SU1029114A1 - Способ возбуждени сейсмических волн - Google Patents

Abstract

СПОСХ)Б ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, при котором : соацают пульсации давлени  газа на грунт, о т л н ч а ю щ и и е rf тем, что, с пелЕ увеличени  Ш1те1юивности Сейсмических волн, наслсраивают агтоколебани  в сверхзвуковой струе, нвг&какпцей на вход в вшхг -фезонатор, пу. тем изменени  рассто ни  между свер:&авуж вым сошюм и входом в шахту-резонатор и давлени  ь форюамере сопла. 4

Description

Изобретение относитс  к геофизике и может быть использовано при исследовании внутреннего строени  Земли и поисках полезных ископаемых сейсмическими методами.

В насто щее врем  известны несколь ко способоэ исскуственного возбуждени  сейсмических волн: использование взрыва , машин ударного действи  (молоты),, вибрационных машш различного типа.

В вибрационном способе весом мащины иди с помощью системы цилиндр поршень создают давление на грунт. С помощью механических узлов создают пульсацию этой силы, что и возбуждает сейсмические волны. ЛЕреимущество вибрационного способа- состоит в возможности получени  непрерывных сейсмических волн заданной частоты, что позвол ет применить в геофизических исследовани х идеи радиолокашга Г13«

Недостаток способа меньша  в сра&нении со;В( и ударным способами инте нсивность возбу сдаа юй сейсмической волны.,

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ возбуждени  сейсмических волн, при котором создают пульсации давлени  газа на грунт. Этот способ- реализован в источнике сейсмических сигналов на воэДушной поауигке, где давление воздуха у земли повышает с  путем нагнетани  воадуха под aojHyтое днище вибратора с помоошю осевого компресссфа, а пульсаци  давлени  создаетс  изменением сечени  воздухопровода посредством механвческогчз пр&рывател  потока {наприм, вращением диска с прорез ми относительно такого же неподвижного диска ) 3 .

Однако при таком способе дл  чени  сейсмических волн высокой интенсивности необходимое увеличивать площадь опорной поверхности вибратора, что увеличивает его 1фодольные и поперечные размеры и тем самым затрудн ет эксплуатацию вибратора. Амплитуда пульсаций давлени , которую можно реализовать в газе, обычно по уровню «в более половины статического давлени  в газе. Однако увеличение дав;юни  . в газе более, чем на одну избыточную атмосферу ведет к технически нецелесообразному ут желению кожлрукпии. Это ограничивает допустимый уровень пульсадии давлени  в газе, и следовательно , интенсивность возбуждаемых сжйсмическнх волн. Механический прерыватель в услови х лульс1фуюшей нагруэки большой интенсивности работает ненадежно , так как подвержен усталостным разрушени м. Это также ограничивает величину пульсаций давлени  газа и интенсивность сейсмических волн.

Цель изобретени  - увеличение интенсивн1эсти сейсмических волн.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу возбуждени  сейсмических волн, при котором создают пульсации газа на грунт, настраивают автоколебани  в сверхзвуковой струе, натекающей на вход в шахту-резонатор, путем изменени  рассто ни  между

сверхзвуковым соплом и входом а шагизг-. резонатор и давлени  в форкамере сопла В устройстве дл  осуществлени  споособа возбуждени  сейсмических волн применено сверхзвуковое сопло, помещенное

так, что вь;хлопна  стру  натекает на вход в шахту-резонатор, расположенную в грунте.

Данный способ возбуждени  сейсмической волны позвол ет получать более

интенсивные волны, так как статическое давление в газе можно увеличивать до нескольких атмосфер без существенного увеличени  веса конструкций. В св зи с тем, что в геофизике используютс  частоты 1-1ОО Гц, размеры резонатс ов таковы, что площадь их поверхности существенно вьдие площади воадеёстви  на грунт при способах возбуждени  сейсмических волн. А так как велкчина пульсации силы, возавй.угвукпае& на грунт, определ етс  произведением силы давлени  на площадь возаействи  то в предлагаемом способе достигаетс  больша  пульсаци  силы. Существенно,

что в этом способе увеличение площади воздействи  может быть реализовано без ут желени  конструкции.

Существенна  особенность данного способа состоит в том, что при его реализашш в конструкции, в принципе ве требуетс  движени  частей в процессе излуче ни  волн. Это в услови х больших уровней вифацйи повьшает надежность ус ройстЬ.

г

На фиг. 1 представлено устройство дл  осуществлени  данного способа; на фиг. 2 - вариант устройства.

Сверхзвуковое сопло 1 (фиг. 1 и 2) с форкамерой 2 установлено пад входом 3 П1а стьг резонатора4. Сопло может пере мешатьс  OTHOcffrelibHO входа 3 в шахту на рассто ние 1п , равное 1-10Г радиусов оопла. В шахте установлено подвижное днище 5. Устройство работает следующим образом . Устанавливают давление гааа в форкамере 2 и paccTosmneii такими, что в устройстве самопроизвольно возникает колебательное течение газа (автоколе бани ). Стеиоки шах ъь-резонатора (грунт испытывают пульсирующее давление со стороны газа, заполн ющего шахту-резонатор . Под действием переменной силы в tipywpe возникает сейсмическа  волна« Частота задаетс  глубиной шахтьь-резонатора 6 j г убину измен ют посредством п емешени  днища 5, Амплитуду пульсаций да1влени  в шахтерезонаторе измен ют, варьиру  давление в форкамере и рассто ние 1i , На фиг. 2 показан варйарт устройства в котором дл  увеличени  площади излртени  резонатор вьшолнен в виде скважин, имзюошх одинаковую длину ё и общий выход. 1воэможен вариант со СЕважинамн разной длины . В этом случав С1 важины рабо тают порчередно. Отё|н ша  вход в ту или другую с«важину, дискретно измен tor частоту излучающего устройства. Проводитс  проверка данного способа на мюдени. Сверхзвуковое сопло с числом Маха MQ 2 устанавливаетс  соосно с металлической трубой длиной 2 и диаметром 33 мм. конец трубы закрыт. Сет1ло устанавливаетс  у открытого конца трубил на рассто нии 1ОО мм давлении воапуха в форкамере равном 11,7 кг/см в трубе возника ют колебавв  давлени  с амплитудой 3,12 кг/см- (среднее по длине трубы). Максимальна  aiwdinffryaa пульсаций давлени  получаетс  при таких давлени к РОФ и рассто нв х li, когда по времени положение колеблющегос  отошедшего скачка уплотнени  в струе перед входом в тру совме цаетс  с точкой регул рного отражени  косых. скачков уплотнени  в струе. Частота колебаний равн етс  ЗО Гц и близка к частоте (собственна  частота попуоткрь той трубы), рассчтъюаемой по формуле .--. . ,, € fa 0,25, где а- скорость звука в газе. Амплитуда суммарной силы, действующей на стешси трубы равна 6,5 т. Специальными сшдтами было показано, что при изменений масштаба устройства в широких пределах (в 1Q и более раз) а1ишл1пуда лульсаций давлени  не измен етс . Следовательно, . реализации устройства в натуре можно ожидать . амплитуду силы f действа  на грунт дй  шахгы-рвэонэтсфа размерам ф « 1 Kf и & 50 м («вную F 4, . Дл  сра вщщи  пр)1В8дены максимальные усюш  возде Зстви  на грунт действующих виби раторот: СЬ -SO/15 f 5О lO кг, зарубежные - до кг. (жа1ше данного способа во дени  сейсм чбсквх волв   устройства дл  его осуществлени  обеспечивают по сравнению с существующими способами следующие щюимущества: BOSMOiiqiocTb получени  сейсмических волн 6 М1Ы11Ы1 интенсивности, vfo дает возможность щюведенв  глубш1ных исследований Земли и поиск полезных ископаемых; возмошюсть увеличивать  лошадь воздействи  на грунт и уменьшать амплитуду пульсации давлени  при сохранении ампло хуоы силы воздействи  на грунт, что сохран ет струзвтуру грунта и тем сеалым, обеспечивает стабильность ха{1актеристик устройств, возбуждающих сеЗсмические волны, а также упрощает обработки измерений при исследовави  шжыша т надежность работы устройств, возбуждающих сейсмические воп ы..

Claims (1)

1. СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, при котором

   1 создают пульсации давления газа на грунт, о т л и ч а ю щ и й с й тем, что, с целью увеличения интенсивности Сейсмических волн, настраивают автоколебания в сверхзвуковой струе, натекающей на вход в шакгу-резонатор, путем изменения расстояния между сверхзвуковым соплом и входом в шахту-резонатор и давления в форкамере сопла.