RU2467357C1 - Ground-based non-explosive pulsed seismic vibrator - Google Patents
Ground-based non-explosive pulsed seismic vibrator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467357C1 RU2467357C1 RU2011132776/28A RU2011132776A RU2467357C1 RU 2467357 C1 RU2467357 C1 RU 2467357C1 RU 2011132776/28 A RU2011132776/28 A RU 2011132776/28A RU 2011132776 A RU2011132776 A RU 2011132776A RU 2467357 C1 RU2467357 C1 RU 2467357C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- seismic
- load
- ground
- force
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к невзрывным наземным импульсным источникам сейсмических волн, применяемых при проведении сейсморазведочных работ.The invention relates to non-explosive terrestrial pulsed sources of seismic waves used in seismic surveys.
Известен сейсмоисточник невзрывного типа (Ивашин В.В., Иванников Н.А. Импульсные электромагнитные сейсмоисточники: особенности и перспективы совершенствования. Журнал «Приборы и системы разведочной геофизики», №2, 2005, с.9-14), содержащий жесткую плиту-излучатель, опертый на нее пригруз и электромагнитный двигатель, магнитопровод индуктора которого с обмоткой возбуждения закреплен на пригрузе, а якорь двигателя оперт на плиту через стойки и отделен от магнитопровода индуктора воздушным зазором. При подаче в обмотку возбуждения импульса тока между якорем и магнитопроводом индуктора возникает сила, передаваемая через стойки на плиту. Плита под действием этой силы смещается в направлении грунта, при этом происходит деформация грунта и в нем формируется сейсмическая волна. Магнитопровод индуктора под действием силы двигателя ускоряется вверх, в результате зазор между магнитопроводом индуктора и якорем выбирается. В момент выбора зазора действие силы на плиту прекращается, а ускоренный пригруз с магнитопроводом индуктора и якорем перемещаются в поле силы тяжести на некоторую высоту, определяемую скоростью пригруза в момент выбора зазора.Known seismic source of non-explosive type (Ivashin V.V., Ivannikov N.A. Pulse electromagnetic seismic sources: features and prospects for improvement. The journal "Instruments and systems for exploration geophysics", No. 2, 2005, S. 9-14), containing a rigid plate a radiator supported by a load and an electromagnetic motor, the inductor magnetic circuit with an excitation winding is fixed to the load, and the motor armature is supported on the plate through the racks and is separated from the inductor magnetic circuit by an air gap. When a current pulse is applied to the excitation winding between the armature and the inductor magnetic circuit, a force arises transmitted through the racks to the plate. The plate under the action of this force is shifted in the direction of the soil, while the soil is deformed and a seismic wave is formed in it. The magnetic circuit of the inductor is accelerated upward by the force of the motor, as a result, the gap between the magnetic circuit of the inductor and the armature is selected. At the moment of choosing the gap, the force on the plate ceases, and the accelerated load with the magnetic circuit of the inductor and the armature moves in the field of gravity to a certain height, determined by the speed of the load at the moment of choosing the gap.
Поскольку грунт является средой, имеющей упругие свойства, после фазы сжатия грунта наступает фаза его разжатия, в течение которой плита под действием упругих сил грунта ускоряется вверх. В результате этого грунт разжимается и плита, получив при разжатии грунта значительную скорость, «подлетает» над грунтом и затем падает на грунт, что приводит к созданию сейсмической волны-помехи, снижающей качество выполняемых сейсморазведочных работ.Since the soil is a medium with elastic properties, after the compression phase of the soil, its decompression phase begins, during which the plate is accelerated upward by the action of the elastic forces of the soil. As a result of this, the soil is unclenched and the slab, having gained significant speed when unclenching the soil, “flies” above the soil and then falls to the ground, which leads to the creation of a seismic interference wave, which reduces the quality of seismic surveys.
Известен (прототип) невзрывной сейсмоисточник с импульсным двигателем индукционно-динамического типа (Патент РФ №2369883, БИ №28, 2009 г.), содержащий жесткую плиту-излучатель, опертый на него пригруз и импульсный двигатель, установленный с возможностью создания силы между плитой и пригрузом. При работе такого сейсмоисточника, как и в случае сейсмоисточника, принятого за аналог, под действием силы плита деформирует грунт, а пригруз ускоряется вверх. За фазой сжатия грунта следует фаза его разжатия и перемещение («подскок») плиты выше уровня ее исходного положения на грунте и затем происходит повторное воздействие плиты на грунт, создающее волну-помеху, что снижает сейсмическую эффективность сейсмоисточника и качество выполнения сейсморазведочных работ.A known (prototype) non-explosive seismic source with a pulse induction-dynamic type motor (RF Patent No. 2369883, BI No. 28, 2009), comprising a rigid emitter plate, a load supported on it and a pulse motor installed with the possibility of generating force between the plate and by load. During the operation of such a seismic source, as in the case of a seismic source adopted as an analog, under the action of force, the plate deforms the soil, and the load accelerates upward. The phase of soil compression is followed by the phase of its decompression and movement (“bounce”) of the plate above the level of its initial position on the ground, and then the plate is re-exposed to the soil, creating a disturbance wave, which reduces the seismic efficiency of the seismic source and the quality of seismic survey work.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении сейсмической эффективности сейсмоисточника. Технический результат предложенного решения состоит в уменьшении скорости перемещения плиты после момента рабочего цикла сжатия ею грунта и интенсивности создаваемой сейсмической волны-помехи.The problem to which the invention is directed, is to increase the seismic efficiency of the seismic source. The technical result of the proposed solution is to reduce the speed of movement of the plate after the moment of the working cycle of compression of the soil and the intensity of the generated seismic interference wave.
Упомянутая задача и технический результат достигаются тем, что предложенное техническое решение содержит жесткую плиту-излучатель, опертый на нее первый пригруз, импульсный двигатель с возможностью приложения создаваемой им силы между плитой-излучателем и первым пригрузом, а на плиту-излучатель оперт второй пригруз.The mentioned task and the technical result are achieved by the fact that the proposed technical solution comprises a rigid emitter plate supported on it by the first load, a pulse motor with the possibility of applying the force it creates between the emitter plate and the first load, and the second load is supported on the emitter plate.
Изобретение снабжено иллюстрациями:The invention is illustrated by:
Фиг.1 - конструктивная схема предложенного сейсмоисточника;Figure 1 - structural diagram of the proposed seismic source;
Фиг.2 - графики изменения прилагаемой к плите-излучателю силы, скорости и перемещения плиты;Figure 2 - graphs of changes applied to the plate-emitter force, speed and movement of the plate;
Фиг.3 - конструктивное выполнение второго пригруза;Figure 3 - structural embodiment of the second load;
Фиг.4 - конструктивное выполнение сейсмоисточника с импульсным двигателем электромагнитного типа;Figure 4 - structural embodiment of a seismic source with a pulsed motor of electromagnetic type;
Фиг.5 - конструктивное выполнение сейсмоисточника с импульсным двигателем индукционно-динамического типа.Figure 5 - structural design of a seismic source with a pulsed motor of the induction-dynamic type.
Сейсмоисточник (фиг.1) содержит плиту-излучатель 1, опертый на плиту первый пригруз 2, источник 3 импульсной силы и опертый на плиту второй пригруз 4.The seismic source (figure 1) contains a plate-
Сейсмоисточник работает следующим образом. При действии импульсной силы 5 (фиг.2) пригруз 2 ускоряется вверх, а плита 1 - вниз. Скорость 6 смещения плиты 1 за время t1 действия силы 5 увеличивается, преодолевая силу реакции грунта, нарастающую по мере смещения 7 плиты. На интервале времени от t1 до t2 скорость 6 смещения плиты уменьшается до нуля, а полученная от источника силы 5 кинетическая энергия плиты 1 преобразуется в энергию упругой деформации грунта и частично выделяется в виде энергии, затраченной на неупругие деформации грунта и энергию излучаемой сейсмической волны, интенсивность которой пропорциональна квадрату скорости 6 смещения (нагружения) грунта плитой 1. Возврат плиты 1 в исходное положение на интервале времени от t2 до t3 (стадия разжатия грунта) происходит при увеличении скорости 6 смещения плиты. В момент времени t3 происходит ударное взаимодействие плиты 1 со вторым пригрузом 4. При неупругом взаимодействии двух масс послеударная скорость плиты снижается. Например, при равенстве масс плиты 1 и второго пригруза 4 она уменьшится вдвое, а половина кинетической энергии плиты 1 в процессе удара выделится в тепловую энергию. Уменьшение скорости Δt плиты 1 при ударе приводит к уменьшению скорости изменения деформации грунта и соответственно интенсивности волны-помехи, излучаемой при t больше t3.The seismic source works as follows. Under the action of the pulsed force 5 (figure 2), the
Характер ударного взаимодействия в момент t3 плиты 1 и второго пригруза 4 определяется значением коэффициента восстановления, для уменьшения которого второй пригруз (фиг.3) может быть выполнен в виде короба 8 с полостью 9, частично заполненной металлическими кусочками 10 шаровидной формы весом от 1 до 3 г. При ударе плиты 1 о корпус 8 на кусочки 10, помещенные в его полости, действует часть ударного механического импульса, поэтому кусочки ускоряются вверх, воздействуют (трутся) друг с другом и с поверхностью полости короба 8, что приводит к снижению коэффициента восстановления за счет выделения потерь при движении кусочков 10.The nature of the impact interaction at time t 3 of the plate 1 and the
Второй пригруз 4 может быть выполнен распределенным по периметру плиты 1 или в виде отдельных секций, размещенных на поверхности плиты. Короб 8 второго пригруза 4 может быть выполнен из материала с небольшим удельным весом, например из алюминиевого сплава, пластика и т.д. Основное влияние на снижение скорости движения плиты 1 в процессе ее ударного взаимодействия со вторым пригрузом 4 оказывает масса помещенного в коробе сыпучего материала 10.The
Импульсный двигатель 3 (фиг.1), создающий силовое воздействие между плитой-излучателем 1 и первым пригрузом 2, в зависимости от особенностей применения сейсмоисточника может быть выполнен гидравлическим, пневматическим, электрическим или иного типа.The pulse engine 3 (Fig. 1), which creates a force effect between the
Особенности сейсмоисточника по фиг.1 для случая применения в нем двигателя электромагнитного типа показаны на конструктивной схеме фиг.4. Плита 1 выполнена со стойками 11, на которые опирается якорь 12 двигателя 3, магнитопровод 13 индуктора которого закреплен с обмоткой возбуждения 14 на первом пригрузе 2, опертом посредством его стоек 15 на плиту-излучатель 1. Второй пригруз 4 помещен на плите 1 между стойками 15 первого пригруза. Индуктор 13 двигателя и его якорь 12 отделены друг от друга рабочим воздушным зазором.Features of the seismic source in figure 1 for the case of using an electromagnetic type motor in it are shown in the structural diagram of figure 4. The
При подаче импульса тока в обмотку возбуждения 14 между магнитопроводом якоря 12 и магнитопроводом 13 индуктора двигателя 3 создается импульс силы 5 (фиг.2). Через стойки 11 сила 5 действует на плиту 1, которая под действием этой силы смещается в направлении грунта и создает его деформацию 7. Эта же сила 5 ускоряет пригруз 3 вверх в течение времени от t0 до t1 выбора зазора между якорем 12 и индуктором 13 двигателя 3. Момент времени t1 выбора зазора соответствует длительности импульса силы 5. К моменту времени t3 завершаются фаза сжатия грунта (время от t0 до t1) и фаза его разжатия (время от t2 до t3). В момент времени t3 происходит удар плиты 1 о второй пригруз 4, в результате которого скорость 6 плиты 1 и ее кинетическая энергия уменьшаются, что приводит к уменьшению перемещения плиты вверх над ее первоначальным положением при t0 и интенсивности создаваемой при t больше t3 сейсмоисточником сейсмической волны. Для снижения коэффициента восстановления при ударе плиты 1 о второй пригруз 4 он может быть выполнен с полостью внутри, в которую помещены, например, кусочки материала.When applying a current pulse to the excitation winding 14 between the magnetic circuit of the
Предложенное техническое решение (фиг.1) может быть применено при создании наземных сейсмоисточников с индукционно-динамическим двигателем (фиг.5), применение которого позволяет существенно уменьшить вес сейсмоисточников и расширить возможности их применения в труднодоступных для проведения сейсморазведочных работ горных или заболоченных участках местности и т.д.The proposed technical solution (Fig. 1) can be used to create ground-based seismic sources with an induction-dynamic motor (Fig. 5), the use of which can significantly reduce the weight of seismic sources and expand the possibilities of their use in mountainous or marshy areas that are difficult to conduct seismic exploration and etc.
Сейсмоисточник (фиг.5) содержит излучающую плиту 1, опертый на нее первый пригруз 2, в состав которого входит пригрузочная масса 15 и скрепленные с ней немагнитная плита 16 из неэлектропроводного материала. Импульсный индукционно-динамический двигатель 3 содержит обмотку возбуждения 17, помещенную в пазу плиты 16, и якорь двигателя в виде закрепленной на плите 1 пластины 18 из материала высокой электропроводности, например меди. Второй пригруз 4 оперт на плиту 1.The seismic source (Fig. 5) contains a radiating
При подаче в катушку возбуждения 17 импульса тока в прилегающей к ней пластине 18 индуктируется ток и между катушкой возбуждения 17 и пластиной 18 создается импульс силы 5. При этом плита 1 перемещается в направлении грунта со скоростью 6 (фиг.2), обеспечивая создание деформации 7 грунта и формирование сейсмической волны. Первый пригруз 2 под действием силы 5 ускоряется вверх в поле силы тяжести. В момент времени t3 плита 1 со скоростью 6 возвращается в исходное положение и происходит ее ударное взаимодействие со вторым пригрузом 4. При этом часть кинетической энергии плиты 1 выделяется в тепловую энергию, а скорость плиты 1 уменьшается, что приводит к уменьшению излучения сейсмической энергии волны-помехи при t больше t3 и повышению эффективности работы сейсмоисточника.When a current pulse is supplied to the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011132776/28A RU2467357C1 (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Ground-based non-explosive pulsed seismic vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011132776/28A RU2467357C1 (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Ground-based non-explosive pulsed seismic vibrator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2467357C1 true RU2467357C1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011132776/28A RU2467357C1 (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Ground-based non-explosive pulsed seismic vibrator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2467357C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2216753C2 (en) * | 2001-12-28 | 2003-11-20 | Акционерное общество закрытого типа Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "ГЕОСЕЙС" | Electromagnetic source of seismic waves |
RU2242027C1 (en) * | 2003-10-09 | 2004-12-10 | Ивашин Виктор Васильевич | Nonexplosive source of seismic vibration with electromagnet drive |
RU2265234C1 (en) * | 2005-01-19 | 2005-11-27 | Ивашин Виктор Васильевич | Method for determining deformation of soil by emitting panel - antenna of pulse seismic source with electromagnetic drive |
RU2369883C1 (en) * | 2008-04-11 | 2009-10-10 | Виктор Васильевич Ивашин | Pulse non-explosive surface seismic source |
RU2381528C2 (en) * | 2007-08-28 | 2010-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Газпром геофизика" ОАО "Газпром" | Method of generating seismic waves and device to this end |
US20100149922A1 (en) * | 2007-09-17 | 2010-06-17 | Ion Geophysical Corporation | Apparatus for Generating Seismic Signals Having Distinguishing Signatures |
-
2011
- 2011-08-03 RU RU2011132776/28A patent/RU2467357C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2216753C2 (en) * | 2001-12-28 | 2003-11-20 | Акционерное общество закрытого типа Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "ГЕОСЕЙС" | Electromagnetic source of seismic waves |
RU2242027C1 (en) * | 2003-10-09 | 2004-12-10 | Ивашин Виктор Васильевич | Nonexplosive source of seismic vibration with electromagnet drive |
RU2265234C1 (en) * | 2005-01-19 | 2005-11-27 | Ивашин Виктор Васильевич | Method for determining deformation of soil by emitting panel - antenna of pulse seismic source with electromagnetic drive |
RU2381528C2 (en) * | 2007-08-28 | 2010-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Газпром геофизика" ОАО "Газпром" | Method of generating seismic waves and device to this end |
US20100149922A1 (en) * | 2007-09-17 | 2010-06-17 | Ion Geophysical Corporation | Apparatus for Generating Seismic Signals Having Distinguishing Signatures |
RU2369883C1 (en) * | 2008-04-11 | 2009-10-10 | Виктор Васильевич Ивашин | Pulse non-explosive surface seismic source |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Evidence of EIT and Moreton waves in numerical simulations | |
RU2369883C1 (en) | Pulse non-explosive surface seismic source | |
Fisher et al. | Global forces in eruptive solar flares: The Lorentz force acting on the solar atmosphere and the solar interior | |
US7639567B2 (en) | Generating seismic vibrator signals | |
Donea | Seismic transients from flares in solar cycle 23 | |
US8228762B2 (en) | Magnetic mass-lift impulsive seismic energy source including attracting and repulsing electromagnets | |
EP2513673B1 (en) | Magnetic mass-lift impulsive seismic energy source | |
Lembège et al. | Formation of reflected electron bursts by the nonstationarity and nonuniformity of a collisionless shock front | |
Simonov et al. | New conception of an electromagnetic drive for a vibration source in hole | |
Bolyukh et al. | Influence of the Form of Pulse of Excitation on the Speed and Power Parameters of the Linear Pulse Electromechanical Converter of the Induction Type | |
RU2467357C1 (en) | Ground-based non-explosive pulsed seismic vibrator | |
US5969297A (en) | Pulse generator powered vibrator | |
RU2457512C1 (en) | Pulsed electromagnetic source of seismic shear waves (versions) | |
US3302744A (en) | Electro-magnetic acceleration method of increasing impact of dropped body and apparatus therefor | |
RU2242027C1 (en) | Nonexplosive source of seismic vibration with electromagnet drive | |
RU2302016C1 (en) | Mode of exciting seismic waves and arrangement for its realization | |
RU2233000C1 (en) | Impulse non-explosive ground seismosource | |
RU2522143C2 (en) | Non-explosive pulsed surface seismic vibrator with inductive-dynamic drive | |
RU2411546C1 (en) | Method of seismic waves excitation and device for method's implementation | |
RU2381528C2 (en) | Method of generating seismic waves and device to this end | |
RU2515421C2 (en) | Non-explosive ground-based pulsed seismic vibrator | |
RU2457509C1 (en) | Pulse-code seismic vibrator | |
RU2475778C1 (en) | Pulsed ground-based non-explosive seismic vibrator | |
RU2216753C2 (en) | Electromagnetic source of seismic waves | |
RU2534000C1 (en) | S-wave pulse source |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150804 |