives. In this case, the space between the piezoelectric elements and the inertial mass inside the housing is filled with a damping fluid, which damps the natural vibrations of the inertial mass.

Поскольку внутренняя полость корпуса заполнена жидкостью, а пьезоэлементы выполнены в форме дисков, сейсмоцентру присущи те же недостатками, что и рассмотренному выше аналогу, т. е. он имеет недостаточную чувствительность и не защищен от влияния помех. Since the internal cavity of the body is filled with liquid, and the piezoelectric elements are made in the form of disks, the seismic center has the same drawbacks as the analogue considered above, i.e., it has insufficient sensitivity and is not protected from interference.

Кроме того, в центральной части пьезоэлементов сейсмометра, наиболее чувствительной к деформирующим усилиям, имеется отверстие под узел крепления инерционной массы, что приводит к дополнительному снижению чувствительности устройства. In addition, in the central part of the piezoelectric elements of the seismometer, which is most sensitive to deforming forces, there is an opening for the attachment unit of the inertial mass, which leads to an additional decrease in the sensitivity of the device.

Другой недостаток этого сейсмометра состоит в том, что жесткое крепление инерционной массы к пьезоэлементам при отсутствии ограничителей ее осевых перемещений может привести к разрушению пьезоэлементов в результате ударов и колебаний большой амплитуды, например при транспортировке, погрузо-разгрузочных работах или спуско-подъемных операциях в скважинах. Another drawback of this seismometer is that the rigid attachment of the inertial mass to the piezoelectric elements in the absence of limiters of its axial displacements can lead to the destruction of the piezoelectric elements as a result of shock and large-amplitude oscillations, for example during transportation, loading and unloading operations or tripping in wells.

Еще одним недостатком рассматриваемого сейсмометра является зависимость вязкости демпфирующей жидкости, и, следовательно, эффективности демпфирования от температуры окружающей среды, которая может изменяться в широких пределах. Another drawback of the considered seismometer is the dependence of the viscosity of the damping fluid, and, therefore, the damping efficiency on the ambient temperature, which can vary widely.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является пьезоэлектрический сейсмоприемник [3] принятый за прототип. The closest in its technical essence and the achieved technical effect to the proposed technical solution is a piezoelectric geophone [3] adopted as a prototype.

Сейсмоприемник содержит полый цилиндрический корпус, герметически закрытый с торцов крышками, пьезоэлементы, смонтированные на крышках внутри корпуса, и цилиндрическую инерционную массу, размещенную между пьезоэлементами. Пьезоэлементы выполнены в виде прямоугольных биморфных пластин и установлены на опорах, электрически изолированных от крышек. В качестве опор использованы отрезки проволоки, диаметр которой меньше величины максимально возможного прогиба пьезоэлементов, при котором происходит их разрушение. The seismic receiver contains a hollow cylindrical body hermetically sealed at the ends of the covers, piezoelectric elements mounted on the covers inside the body, and a cylindrical inertial mass located between the piezoelectric elements. The piezoelectric elements are made in the form of rectangular bimorph plates and are mounted on supports electrically isolated from the covers. As supports, pieces of wire were used, the diameter of which is less than the maximum possible deflection of the piezoelectric elements at which they are destroyed.

Инерционная масса имеет осевое отверстие, на концах которого установлены твердые металлические шарики, причем между шариками расположена пружина, прижимающая шарики к пьезоэлементам и обеспечивающая тем самым механический и электрический контакт шариков с внутренними обкладками пьезоэлементов. Отверстие с пружиной и шариками заполнено компаундом, который после затвердевания связывает в единое целое пружину, шарики и инерционную массу. Инерционная масса вблизи торцов имеет кольцевые пазы, в которых установлены демпфирующие тороидальные прокладки, функция которых состоит в ослаблении собственных колебаний инерционной массы, а также поперечных колебаний. The inertial mass has an axial hole, at the ends of which solid metal balls are installed, and a spring is located between the balls, pressing the balls to the piezoelectric elements and thereby providing mechanical and electrical contact of the balls with the inner plates of the piezoelectric elements. The hole with the spring and balls is filled with a compound, which, after hardening, binds the spring, balls and inertial mass into a single whole. The inertial mass near the ends has annular grooves in which damping toroidal gaskets are installed, the function of which is to weaken the natural oscillations of the inertial mass, as well as transverse vibrations.

Одним из недостатков рассмотренного датчика является ненадежность контакта шариков с пьезоэлементами. При осевых воздействиях большой амплитуды контакт может быть нарушен со стороны, противоположной направлению перемещения инерционной массы, что приводит к разрыву электрической цепи. Это в конечном итоге ограничивает динамический диапазон измеряемых параметров колебаний. One of the disadvantages of the sensor under consideration is the unreliability of the contact of the balls with piezoelectric elements. With axial effects of large amplitude, the contact can be broken from the side opposite to the direction of movement of the inertial mass, which leads to the breaking of the electric circuit. This ultimately limits the dynamic range of the measured oscillation parameters.

Другой недостаток состоит в том, что динамический диапазон измеряемых величин зависит от параметров пружины, изменяющихся в зависимости от состояния компаунда, которое в свою очередь может изменяться под воздействием температуры. Another disadvantage is that the dynamic range of the measured values depends on the parameters of the spring, which vary depending on the state of the compound, which in turn can change under the influence of temperature.

При воздействии поперечных звуковых колебаний, представляющих собой помеху, на обкладках пьезоэлементов могут появляться заряды противоположного знака, что исключает возможность использования схемы дифференциального усиления, которая в этом случае будет удваивать величину помехи. Under the influence of transverse sound vibrations, which are an obstacle, charges of the opposite sign may appear on the plates of the piezoelectric elements, which excludes the possibility of using a differential amplification circuit, which in this case will double the amount of interference.

В процессе эксплуатации датчиков температура окружающей среды может изменяться в широких пределах (от -40oC на поверхности до -150oC в скважинах). При таком перепаде температур тороидальные резиновые прокладки теряют свои демпфирующие свойства и перестают выполнять свои рабочие функции.During the operation of the sensors, the ambient temperature can vary over a wide range (from -40 o C on the surface to -150 o C in wells). With such a temperature difference, the toroidal rubber gaskets lose their damping properties and cease to fulfill their working functions.

Еще один недостаток рассмотренного сейсмометра заключается в отсутствии ограничителей перемещения инерционной массы. В процессе работы пьезоэлементы оказываются зажатыми между инерционной массой и крышками. При этом деформации мгновенного сжатия могут превысить критическую величину, при которой наступает разрушение пьезокерамики. Another disadvantage of the considered seismometer is the lack of limiters for the movement of inertial mass. In the process, the piezoelectric elements are sandwiched between the inertial mass and the covers. In this case, instantaneous compression strains can exceed the critical value at which the destruction of piezoceramics occurs.

Наконец, к общим недостаткам данного сейсмометра [3] и рассмотренных аналогов [1] и [2] следует отнести невозможность метрологического контроля чувствительности и нулевого уровня измеряемых параметров колебаний, а также организации многокомпонентных измерений в габаритах рассмотренной конструкции сейсмоприемника. Finally, the general disadvantages of this seismometer [3] and the considered analogs [1] and [2] include the impossibility of metrological control of the sensitivity and zero level of the measured oscillation parameters, as well as the organization of multicomponent measurements in the dimensions of the considered seismic receiver design.

Основной целью изобретения является повышение чувствительности, улучшение соотношения полезный сигнал-помеха и расширение динамического диапазона измерений с одновременным обеспечением многокомпонентности измерений, а также повышение эксплуатационной надежности и защита пьезокерамики от возможного разрушения при резких ударах и колебаниях большой амплитуды. The main objective of the invention is to increase the sensitivity, improve the useful signal-to-noise ratio and expand the dynamic range of measurements while ensuring multicomponent measurements, as well as increasing operational reliability and protecting piezoceramics from possible destruction during sharp shocks and large-amplitude oscillations.

Другая цель состоит в конструктивном обеспечении возможности метрологического контроля чувствительности и нулевого уровня при измерениях. Another goal is to constructively provide the possibility of metrological control of sensitivity and zero level during measurements.

Первая из указанных целей достигается тем, что в устройстве, содержащем полый цилиндрический корпус, закрытый с торцов крышками, пьезоэлементы и цилиндрическую инерционную массу, размещенную между ними, пьезоэлементы выполнены в виде предварительно деформированных (поджатых крышками) сфер, установленных в специальных гнездах на крышках и ориентированных симметрично относительно продольной оси так, что каждый из верхних пьезоэлементов имеет парный, расположенный соосно с ним по вертикали, нижний пьезоэлемент, причем торцевые части инерционной массы имеют форму усеченных конусов, образующие поверхности которых взаимодействуют с пьезоэлементами, а крышки снабжены упорами, ограничивающими перемещения инерционной массы по вертикали. Наружные токопроводящие обкладки пьезоэлементов заземлены, а внутренние имеют выводы через технологические отверстия для подключения каждой пары пьезоэлементов в схему дифференциального усиления. The first of these goals is achieved by the fact that in a device containing a hollow cylindrical body closed from the ends of the caps, piezoelectric elements and a cylindrical inertial mass placed between them, the piezoelectric elements are made in the form of pre-deformed (pressed caps) spheres installed in special sockets on the covers and oriented symmetrically with respect to the longitudinal axis so that each of the upper piezoelectric elements has a paired lower piezoelectric element located coaxially with it, and the end parts do not The mass of the mass has the shape of truncated cones, the forming surfaces of which interact with the piezoelectric elements, and the covers are equipped with stops that limit the vertical movement of the inertial mass. The external conductive plates of the piezoelectric elements are grounded, and the internal ones have conclusions through the technological holes for connecting each pair of piezoelectric elements to the differential amplification circuit.

Для достижения второй поставленной цели корпус выполнен из немагнитного материала и имеет снаружи проточку, в которой уложены витки обмотки, изолированные герметиком. Основная (большая часть) обмотки периодически подключается к источнику переменного тока заданной частоты и силы, а другая (меньшая) постоянно подключена к слаботочному генератору высокой частоты. To achieve the second goal, the casing is made of non-magnetic material and has an outside groove in which windings insulated with sealant are laid. The main (most) winding is periodically connected to an alternating current source of a given frequency and power, and the other (smaller) is constantly connected to a low-current high-frequency generator.

На фиг. 1 показан продольный разрез предлагаемого сейсмоприемника; на фиг. 2 вид сверху (верхняя крышка с пьезоэлементами и инерционная масса удалены с чертежа). In FIG. 1 shows a longitudinal section of the proposed seismic receiver; in FIG. 2 top view (top cover with piezoelectric elements and inertial mass removed from the drawing).

Сейсмоприемник содержит полый цилиндрический корпус 1, герметически закрытый с торцов крышками 2, пьезоэлементы 3, смонтированные на крышках внутри корпуса, и цилиндрическую инерционную массу 4, размещенную между пьезоэлементами. Пьезоэлементы выполнены в виде предварительно деформированных (поджатых крышками) сфер и установлены в специальных гнездах 5, расположенных на крышках и ориентированных симметрично относительно продольной оси так, что каждый из верхних пьезоэлементов имеет парный, расположенный соосно с ним по вертикали, нижний пьезоэлемент. Торцевые части инерционной массы имеют форму усеченных конусов 6, образующие поверхности которых взаимодействуют с пьезоэлементами, а крышки снабжены упорами 7. Наружные токопроводящие обкладки всех пьезоэлементов заземлены, а внутренние имеют выводы через технологические отверстия для подключения парных пьезоэлементов на вход дифференциальных усилителей. The seismic receiver contains a hollow cylindrical body 1, hermetically sealed at the ends by covers 2, piezoelectric elements 3 mounted on the covers inside the body, and a cylindrical inertial mass 4 placed between the piezoelectric elements. The piezoelectric elements are made in the form of pre-deformed (tightened by covers) spheres and are installed in special sockets 5 located on the covers and oriented symmetrically with respect to the longitudinal axis so that each of the upper piezoelectric elements has a paired lower piezoelectric element located coaxially with it. The end parts of the inertial mass have the shape of truncated cones 6, the forming surfaces of which interact with the piezoelectric elements, and the covers are equipped with stops 7. The external conductive plates of all the piezoelectric elements are grounded, and the internal ones have conclusions through technological holes for connecting paired piezoelectric elements to the input of differential amplifiers.

Корпус сейсмоприемника выполнен из немагнитного материала и имеет снаружи проточку 8, в которой уложены витки обмотки 9, изолированные герметиком 10, причем основная (большая) часть обмотки периодически подключается к источнику переменного тока заданной частоты и силы, а другая (меньшая) постоянно подключена к слаботочному генератору высокой частоты. The body of the seismic receiver is made of non-magnetic material and has an outside groove 8 in which the turns of the winding 9 are insulated with a sealant 10, and the main (large) part of the winding is periodically connected to an AC source of a given frequency and force, and the other (smaller) is constantly connected to a low-current high frequency generator.

На фиг. 1 и 2 показан вариант выполнения сейсмоприемника, в котором использованы три пары пьезоэлементов, а гнезда для установки пьезоэлементов имеют форму полусфер несколько большего диаметра, чем пьезоэлементы. Количество пар пьезоэлементов может быть больше трех, а гнезда могут иметь другую форму, но принцип действия сейсмоприемника при этом не меняется. Каждая пара пьезоэлементов вместе с дифференциальным усилителем образует автономный канал для измерения одной из компонент упругого поля и количество пар пьезоэлементов, расположенных соосно по вертикали, всегда равно количеству измеряемых компонент. In FIG. Figures 1 and 2 show an embodiment of a seismic receiver in which three pairs of piezoelectric elements are used, and the nests for installing piezoelectric elements are in the form of hemispheres of slightly larger diameter than piezoelectric elements. The number of pairs of piezoelectric elements can be more than three, and the nests can have a different shape, but the principle of the seismic receiver does not change. Each pair of piezoelectric elements together with a differential amplifier forms an autonomous channel for measuring one of the components of the elastic field and the number of pairs of piezoelectric elements located coaxially vertically is always equal to the number of measured components.

Сейсмоприемник работает следующим образом. The seismic receiver operates as follows.

Упругие колебания, распространяющиеся в окружающей среде, передаются корпусу 1 сейсмоприемника. При этом инерционная масса 4 движется относительно корпуса 1 в противоположном направлении, взаимодействуя с пьезоэлементами 3, установленными в гнездах 5 на крышках 2, образующей поверхностью торцевого усеченного конуса 6. В результате деформации пьезоэлементов 3 под действием инерционной массы 4 на их обкладках возникают заряды, которые передаются в измерительный канал. Elastic vibrations propagating in the environment are transmitted to the body 1 of the geophone. In this case, the inertial mass 4 moves relative to the housing 1 in the opposite direction, interacting with the piezoelectric elements 3 installed in the sockets 5 on the covers 2, forming the surface of the end truncated cone 6. As a result of the deformation of the piezoelectric elements 3 under the action of the inertial mass 4, charges arise on their plates transmitted to the measuring channel.

При осевых воздействиях масса движется относительно корпуса вверх или вниз. При движении вверх верхние, предварительно поджатые, пьезоэлементы еще более сжимаются, а нижние распрямляются, при движении вниз наоборот, но в любом случае верхние и нижние пьезоэлементы испытывают противоположные деформации и поэтому на их одноименных обкладках появляются заряды противоположного знака. Полезный сигнал, обусловленный этими зарядами, будучи поданным на дифференциальный усилитель, практически удваивается. Under axial effects, the mass moves up or down relative to the housing. When moving upward, the upper, pre-pressed, piezoelectric elements are compressed even more, and the lower ones are straightened, when moving downwards, on the contrary, but in any case, the upper and lower piezoelectric elements experience opposite deformations and, therefore, charges of the opposite sign appear on their plates of the same name. The useful signal due to these charges, when applied to a differential amplifier, almost doubles.

При боковых воздействиях, представляющих собой помеху, инерционная масса 4 деформирует верхние и парные с ними нижние пьезоэлементы одинаково и на их одноименных обкладках возникают заряды одного знака. Поэтому, проходя через схему дифференциального усиления, паразитный сигнал, обусловленный боковыми воздействиями, существенно уменьшается. With lateral influences, which are a hindrance, the inertial mass 4 deforms the upper and paired lower piezoelectric elements with the same and charges of the same sign appear on their plates of the same name. Therefore, passing through the differential amplification circuit, the spurious signal due to side effects is significantly reduced.

Таким образом, предварительное поджатие пьезоэлементов в сочетании с дифференциальным усилением позволяет улучшить соотношение полезного сигнала и помехи, т. е. увеличить относительную чувствительность сейсмоприемника. Thus, preliminary preloading of the piezoelectric elements in combination with differential amplification makes it possible to improve the ratio of the useful signal and noise, i.e., to increase the relative sensitivity of the seismic receiver.

Так как емкость сферического пьезоэлемента всегда больше емкости дискового или пластинчатого пьезоэлементов с диаметром и длиной, равными диаметру сферы, чувствительность предлагаемого сейсмоприемника будет выше, чем в аналогичных известных устройствах [1, 2 и 3] выполненных в тех же габаритах. Since the capacity of a spherical piezoelectric element is always greater than the capacity of a disk or plate piezoelectric element with a diameter and length equal to the diameter of the sphere, the sensitivity of the proposed seismic receiver will be higher than in similar known devices [1, 2 and 3] made in the same dimensions.

Предварительное поджатие пьезоэлементов 3 и выполнение торцевых участков инерционной массы 4 в виде конуса 6, а пьезоэлементов 3 в виде сфер, обеспечивает надежный и постоянный контакт инерционной массы 4 и пьезоэлементов 3 в одной точке, что также способствует увеличению чувствительности и расширяет динамический диапазон измеряемых параметров колебаний. Preliminary compression of the piezoelectric elements 3 and the execution of the end sections of the inertial mass 4 in the form of a cone 6, and the piezoelectric elements 3 in the form of spheres, ensures reliable and constant contact of the inertial mass 4 and the piezoelectric elements 3 at one point, which also increases the sensitivity and extends the dynamic range of the measured oscillation parameters .

Вместе с повышением чувствительности предлагаемая конструкция сейсмоприемника обеспечивает одновременную регистрацию нескольких компонент без увеличения габаритов сейсмоприемника. Along with increased sensitivity, the proposed design of the geophone provides the simultaneous registration of several components without increasing the dimensions of the geophone.

При воздействии резких толчков и колебаний большой амплитуды упоры 7, смонтированные в крышках 2, ограничивают перемещения инерционной массы 4 и предотвращают возможное разрушение пьезоэлементов 3. When exposed to sudden shocks and large-amplitude oscillations, the stops 7 mounted in the covers 2 limit the movement of the inertial mass 4 and prevent the possible destruction of the piezoelectric elements 3.

При необходимости контроля чувствительности сейсмоприемника в процессе работы основная (большая) часть обмотки 9, уложенной в проточке 8 на немагнитном корпусе 1 и изолированной герметиком 10, подключается к источнику переменного тока при покоящемся сейсмоприемнике. Под действием магнитного поля переменного тока инерционная масса 4 при этом совершает осевые колебательные движения с заданной частотой и амплитудой, и, взаимодействуя с пьезоэлементами, вызывает их деформации и появление зарядов на обкладках. Будучи подаными в измерительную цепь, они регистрируются записывающим устройством как стандарт-сигнал. If it is necessary to control the sensitivity of the geophone during operation, the main (large) part of the winding 9, laid in the groove 8 on the non-magnetic housing 1 and insulated with sealant 10, is connected to an AC source with the geophone resting. Under the influence of an alternating current magnetic field, the inertial mass 4 makes axial oscillatory movements with a given frequency and amplitude, and interacting with piezoelectric elements, causes their deformation and the appearance of charges on the plates. Being fed into the measuring circuit, they are recorded by the recording device as a standard signal.

Положение нулевого уровня также может быть проконтролировано при покоящемся сейсмоприемнике путем подключения другой (меньшей) части обмотки 9 к слаботочному генератору высокой частоты. При этом инерционная масса 4 приходит в движение, совершая колебания с небольшой амплитудой, которые регистрируются записывающим устройством в виде размытой нулевой линии 9 (так называемого "жирного нуля"). The zero level position can also be monitored with the seismic receiver at rest by connecting another (smaller) part of the winding 9 to a low-current high-frequency generator. In this case, the inertial mass 4 is set in motion, making oscillations with a small amplitude, which are recorded by the recording device in the form of a blurred zero line 9 (the so-called "bold zero").

Постоянное подключение части обмотки 9 к слаботочному высокочастотному генератору имеет дополнительное преимущество, так как высокочастотные колебания небольшой амплитуды, совершаемые инерционной массой, усиливают ее реакцию на изменение положения корпуса сейсмоприемника в результате внешних воздействий. The constant connection of a part of the winding 9 to a low-current high-frequency generator has an additional advantage, since high-frequency oscillations of small amplitude, made by an inertial mass, enhance its response to a change in the position of the receiver body as a result of external influences.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого сейсмоприемника создают очевидный положительный эффект, заключающийся в повышении чувствительности и эксплуатационной надежности, обеспечении возможности метрологического контроля и многокомпонентности измерений без увеличения габаритов прибора. Thus, the distinctive features of the proposed seismic receiver create an obvious positive effect, which consists in increasing the sensitivity and operational reliability, providing the possibility of metrological control and multicomponent measurements without increasing the dimensions of the device.

Claims (2)

1. Многокомпонентный сейсмоприемник, содержащий полый цилиндрический корпус, герметически закрытый с торцов крышками, пьезоэлементы, смонтированные на крышках внутри корпуса, и цилиндрическую инерционную массу, размещенную между пьезоэлементами, отличающийся тем, что пьезоэлементы выполнены в виде предварительно деформированных поджатых крышками сфер, установленных в специальных гнездах на крышках и ориентированных симметрично относительно продольной оси так, что каждый из верхних пьезоэлементов имеет парный, расположенный соосно с ним по вертикали нижний пьезоэлемент, причем торцевые части инерционной массы имеют форму усеченных конусов, образующие поверхности которых взаимодействуют с пьезоэлементами, а крышки снабжены упорами, ограничивающими перемещения инерционной массы по вертикали, при этом наружные токопроводящие обкладки всех пьезоэлементов заземлены, а внутренние имеют выводы через технологические отверстия для подключения парных пьезоэлементов на вход дифференциальных усилителей. 1. A multicomponent seismic receiver containing a hollow cylindrical body hermetically sealed at the ends of the caps, piezoelectric elements mounted on the covers inside the body, and a cylindrical inertial mass placed between the piezoelectric elements, characterized in that the piezoelectric elements are made in the form of pre-deformed pressed caps of spheres installed in special nests on the covers and oriented symmetrically with respect to the longitudinal axis so that each of the upper piezoelectric elements has a pair located coaxially vertically the lower piezoelectric element, and the end parts of the inertial mass have the form of truncated cones, the forming surfaces of which interact with the piezoelectric elements, and the covers are equipped with stops restricting the vertical movement of the inertial mass, while the external conductive plates of all piezoelectric elements are grounded, and the internal ones have conclusions through technological holes for connecting paired piezoelectric elements to the input of differential amplifiers. 2. Сейсмоприемник по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен из немагнитного материала и имеет снаружи проточку, в которой уложены витки обмотки, изолированные герметиком, причем основная большая часть обмотки периодически подключается к источнику переменного тока заданной частоты и силы, а другая меньшая постоянно подключена к слаботочному генератору высокой частоты. 2. The seismic receiver according to claim 1, characterized in that the housing is made of non-magnetic material and has an outside groove in which the windings insulated with a sealant are laid, and the main majority of the winding is periodically connected to an alternating current source of a given frequency and force, and the other smaller permanently connected to a low-current high-frequency generator.
RU94037402A 1994-09-30 1994-09-30 Multicomponent geophone RU2084003C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94037402A RU2084003C1 (en) 1994-09-30 1994-09-30 Multicomponent geophone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94037402A RU2084003C1 (en) 1994-09-30 1994-09-30 Multicomponent geophone

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94037402A RU94037402A (en) 1997-01-10
RU2084003C1 true RU2084003C1 (en) 1997-07-10

Family

ID=20161315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94037402A RU2084003C1 (en) 1994-09-30 1994-09-30 Multicomponent geophone

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2084003C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2663091C2 (en) * 2014-03-14 2018-08-01 Бп Эксплорейшн Оперейтинг Компани Лимитед Seismic sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 898365, кл. G 01 V 1/16, 1982. 2. Авторское свидетельство СССР N 1603324, кл. G 01 V 1/16, 1990. 3. Авторское свидетельство СССР N 1492333, кл. G 01 V 1/16, 1989. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2663091C2 (en) * 2014-03-14 2018-08-01 Бп Эксплорейшн Оперейтинг Компани Лимитед Seismic sensor
US10139506B2 (en) 2014-03-14 2018-11-27 Bp Exploration Operating Company Limited Seismic sensor
US11016207B2 (en) 2014-03-14 2021-05-25 Bp Exploration Operating Company Limited Seismic sensor

Also Published As

Publication number Publication date
RU94037402A (en) 1997-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6575033B1 (en) Highly sensitive accelerometer
US4163206A (en) Apparatus and method for seismic wave detection
US2714672A (en) Accelerometer
US7673515B2 (en) Vibration sensor
US2650991A (en) Accelerometer
US3709042A (en) Capacitance accelerometer
US3953829A (en) Partially filled fluid damped geophone
US4791617A (en) Motion sensing device
US3461730A (en) Accelerometer
US4447755A (en) Piezoelectric transducer accelerometer
RU2084003C1 (en) Multicomponent geophone
US2717369A (en) Pressure-sensitive deep well seismograph detector
US3506857A (en) Compressive mode piezoelectric transducer with isolation of mounting base strains from the signal producing means thereof
US4015233A (en) Pressure sensor of low sensitivity with respect to acceleration
US3070996A (en) Mechanical impedance meter
US3281768A (en) Method and cardioid system comprising pressure sensor means with output compensated displacement or acceleration sensor
US2913701A (en) Electrodynamic transducers for vibrations transmitted through solids
EP3168652B1 (en) Hermetically sealed hydrophones with very low acceleration sensitivity
US4198867A (en) Temperature compensating means for pressure measuring apparatus
RU1394954C (en) Seismic oscillations receiver
SU1120262A1 (en) Piezoelectric seismometer
SU964549A1 (en) Piezoelectric acceleration transducer
RU5264U1 (en) SEISMIC RECEIVER
RU2060506C1 (en) Differential accelerometer
RU2119179C1 (en) Seismograph

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081001