RU2328017C1 - Mobile device for seismic wave excitation - Google Patents
Mobile device for seismic wave excitation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2328017C1 RU2328017C1 RU2006147364/28A RU2006147364A RU2328017C1 RU 2328017 C1 RU2328017 C1 RU 2328017C1 RU 2006147364/28 A RU2006147364/28 A RU 2006147364/28A RU 2006147364 A RU2006147364 A RU 2006147364A RU 2328017 C1 RU2328017 C1 RU 2328017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- lever
- fixed axis
- shock mass
- mass
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сейсморазведки, в частности к передвижным средствам возбуждения в грунте сейсмических волн.The invention relates to the field of seismic exploration, in particular to mobile means of excitation in the ground of seismic waves.
Известно устройство для возбуждения сейсмических волн, включающее жесткий излучающий блок (плиту) заданной массы, соединенный с подъемно-сбрасывающим механизмом с заданной высотой подъема (Шнеерсон М.Б., Майоров В.В. Наземная сейсморазведка. - М.: Недра, 1988, - с.71-74).A device for exciting seismic waves, including a hard radiating unit (plate) of a given mass, connected to a lifting and dropping mechanism with a given height of rise (Schneerson MB, Mayorov VV Ground seismic exploration. - M .: Nedra, 1988, - p. 71-74).
Рассматриваемое устройство нашло широкое применение в сейсморазведке благодаря исключительной простоте и большой мощности.The device in question has found wide application in seismic exploration due to its exceptional simplicity and high power.
Данное устройство эффективно для возбуждения продольных Р-волн, менее эффективно для возбуждения поперечных SV-волн, поляризованных в вертикальной плоскости, и не обладает свойством возбуждения поперечных SH-волн, поляризованных в горизонтальной плоскости и более информативных в сейсморазведке по сравнению с SV-волнами.This device is effective for excitation of longitudinal P-waves, less effective for excitation of transverse SV waves polarized in a vertical plane, and does not possess the property of excitation of transverse SH waves polarized in a horizontal plane and more informative in seismic exploration in comparison with SV waves.
Наиболее близким аналогом является передвижное устройство для возбуждения в грунте поперечных сейсмических волн, содержащее ударную массу, закрепленную на конце рычага, подвешенного противоположным концом с возможностью поворота вокруг неподвижной оси на платформе, установленной на транспортном средстве с возможностью поворота вокруг него, и средство приведения в действие, подвижный силовой элемент (шток силового цилиндра) которого связан с рычагом посредством гибкого тягового элемента (цепи), при этом на платформе со стороны, противоположной ударной массе, размещен противовес (Патент СССР №1445564, МПК G01V 1/053, 15.12.1988).The closest analogue is a mobile device for the excitation of transverse seismic waves in the soil, containing the shock mass, mounted on the end of a lever suspended from the opposite end with the possibility of rotation around a fixed axis on a platform mounted on a vehicle with the possibility of rotation around it, and means for actuating , the movable power element (rod of the power cylinder) which is connected to the lever by means of a flexible traction element (chain), while on the platform from the side, against to the opposite shock mass, a counterweight is placed (USSR Patent No. 1445564, IPC G01V 1/053, 12/15/1988).
Это устройство является наиболее эффективным для возбуждения поперечных SH-волн, однако оно неэффективно для возбуждения продольных Р-волн, что является его недостатком.This device is most effective for excitation of transverse SH-waves, however, it is inefficient for excitation of longitudinal P-waves, which is its disadvantage.
К недостаткам следует также отнести то, что передача сейсмического импульса в грунт происходит через излучающий элемент, прижатый к грунту средством прижима, суммарная масса которых поглощает значительную часть кинетической энергии, накопленной ударной массой в процессе ее свободного падения, вследствие чего уменьшается энергия сейсмического импульса в грунте.The disadvantages also include the fact that the seismic pulse is transmitted to the soil through a radiating element pressed to the soil by means of a clamp, the total mass of which absorbs a significant part of the kinetic energy accumulated by the shock mass in the process of its free fall, as a result of which the energy of the seismic pulse in the soil decreases .
Кроме того, система излучающий элемент - прижим слишком сложна конструктивно, что является причиной снижения производительности работы по возбуждению волн во множестве пунктов поверхности грунта.In addition, the system of the radiating element - the clamp is too complex structurally, which is the reason for the decrease in the productivity of the work of exciting waves at many points on the surface of the soil.
Задача изобретения состоит в расширении технических возможностей передвижного устройства для возбуждения сейсмических волн, его упрощении с одновременным повышением его сейсмической эффективности и производительности.The objective of the invention is to expand the technical capabilities of a mobile device for exciting seismic waves, its simplification while increasing its seismic efficiency and productivity.
Задача решается тем, в известном передвижном устройстве для возбуждения в грунте сейсмических волн, содержащем ударную массу, закрепленную на конце рычага, подвешенного противоположным концом с возможностью поворота вокруг неподвижной оси на платформе, установленной на транспортном средстве с возможностью поворота вокруг него, средство приведения в действие, подвижный силовой элемент которого связан с рычагом посредством гибкого тягового элемента, и противовес, размещенный на платформе со стороны, противоположной ударной массе, согласно изобретению устройство снабжено мачтой, на которой закреплена неподвижная ось, при этом мачта установлена на платформе с возможностью изменения расстояния до поверхности грунта посредством подъемного устройства, установленного на транспортном средстве, причем расстояние от неподвижной оси до основания ударной массы превышает расстояние от неподвижной оси до поверхности грунта, а ударная масса снабжена ребрами, расположенными под ее основанием, выполнена в виде излучающего элемента и соединена с рычагом посредством фрикционного шарнира.The problem is solved by the fact that in the known mobile device for exciting seismic waves in the soil, containing shock mass, mounted on the end of a lever suspended from the opposite end with the possibility of rotation around a fixed axis on a platform mounted on a vehicle with the possibility of rotation around it, means for actuating , the movable power element of which is connected to the lever by means of a flexible traction element, and a counterweight placed on the platform from the side opposite to the shock mass, as As per the invention, the device is equipped with a mast on which the fixed axis is fixed, while the mast is mounted on the platform with the possibility of changing the distance to the soil surface by means of a lifting device mounted on the vehicle, the distance from the fixed axis to the base of the shock mass exceeds the distance from the fixed axis to the surface soil, and the shock mass is equipped with ribs located under its base, made in the form of a radiating element and connected to the lever by means of a friction hinge.
Сущность изобретения состоит в том, что если расстояние от неподвижной оси до поверхности грунта меньше, чем до основания ударной массы, то в момент соударения ударной массы с грунтом направление вектора силы удара не совпадает с направлением нормали к поверхности грунта, вследствие чего вектор силы удара Р разлагается на нормальную Рн и тангенциальную Рт составляющие, первая из которых (нормальная) обеспечивает возбуждение продольной Р-волны (волны сжатия) с одновременным прижатием излучающего элемента (ударной массы) к грунту и погружение ребер в грунт, а вторая (тангенциальная) обеспечивает возбуждение поперечной SH-волны (волны сдвига), которая передается в грунт через погруженные в него ребра, расположенные под основанием ударной массы.The essence of the invention is that if the distance from the fixed axis to the soil surface is less than to the base of the shock mass, then at the moment of impact of the shock mass with the soil, the direction of the impact force vector does not coincide with the direction of the normal to the soil surface, as a result of which the impact force vector P decomposes into normal Pn and tangential Pt components, the first of which (normal) provides excitation of the longitudinal P-wave (compression wave) with simultaneous pressing of the radiating element (shock mass) to the ground and submerged edges in the ground, and the second (tangential) provides the excitation of the transverse SH-wave (shear wave), which is transmitted to the ground through the ribs immersed in it, located under the base of the shock mass.
Соединение ударной массы с рычагом посредством фрикционного шарнира обеспечивает прижатие к грунту ударной массы (излучающего элемента) всей поверхностью ее основания независимо от наклона поверхности грунта в месте соударения, а выполнение ударной массы в виде излучающего элемента обеспечивает передачу импульса силы в грунт без промежуточных инерционных масс, чем обеспечивается упрощение устройства, повышение его сейсмической эффективности и производительности работ.The connection of the shock mass with the lever by means of a friction hinge ensures that the shock mass (radiating element) is pressed to the ground with the entire surface of its base, regardless of the inclination of the soil surface at the impact site, and the execution of the shock mass in the form of a radiating element ensures the transmission of a force impulse to the ground without intermediate inertial masses, what provides the simplification of the device, increasing its seismic efficiency and productivity.
Расширение технических возможностей устройства обеспечивается тем, что оно способно возбуждать как продольные Р-волны, так и поперечные SH-волны, причем изменение соотношения энергии продольных и поперечных волн может производиться путем изменения расстояния от неподвижной оси до поверхности грунта: при увеличении этого расстояния увеличивается угол отклонения вектора силы от нормали к поверхности грунта, вследствие чего уменьшается величина его нормальной составляющей и, соответственно, уменьшается энергия продольных Р-волн и увеличивается величина тангенциальной составляющей и, соответственно, увеличивается энергия поперечных SH-волн.The expansion of the technical capabilities of the device is ensured by the fact that it is able to excite both longitudinal P-waves and transverse SH waves, and a change in the ratio of the energy of longitudinal and transverse waves can be made by changing the distance from the fixed axis to the soil surface: with an increase in this distance, the angle increases deviations of the force vector from the normal to the soil surface, as a result of which its normal component decreases and, accordingly, the energy of longitudinal P-waves decreases and The tangential component is magnified and, accordingly, the energy of transverse SH waves increases.
На чертеже схематически показан общий вид устройства.The drawing schematically shows a General view of the device.
Передвижное устройство включает транспортное средство 1, на котором установлено подъемное устройство 2, несущее основание 3 платформы 4. Платформа 4 соединена с основанием 3 посредством вала 5, зубчатого венца 6 и мотора 7. Мотор 7 снабжен зубчатым колесом 8 и жестко закреплен на основании 3. На платформе 4 жестко установлена мачта 9, на которой закреплена неподвижная ось 10, с которой соединен с возможностью поворота конец рычага 11, на противоположном конце которого закреплена ударная масса 12 посредством фрикционного шарнира, состоящего из двух, расположенных накрест, осей 13 и 14 и четырех зажимов 15 и 16. Ударная масса 12 снабжена ребрами 17, расположенными под ее основанием, рычаг 11 посредством гибкого тягового элемента 18, пропущенного через систему блоков 19, закрепленных на мачте 9, соединен с подвижным силовым элементом 20 любого известного средства приведения в действие 21. На платформе 4 со стороны, противоположной ударной массе 12, установлен противовес 22.The mobile device includes a vehicle 1 on which a lifting device 2 is mounted, supporting the base 3 of the platform 4. The platform 4 is connected to the base 3 by means of a shaft 5, a ring gear 6 and a motor 7. The motor 7 is equipped with a gear wheel 8 and is rigidly fixed to the base 3. A mast 9 is rigidly mounted on the platform 4, on which a fixed axis 10 is fixed, to which the end of the lever 11 is connected, which is rotatably connected, the shock mass 12 is fixed by means of a friction hinge, consisting of two, arranged axially, axes 13 and 14 and four clamps 15 and 16. The impact mass 12 is equipped with ribs 17 located under its base, the lever 11 by means of a flexible traction element 18, passed through a system of blocks 19, mounted on the mast 9, is connected to a movable power element 20 of any known means of actuation 21. On the platform 4 from the side opposite to the impact mass 12, a counterweight 22 is installed.
На чертеже стрелками показано разложение вектора силы удара Р на нормальную Рн и тангенциальную Рт составляющие.In the drawing, the arrows show the decomposition of the shock force vector P into normal pH and tangential PT components.
Работа устройстваDevice operation
Транспортное средство 1 перемещается к очередному пункту возбуждения волн и устанавливается в заданной ориентации относительно известной приемно-регистрирующей системы (не показана). Устройство переводится из транспортного положения, в котором рычаг 11, ударная масса 12 и противовес 22 расположены вдоль продольной оси транспортного средства, в рабочее положение путем приподнятия ударной массы 12 с транспортного средства 1 подвижным силовым элементом 20 средства приведения в действие 21 через гибкий тяговый элемент 18 и рычаг 11, с последующим поворотом на 90 градусов платформы 4 вокруг вала 5 мотором 7 с зубчатым колесом 8 через зубчатый венец 6. С помощью подъемного устройства 2 и основания 3 устанавливается заданная высота платформы 4 над поверхностью грунта, вследствие чего устанавливается заданное расстояние от неподвижной оси 10, закрепленной на мачте 9, до поверхности грунта. После перевода устройства в рабочее положение включается средство приведения в действие 21, которое своим подвижным силовым элементом 20 через гибкий тяговый элемент 18, пропущенный через систему блоков 19, закрепленных на мачте 9, поворачивает рычаг 11, поднимая ударную массу 12 над поверхностью грунта. После подъема ударной массы 12 на высоту, определяемую соотношением конструктивных параметров различных узлов устройства, подвижный силовой элемент 20 любым известным способом освобождается от силового привода (не показан) средства приведения в действие 21 и ударная масса 12, соединенная с концом рычага 11 под действием силы тяжести, описывая круговую траекторию вокруг неподвижной оси 10, свободно падает на грунт.Vehicle 1 moves to the next point of wave excitation and is installed in a predetermined orientation relative to the known receiving-recording system (not shown). The device is transferred from the transport position, in which the lever 11, the shock mass 12 and the counterweight 22 are located along the longitudinal axis of the vehicle, to the working position by lifting the shock mass 12 from the vehicle 1 by the movable force element 20 of the actuating means 21 through the flexible traction element 18 and a lever 11, followed by a 90-degree rotation of the platform 4 around the shaft 5 by the motor 7 with the gear 8 through the ring gear 6. Using the lifting device 2 and the base 3, the specified height of the boards is set ormy 4 above the ground, thereby established a predetermined distance from the fixed axis 10 fixed on the mast 9, to the ground surface. After transferring the device to the operating position, the actuation means 21 is turned on, which, through its flexible traction element 18, passed through a system of blocks 19 mounted on the mast 9, turns the lever 11 by raising the shock mass 12 above the ground surface. After raising the shock mass 12 to a height determined by the ratio of the structural parameters of the various nodes of the device, the movable power element 20 is freed from the power drive (not shown) of the actuating means 21 in any known manner and the impact mass 12 connected to the end of the lever 11 under the action of gravity , describing a circular path around a fixed axis 10, freely falls to the ground.
При первом соударении с грунтом под действием инерционных сил, преодолевая силы трения между осями 13 и 14 и зажимами 15 и 16 фрикционного шарнира, ударная масса 12 поворачивается так, чтобы ее основание полностью прилегало к поверхности грунта, при следующем за соударением подъеме ударной массы 12 ее положение относительно рычага 11 фиксируется силами трения во фрикционном шарнире, поэтому при всех последующих падениях ударной массы соударение ее с грунтом происходит одновременно всеми ребрами 17, при этом если поверхность соударения деформируется неравномерно, ударная масса 12 в процессе каждого соударения поворачивается, отслеживая неравномерность. В результате выполнения двух-трех предварительных ударов ребра 17 погружаются в грунт и сила каждого последующего удара разлагается на нормальную Рн и тангенциальную Рт составляющие, возбуждая одновременно продольные и поперечные сейсмические волны. При безостановочной работе средства приведения в действие 21 производится запись заданного количества сейсмограмм, которые суммируются в регистрирующей системе после совмещения моментов ударов, после чего ударная масса 12 приподнимается, платформа 4 поворачивается на 180 градусов и описанный выше набор операций повторяется.At the first collision with the ground under the action of inertial forces, overcoming the friction forces between the axes 13 and 14 and the clamps 15 and 16 of the friction joint, the impact mass 12 is rotated so that its base is completely adjacent to the ground surface, the next time after the impact the lifting of the impact mass 12 the position relative to the lever 11 is fixed by the forces of friction in the friction hinge, therefore, for all subsequent drops in the shock mass, its impact with the soil occurs simultaneously with all the ribs 17, while if the impact surface is deformed etsya unevenly striking mass 12 during each collision turns tracking unevenness. As a result of two or three preliminary impacts, the ribs 17 are immersed in the ground and the force of each subsequent impact decomposes into normal Pn and tangential Pt components, simultaneously exciting longitudinal and transverse seismic waves. During non-stop operation of the actuation means 21, a predetermined number of seismograms are recorded, which are summed up in the recording system after combining the moments of impacts, after which the impact mass 12 is lifted, platform 4 is rotated 180 degrees and the set of operations described above is repeated.
Для выделения продольных волн и подавления поперечных получают сумму двух описанных выше суммарных сейсмограмм, а для выделения поперечных и подавления продольных получают разность тех же суммарных сейсмограмм.To isolate longitudinal waves and suppress transverse ones, the sum of two summarized seismograms described above is obtained, and to isolate transverse and suppress transverse waves, the difference of the same total seismograms is obtained.
По завершении работы на пункте возбуждения, устройство переводится в транспортное положение и передвигается на следующий пункт возбуждения.Upon completion of work at the point of excitation, the device is transferred to the transport position and moves to the next point of excitation.
ПримерExample
В устройстве ударная масса выполнена в виде излучающей плиты весом до 150 кг, снабженной ребрами под основанием. В качестве транспортного средства используется четырехколесная тележка грузоподъемностью не менее 400 кг. Конструкция мачты и подъемного устройства обеспечивает размещение неподвижной оси на расстоянии 1,5-1,8 м от поверхности грунта, конструкция рычага обеспечивает расстояние от неподвижной оси до основания ударной массы 2,1 м. При таких параметрах устройства угол между направлением нормали к поверхности грунта и направлением вектора силы удара может изменяться в пределах от 45 до 60 градусов.In the device, the shock mass is made in the form of a radiating plate weighing up to 150 kg, equipped with ribs under the base. As a vehicle, a four-wheeled trolley with a carrying capacity of at least 400 kg is used. The design of the mast and the lifting device provides the placement of the fixed axis at a distance of 1.5-1.8 m from the ground surface, the design of the lever provides a distance from the fixed axis to the base of the shock mass of 2.1 m. With these parameters of the device, the angle between the direction of the normal to the ground surface and the direction of the impact force vector can vary from 45 to 60 degrees.
Конструкция устройства обеспечивает поворот рычага от нижнего до верхнего положения ударной массы на 90 градусов, что соответствует подъему ударной массы на высоту от 2,85 до 3,00 м.The design of the device provides a rotation of the lever from the lower to the upper position of the shock mass by 90 degrees, which corresponds to the rise of the shock mass to a height of 2.85 to 3.00 m.
Экспериментально установлено, что при свободном падении с такой высоты в момент соударения с поверхностью грунта ударная масса испытывает отрицательное ускорение величиной в 100 g и при весе ударной массы 150 кг величина вектора силы удара составляет 15000 кг, а величина нормальной и тангенциальной составляющих при ударе под углом 45 градусов составит 10714 кг, что достаточно, например, для малоглубинной сейсморазведки.It has been experimentally established that in the case of free fall from such a height at the moment of impact with the soil surface, the shock mass experiences negative acceleration of 100 g and, with a mass of 150 kg, the impact force vector is 15000 kg, and the normal and tangential components are impacted at an angle 45 degrees will be 10714 kg, which is enough, for example, for shallow seismic exploration.
Применение предлагаемого устройства позволит реализовать многоволновую сейсморазведку в едином производственном процессе.The application of the proposed device will allow the implementation of multi-wave seismic in a single production process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006147364/28A RU2328017C1 (en) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Mobile device for seismic wave excitation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006147364/28A RU2328017C1 (en) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Mobile device for seismic wave excitation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2328017C1 true RU2328017C1 (en) | 2008-06-27 |
Family
ID=39680204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006147364/28A RU2328017C1 (en) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Mobile device for seismic wave excitation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2328017C1 (en) |
-
2006
- 2006-12-29 RU RU2006147364/28A patent/RU2328017C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1175364A3 (en) | Device for exciting transverse seismic waves in ground | |
| US5117925A (en) | Shock absorbing apparatus and method for a vibratory pile driving machine | |
| CN102621013B (en) | Dynamic performance test macro | |
| CN104635257A (en) | Shallow seismic exploration source instrument | |
| US7395897B2 (en) | Accelerated weight drop configurable for use as a shear wave seismic energy source and a method of operation thereof | |
| RU2328017C1 (en) | Mobile device for seismic wave excitation | |
| US5483026A (en) | Rotary seismic shear-wave source | |
| CN110514537B (en) | Drop hammer impact test device | |
| EP0142198B1 (en) | Method and device for the compaction of soil | |
| CN204422767U (en) | A kind of hook releasing mechanism | |
| CN101250848A (en) | Agitation type pavement deflection tester | |
| CN204389699U (en) | A kind of shallow layer earthquake focus exploration instrument | |
| CN108176583B (en) | Adjustable multilayer precision vibration screening device | |
| CN213651571U (en) | Lifting machine with ultrasonic automatic depth measurement function for coal mine | |
| CN104635256A (en) | Hook release mechanism | |
| CN210181234U (en) | Vehicular falls to ground hammer seismic exploration focus | |
| CN212623118U (en) | Portable earthquake focus vehicle | |
| US4850451A (en) | Device for generating in the ground both transverse and longitudinal acoustic waves in a plurality of different directions | |
| CN218956821U (en) | Automatic heavy hammer excitation source device for seismic exploration | |
| RU2179324C1 (en) | Source of seismic waves | |
| CN220184015U (en) | Vibrating pile hammer | |
| CN117104903B (en) | Loader pickup device with shake function | |
| JPS5941242Y2 (en) | Rubble foundation compaction and leveling equipment | |
| CN213326413U (en) | Truss and crane device with personnel's cage wireless range finding function | |
| CN217820899U (en) | Artificial seismic source device for geophysical exploration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111230 |