RU2520916C2 - Seismic shear wave generator - Google Patents
Seismic shear wave generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2520916C2 RU2520916C2 RU2012139573/28A RU2012139573A RU2520916C2 RU 2520916 C2 RU2520916 C2 RU 2520916C2 RU 2012139573/28 A RU2012139573/28 A RU 2012139573/28A RU 2012139573 A RU2012139573 A RU 2012139573A RU 2520916 C2 RU2520916 C2 RU 2520916C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- pressure plate
- planes
- emitters
- platform
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Описание изобретенияDescription of the invention
Изобретение относится к техническим средствам возбуждения сейсмических волн невзрывным способом и может быть использовано при проведении полевых геофизических работ методом многоволновой сейсморазведки.The invention relates to technical means for exciting seismic waves in an non-explosive manner and can be used in field geophysical surveys using the multiwave seismic survey method.
Известно устройство для возбуждения продольных и поперечных волн (патент РФ №2053525, приор. 21.07.1992, МПК G01V 1/147), содержащее мачту с направляющими, падающий груз и излучающую платформу. Платформа снабжена промежуточной плитой, горизонтально расположенными инертными массами, вертикально расположенными постоянными магнитами, горизонтально и вертикально расположенными индукционными катушками симметрично относительно вертикальной оси платформы, причем катушки жестко закреплены на платформе и образуют с ее стенками вертикальные и горизонтальные стаканы, постоянные магниты жестко скреплены с промежуточной плитой, опирающейся на платформу через вертикально расположенные упругие элементы, и образуют подковообразную магнитоактивную систему, каждый полюсный наконечник которой входит в соответствующий вертикальный стакан, инертные массы размещены в горизонтальных стаканах между горизонтально расположенными упругими элементами, пары вертикально расположенных индукционных катушек соединены между собой последовательно, а индукционные катушки, составляющие горизонтальные стаканы, соединены между собой попарно последовательно, и каждая пара через переключатель включена в цепь вертикально расположенных индукционных катушек.A device is known for exciting longitudinal and transverse waves (RF patent No. 2053525, prior. July 21, 1992, IPC
Недостатками описанного устройства являются большие габариты, т.к. для возбуждения сейсмических колебаний используется груз, падающий с определенной высоты, а также то, что в устройстве происходит многократное преобразование энергии из одного вида в другой, что ведет к неоправданным потерям энергии. Для возбуждения поперечных сейсмических волн потенциальная энергия падающего груза преобразуется в электродвижущую силу индукционных катушек и далее в потенциальную энергию пружин. На каждом этапе преобразования происходят потери запасенной энергии.The disadvantages of the described device are large dimensions, because To excite seismic vibrations, a load falling from a certain height is used, as well as the fact that the device undergoes multiple conversion of energy from one type to another, which leads to unjustified energy losses. To excite transverse seismic waves, the potential energy of the incident load is converted into the electromotive force of the induction coils and then into the potential energy of the springs. At each stage of the conversion, losses of stored energy occur.
Известно устройство для возбуждения поперечных сейсмических волн (патент РФ №2419818, приор. 26.10.2009, МПК G01V 1/02), содержащее раму, жесткую опорную плиту, электрическую схему питания и два электродинамических импульсных излучателя. Жесткая опорная плита выполнена в виде равнобедренной треугольной призмы с углами при основании 45° и грунтозацепами, закрепленными на основании плиты, а электродинамические импульсные излучатели установлены на противоположных гранях жесткой опорной плиты под углом 45° к основанию плиты каждый и запитываются от электрической схемы питания с возможностью работы поочередно. Установка излучателей под углом 45° к основанию опорной плиты и наличие грунтозацепов, закрепленных на основании плиты, позволяют возбуждать в грунте пакеты продольных и поперечных сейсмических волн.A device is known for exciting transverse seismic waves (RF patent No. 2419818, prior. October 26, 2009, IPC
Недостатком описанного устройства является то, что возбуждение разнонаправленных сейсмических волн осуществляется двумя отдельными импульсными излучателями, каждый из которых помимо рабочего элемента имеет свой корпус и свой пригруз. Это обстоятельство неоправданно увеличивает общую массу устройства, увеличивает его стоимость и усложняет конструкцию.The disadvantage of the described device is that the excitation of multidirectional seismic waves is carried out by two separate pulse emitters, each of which, in addition to the working element, has its own body and its own load. This circumstance unreasonably increases the total mass of the device, increases its cost and complicates the design.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является устройство для возбуждения сейсмических колебаний (авторское свидетельство SU №1539703 А1, приор. 01.10.87, МПК G01V 1/04), содержащее электродинамический излучатель, подключенный к источнику тока и установленный на излучающей платформе с грунтозацепами, и устройство прижима излучающей платформы к грунту, включающее промежуточную плиту, шарнирно связанную с силовым гидроцилиндром транспортного средства. На излучающей платформе со стороны прижимной плиты выполнена клиновая выемка, образованная двумя равнонаклоненными к излучающей платформе плоскостями, на стенках которой установлены электродинамические излучатели, сопряженные с демпферами в виде клиньев, на которые оперта промежуточная плита. Демпферы не связаны жестко с опорной плитой. Такая конструкция устройства позволяет возбуждать в грунте пакеты разнонаправленных поперечных сейсмических волн.The closest analogue to the present invention is a device for exciting seismic vibrations (copyright certificate SU No. 1539703 A1, prior. 01.10.87, IPC G01V 1/04) containing an electrodynamic emitter connected to a current source and mounted on a radiating platform with lugs, and a device for pressing the radiating platform to the ground, including an intermediate plate pivotally connected to the power hydraulic cylinder of the vehicle. A wedge recess is made on the radiating platform from the side of the pressure plate, formed by two planes equally inclined to the radiating platform, on the walls of which electrodynamic radiators are installed, coupled with dampers in the form of wedges on which the intermediate plate is supported. Dampers are not rigidly connected to the base plate. This device design allows you to excite in the ground packets of multidirectional transverse seismic waves.
Недостатком описанного устройства является низкая эффективность возбуждения поперечных волн, поскольку в работе излучателя эффективно используется только рабочий клиновый демпфер, поднимающий вверх промежуточную плиту, а смежный к рабочему клин (поскольку клиновые демпферы не связаны жестко с промежуточной плитой) передает часть обратного воздействия на излучающую платформу. Это генерирует в грунте сдвиговые напряжения противоположного первоначальному знака и резко снижает направленные свойства излучателя. Кроме того, описанное устройство не может быть использовано без транспортного средства, выполняющего роль пригруза.A disadvantage of the described device is the low shear wave excitation efficiency, since only a working wedge damper that lifts up the intermediate plate is efficiently used in the emitter, and an adjacent wedge (since the wedge dampers are not rigidly connected to the intermediate plate) transfers part of the feedback to the emitting platform. This generates shear stresses in the soil opposite to the original sign and sharply reduces the directional properties of the emitter. In addition, the described device cannot be used without a vehicle acting as a cargo.
Цель изобретения - создание простого по конструкции, удобного в эксплуатации источника сейсмических волн, реализующего возможность получения сейсмограмм парных воздействий в каждой точке возбуждения, эффективно использующего массу всех своих составных частей для излучении поперечных сейсмических волн, в котором минимизирована возможность передачи части обратного воздействия на излучающую платформу. Источник может быть выполнен в малогабаритном переносном варианте и эффективно использоваться как отдельно, так и в группе источников для многоволновой сейсморазведки верхней части геологического разреза.The purpose of the invention is the creation of a simple in design, easy to use source of seismic waves, realizing the possibility of obtaining seismograms of pair effects at each point of excitation, effectively using the mass of all its components for the emission of transverse seismic waves, in which the possibility of transferring part of the feedback to the emitting platform is minimized . The source can be made in a small-sized portable version and can be used effectively both separately and in a group of sources for multiwave seismic exploration of the upper part of the geological section.
Цель достигается тем, что в источнике поперечных сейсмических волн, состоящем из излучающей платформы с грунтозацепами, электромагнитного привода со схемой питания, пригруза, прижимной плиты и опоры, электромагнитный привод выполнен в виде двух излучателей, каждый из которых состоит из катушки возбуждения и пластины, изготовленной из металла с высокой удельной электропроводностью, например из меди. В основании электромагнитного привода, жестко закрепленного на излучающей платформе и изготовленного из прочного диэлектрического материала, например капролона, со стороны прижимной плиты выполнена выемка в виде правильной треугольной призмы с углом между плоскостями 90° и углом наклона каждой из плоскостей к излучающей платформе 45°. В пазах плоскостей выемки размещены обмотки возбуждения излучателей, а пластины излучателей размещены напротив обмоток возбуждения на пригрузе, выполненном в виде правильной треугольной призмы с углом между плоскостями 90°. Пригруз жестко связан с прижимной плитой и без зазора свободно входит в паз выемки основания привода. В верхней части прижимной плиты закреплена роликовая линейная направляющая, каретка которой сочленена с нижней частью опоры. Верхняя часть опоры источника может быть скреплена с односторонним демпфером, установленным между прижимной плитой и излучающей платформой (если источник используется как отдельное устройство) или с приподнятым над землей транспортным средством, использующимся в качестве дополнительного пригруза (если источник используется в составе группы источников, перевозимых к месту работы транспортным средством). Односторонний демпфер снижает величину повторного ударного воздействия на груз в момент возвращения пригруза в исходное положение.The goal is achieved in that in the source of transverse seismic waves, consisting of a radiating platform with lugs, an electromagnetic drive with a power circuit, a load, a pressure plate and a support, the electromagnetic drive is made in the form of two emitters, each of which consists of an excitation coil and a plate made from a metal with high electrical conductivity, for example, from copper. At the base of the electromagnetic drive, rigidly mounted on the radiating platform and made of durable dielectric material, for example caprolon, a recess in the form of a regular triangular prism with an angle between the planes of 90 ° and an angle of inclination of each of the planes to the radiating platform of 45 ° is made on the side of the pressure plate. The excitation windings of the emitters are placed in the grooves of the recess planes, and the emitter plates are placed opposite the excitation windings at the load, made in the form of a regular triangular prism with an angle between the planes of 90 °. The load is rigidly connected to the pressure plate and freely enters the groove of the drive base without a gap. A linear roller guide is fixed in the upper part of the pressure plate, the carriage of which is articulated with the lower part of the support. The upper part of the source support can be fastened with a one-way damper installed between the pressure plate and the radiating platform (if the source is used as a separate device) or with a vehicle raised above the ground, used as an additional load (if the source is used as part of a group of sources transported to place of work by vehicle). One-sided damper reduces the size of the repeated impact on the load at the moment the load returns to its original position.
При такой конструкции источника отпадает необходимость в его перемещении на местности для получения в каждой точке записи сейсмограмм парных воздействий, которые позволяют при последующей обработке выделить из смешанного сейсмического волнового поля либо продольные, либо поперечные волны. Тем самым существенно повышается эффективность сейсморазведочных работ.With this design of the source, there is no need to move it on the ground in order to obtain pair effects at each recording point of the seismogram, which, during subsequent processing, make it possible to extract either longitudinal or transverse waves from the mixed seismic wave field. This significantly increases the effectiveness of seismic exploration.
На чертеже показан продольный разрез источника.The drawing shows a longitudinal section of a source.
Источник поперечных сейсмических волн состоит из излучающей платформы 1 с грунтозацепами 12, электромагнитного привода со схемой питания 2, пригруза 3, прижимной плиты 4 и опоры 5.The source of transverse seismic waves consists of a
Электромагнитный привод состоит из двух излучателей 6, каждый из которых состоит из обмотки возбуждения 7 и пластины, выполненной из материала с высокой удельной электропроводностью 8. Основание привода 9 жестко закреплено на излучающей платформе 1 и выполнено из прочного диэлектрического материала, в котором со стороны прижимной плиты выполнена выемка в виде правильной треугольной призмы с углом между плоскостями 90° и углом наклона каждой из плоскостей к излучающей платформе 45°. В пазах плоскостей выемки размещены обмотки возбуждения 7 излучателей, а пластины излучателей 8 размещены напротив обмоток возбуждения на пригрузе 3, выполненном в виде правильной треугольной призмы с углом между плоскостями 90°. Пригруз жестко связан с прижимной плитой 4 и без зазора свободно входит в паз выемки основания привода. В верхней части прижимной плиты 4 расположена роликовая линейная направляющая 10, каретка которой 11 сочленена с нижней частью опоры 5. Верхняя часть опоры 5 крепится к одностороннему демпферу, нижняя часть которого соединена с излучающей платформой (на чертеже не показан). Если источник эксплуатируется в составе группы источников, установленных на транспортном средстве, верхняя часть опоры может крепиться к приподнятому над землей транспортному средству, которое в этом случае является дополнительным пригрузом.The electromagnetic drive consists of two
Работает источник следующим образом.The source works as follows.
По сигналу с сейсмостанции от источника питания через одну из обмоток возбуждения электромагнитного привода 7 пропускается токовый импульс заданной величины и длительности. Прохождение импульсного тока через обмотку возбуждения 7 вызывает создание вокруг обмотки возбуждения импульсного магнитного поля, что сопровождается наведением в расположенной над обмоткой проводящей пластине 8 вихревого тока и созданием между обмоткой возбуждения и пластиной электродинамической силы, под действием которой основание привода 9 с излучающей платформой 1 с грунтозацепами 12 начинает ускоренное перемещение относительно грунта в направлении, перпендикулярном плоскости выемки основания привода 9. Так как обмотки возбуждения 7 расположены на плоскостях выемки основания привода 9, импульс силы раскладывается на нормальную и тангенциальную составляющие. Воздействуя на грунт через поверхность излучающей платформы 1 и грунтозацепы 12, эти силы вызывают появление сжимающих и касательных напряжений, которые являются причиной возникновения продольных и поперечных сейсмических волн. Одновременно возникает реактивная сила, которая воздействует на пригруз 3 с пластиной 8, заставляя его двигаться по нормали к поверхности обмотки возбуждения 7. При движении пригруз 3 движется по встречно наклоненной выемке основания 9, совершая одновременно подъем вверх по вертикали, приподнимая прижимную плиту 4, и поскольку в верхней части плиты закреплена роликовая линейная направляющая, а опора 5 прикреплена своей нижней частью к ее каретке, верхняя часть опоры 5, связанная с односторонним демпфером, перемещается вверх строго по вертикали. После достижения прижимной плитой 4 с пригрузом 3 максимальной высоты перемещения вверх, начинается их движение вниз в исходное положение. Движение пригруза 3 вниз замедляется односторонним демпфером с целью снижения скорости возвращения пригруза в исходное положение и уменьшения величины повторного ударного воздействия на грунт в момент возвращения пригруза в исходное положение.The signal from the seismic station from the power source through one of the excitation windings of the
После завершения цикла осуществляется подача такого же импульса тока на вторую встречно-наклоненную обмотку возбуждения 7 электромагнитного привода для возбуждения поперечных сейсмических волн в противоположном направлении. Принцип работы источника в этом случае аналогичен описанному.After completion of the cycle, the same current pulse is supplied to the second counter-tilted field winding 7 of the electromagnetic drive to excite transverse seismic waves in the opposite direction. The principle of operation of the source in this case is similar to that described.
При обработке сейсмограмм парных воздействий методами их суммирования и вычитания выделяют из смешанного сейсмического волнового поля записи либо продольных, либо поперечных волн.When processing seismograms of paired influences by the methods of their summation and subtraction, records of either longitudinal or transverse waves are extracted from the mixed seismic wave field.
Таким образом, применение описанного источника позволяет обеспечить высокую производительность сейсморазведочных работ при проведении многоволновой сейсморазведки, в том числе верхней части геологического разреза малогабаритными переносными источниками.Thus, the use of the described source makes it possible to ensure high productivity of seismic surveys during multiwave seismic surveys, including the upper part of the geological section by small-sized portable sources.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012139573/28A RU2520916C2 (en) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | Seismic shear wave generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012139573/28A RU2520916C2 (en) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | Seismic shear wave generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012139573A RU2012139573A (en) | 2014-03-20 |
RU2520916C2 true RU2520916C2 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=50280056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012139573/28A RU2520916C2 (en) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | Seismic shear wave generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2520916C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113433586A (en) * | 2021-07-26 | 2021-09-24 | 中水北方勘测设计研究有限责任公司 | Ground insertion type non-ballast transverse wave excitation device for single-hole wave velocity test |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1539703A1 (en) * | 1987-10-01 | 1990-01-30 | Институт Геологии И Геофизики Им.60-Летия Союза Сср | Device for excitation of seismic vibrations |
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 |
US20110139537A1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-16 | Pgs Onshore, Inc. | Magnetic mass-lift impulsive seismic energy source including repelling electromagnets and reaction mass damping |
RU2453870C2 (en) * | 2009-09-07 | 2012-06-20 | Виктор Васильевич Ивашин | Pulsed non-explosive seismic source |
RU2457512C1 (en) * | 2011-03-25 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Pulsed electromagnetic source of seismic shear waves (versions) |
-
2012
- 2012-09-14 RU RU2012139573/28A patent/RU2520916C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1539703A1 (en) * | 1987-10-01 | 1990-01-30 | Институт Геологии И Геофизики Им.60-Летия Союза Сср | Device for excitation of seismic vibrations |
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 |
RU2369883C1 (en) * | 2008-04-11 | 2009-10-10 | Виктор Васильевич Ивашин | Pulse non-explosive surface seismic source |
RU2453870C2 (en) * | 2009-09-07 | 2012-06-20 | Виктор Васильевич Ивашин | Pulsed non-explosive seismic source |
US20110139537A1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-16 | Pgs Onshore, Inc. | Magnetic mass-lift impulsive seismic energy source including repelling electromagnets and reaction mass damping |
RU2457512C1 (en) * | 2011-03-25 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Pulsed electromagnetic source of seismic shear waves (versions) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012139573A (en) | 2014-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2369883C1 (en) | Pulse non-explosive surface seismic source | |
CN103630927A (en) | Drop-hammer type seismic exploration source | |
CA2698131A1 (en) | Generating seismic vibrator signals | |
JPH0217490A (en) | Antibouncer for preventing multiple collision of mobile object impacting other element | |
CN102508289B (en) | Controlled source of pulse codes | |
RU2520916C2 (en) | Seismic shear wave generator | |
CN103712760B (en) | Shaking table magnetic structure and installation method thereof | |
US20120269032A1 (en) | Magnetic Mass-Lift Impulsive Seismic Energy Source Including Attracting and Repulsing Electromagnets | |
RU2523755C2 (en) | Electromagnetic radiator of seismic shear waves | |
RU2419818C1 (en) | Device for excitation of transverse seismic waves | |
US10823654B2 (en) | Falling weight deflectometer | |
RU2453870C2 (en) | Pulsed non-explosive seismic source | |
CN104747234A (en) | Seismal wave excitation method for earthquake CT detection and seismal wave excitation device arranged in roadway | |
RU2457512C1 (en) | Pulsed electromagnetic source of seismic shear waves (versions) | |
RU2381528C2 (en) | Method of generating seismic waves and device to this end | |
RU2053525C1 (en) | Device for exciting seismic waves | |
RU2216753C2 (en) | Electromagnetic source of seismic waves | |
RU2476910C1 (en) | Seismic vibrator | |
US9732609B2 (en) | Distributed clamps for a downhole seismic source | |
RU2634079C1 (en) | Pulse skid seismic source with electromechanical drive | |
RU2457509C1 (en) | Pulse-code seismic vibrator | |
RU2540935C1 (en) | Electrical seismic vibrator | |
RU2467357C1 (en) | Ground-based non-explosive pulsed seismic vibrator | |
CN104848932B (en) | The open magnetic field type low-frequency vibration calibration console of the rectangle of double magnetic circuit two ends symmetry excitation | |
CN115061187A (en) | Transverse and longitudinal wave controllable seismic source exploration device and seismic exploration method |