SU1746342A1 - Источник сейсмических сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  возбуждени  поперечных сейсмических колебаний при геофизической сейсморазведке . Цель изобретени  - .повышение сейсмической эффективности путем регулировани  длительности и амплитуды излучаемого импульса за счет включени  в работу обеих катушек каждого паза через заданное врем  после начала движени   кор . Устройство содержит цилиндрический индуктор, в кольцевые пазы которого симметрично уложены по две катушки возбуждени . В кольцевой расточке индуктора расположен цилиндрический  корь с корот- козамкнутыми катушками. Кажда  из пары катушек, расположенных в одном пазу индуктора , подключена к источнику питани  через свой коммутатор. Дл  начала движени   кор  ток подают только в одну катушку из двух, расположенных в пазу индуктора. В заданный момент рабочего хода  кор  коммутаторы позвол ют включать вторую катушку и мен ть направление тока в обеих катушках. 4 ил. w fe

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  возбуждени  поперечных сейсмических колебаний при геофизической сейсморазведке .

Известно устройство дл  возбуждени  поперечных сейсмических волн, содержащее импульсный генератор двух противоположно направленных сил в виде двух электромагнитов, неподвижно закрепленных на опорной плите, и  кор , соединенного с опорной плитой и перемещающегос  между электромагнитами. Каждое отдельное срабатывание источника происходит под действием одного электромагнита.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  источник сейсмических сигналов, содержащий излучающую плиту, закрепленный на ней заполненный жидкостью герметичный корпус, в котором размещен индукционный динамический двигатель двустороннего действи  с индуктором, в кольцевых пазах которого уложены катушки возбуждени , и цилиндрическим  корем с короткозамкнутыми катушками, источник питани  и коммутатор с блоком управлени .

Недостатком источника  вл етс  его мала  сейсмическа  эффективность, обусловленна  неполным использованием электромагнитной системы двигател , так как при срабатывании источника работает только половина электродвигател . В источнике отсутствуют средства регулировани  амплитуды , что не позвол ет использовать его с

VJ

4 О СО 4 Ю

высокой эффективностью на грунтах с различными физическими свойствами.

Целью изобретени   вл етс  повышение сейсмической эффективности путем регулировани  длительности и амплитуды излучаемого импульса за счет включени  в работу обеих катушек каждого паза через заданное врем  после начала движени   кор .

Цель достигаетс  тем, что в известном источнике сейсмических сигналов, содержащем излучающую плиту, закрепленный на ней заполненный жидкостью герметический корпус, в котором размещен индукционный динамический двигатель двустороннего действи  с индуктором, в кольцевых пазах которого уложены катушки возбуждени  и цилиндрическим  корем с короткозамкнутыми катушками, источник питани  и коммутатор с блоком управлени , в каждый кольцевой паз индуктора уложена дополнительна  катушка возбуждени , размещенна  симметрично с основной катушкой относительно короткозамкнутой катушки  кор  и подключена к источнику питани  через свой коммутатор, при этом основные и дополнительные катушки чередуютс  вдоль оси индуктора.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - схема включени  его катушек возбуждени ; на фиг.З и 4 - временные диаграммы токов в катушках возбуждени , иллюстрирующие работу устройства.

Источник сейсмических сигналов (фиг. 1) содержит излучающую плиту 1 с заглубленными в грунт элементами 2. На излучающей плите с помощью ребер 3 закреплен герметичный корпус сейсмоисточника, состо щий из жестко соединенных между собой цилиндра 4 и двух боковин 5 и 6 с цилиндрическими направл ющими 7 и 8. На направл ющих 7 и 8 с возможностью перемещени  вдоль них установлен индуктор 9.  вл ющийс  одновременно инертной массой. В двух кольцевых пазах индуктора размещены четыре катушки 10-13 возбуждени  по две в каждом пазу, причем катушки 10 и 11 чередуютс  в пазу в аксиальном направлении, т.е. катушка 10 занимает левую половину паза, а катушка 11 - правую; катушки 12 и 13 также чередуютс  в пазу в аксиальном направлении, т.е. катушки 12 занимает левую половину паза, а катушка

13- правую. Цилиндрический  корь 14 с короткозамкнутыми кольцами 15 и 16 установлен с возможностью перемещени  в обе стороны по внутренней цилиндрической поверхности индуктора 9. Индуктор 9 и  корь

14образуют с боковинами 5 и 6 две замкнутые полости 17 и 18. В нейтральном положении  корь 14 удерживаетс  пружинами 19 и 20, а индуктор 9 - пружинами 21 и 22. Все свободное пространство внутри корпуса сейсмоисточника заполнено жидкостью, на , пример трансформаторным маслом.

Катушки возбуждени  присоединены к источнику 23 питани  (фиг.2) через коммутаторы 24-27. На фиг.2 показан один из возможных вариантов выполнени  коммутаторов на примере коммутаторов 24 и 25. Каждый коммутатор содержит соединенные между собой с источником питани  и катушкой возбуждени  управл емые ключи 28- 35. В качестве управл емых ключей могут

быть использованы различные коммутирующие устройства полупроводниковые приборы - тиристоры, транзисторы, олтроны, а также механические и электромеханические устройства: реле, герконы и т.п.

На фиг.З кривые 36 и 37 - временные диаграммы тока в катушке 11 возбуждени , крива  33 - временна  диаграмма тока в катушке 10 возбуждени .

На фиг.4 крива  39 - временные диаграмма тока в катушке 11 возбуждени , кривые 40 и 41 - временные диаграммы тока в катушке 10 возбуждени .

Источник сейсмических сигналов работает следующим образом.

В исходном положении короткозамкну- тые кольца 15 и 16 располагаютс  напротив центров пазов индуктора 9, что обеспечивает симметрию сейсмических воздействий, направленных влево и вправо; катушки 1013 возбуждени  обесточены.

Дл  возбуждени  сейсмического воздействи , направленного влево в момент . времени Т0 (фиг.З), замыкаютс  ключи 33 и 34 коммутатора 25. Напр жение источника

23 питани  подаетс  на катушку 11 возбуждени  и формирует в ней импульс тока Гц, направление которого показано на фиг.2, а временна  диаграмма - на фиг.З (крива  36). Одновременно аналогичный импульс тока

I i3 (фиг.2) формируетс  в катушке 13 возбуждени . Между катушкой 11 и кольцом 15, а также между катушкой 13 и кольцом 16 возникают электромагнитные силы, направленные в одну сторону, которые перемещают  корь 14 влево, а индуктор - вправо. В полости 17 возникает давление жидкости , под действием которого корпус источника с излучающей-плитой 1 смещаетс  влево, формиру  сейсмическую волну в

5 грунте.

В момент времени Ti i (фиг. 3} размыкаютс  ключи 33 и 34 коммутатора 25, и ток в катушке 11 возбуждени  прерываетс . Аналогично прерываетс  ток и в катушке 13 возбуждени .

В момент временит Та (фиг.З) замыкаютс  ключи 29 и 30 коммутатора 24 и ключи 32 и 35 коммутатора 25. Напр жение источника 23 питани  подаетс  одновременно на катушки 10 и 11 возбуждени . В катушке 10 возбуждени  формируетс  импульс тока Гю, направление которого показано на фиг.2, а временна  диаграмма - на фиг.З (крива  38). В катушке 11 возбуждени  формируетс  импульс тока Гц, направление которого показано на фиг.2, а временна  диаграмма - на фиг.З (крива  37). Одновременно аналогичные импульсы тока и (фиг.2) формируютс  в катушках 12 и 13 возбуждени .

Так как в момент Т2 короткозамкнутые кольца 15 и 16 смещены влево относительно центров пазов индуктора, протекание токов в катушках 10-13 возбуждени  сопровождаетс  действием на  корь 14 и индуктор 9 электромагнитных сил, вызывающих дальнейшее смещение  кор  влево, а индуктора - вправо. При этом продолжаетс  формирование сейсмического воздействи  на грунт, направленного влево.

В момент времени Тз (фиг.З) все ключи коммутаторов 24-27 размыкаютс , и токи в катушках возбуждени  прерываютс . В дальнейшем все части источника сейсмических сигналов возвращаютс  в исходное положение под действием пружин 19-22 и упругих сил грунта.

Дл  возбуждени  сейсмического воздействи , направленного вправо, в момент времени Т0 (фиг.4) замыкаютс  ключи,28 и 31 коммутатора 24. Напр жение источника 23 питани  подаетс  на катушку 10 возбуждени  и формирует в ней импульс тока Гю, направление которого показано на фиг.2, а временна  диаграмма - на фиг.4 (крива  40). Одновременно аналогичный импульс тока Г12 (фиг.2) формируетс  в катушке 12 возбуждени . Между катушкой 10 и кольцом 15, а также между катушкой 12 и кольцом 16 возникают электромагнитные силы, направленные в одну сторону, которые перемещают  корь 14 вправо, а индуктор - влево. В полости 18 возрастает давление жидкости, под действием которого корпус источника с излучающей плитой 1 смещаетс  вправо, формиру  сейсмическую волну в грунте.

В момент времени TI (фиг.4) размыкаютс  ключи 28 и 31 коммутаторы 24, и ток в катушке 10 возбуждени  прерываетс . Аналогично прерываетс  ток в катушке 12 возбуждени .

В момент времени Т2 (фиг.4) замыкаютс  ключи 29 и 30 коммутатора 24 и ключи 32 и 35 коммутатора 25. Напр жение источника 23 питани  подаетс  одновременно на

катушки 10 и 11 возбуждени . В катушке 10 возбуждени  формируетс  импульс тока Г ю, направление которого показано на фиг.2, а временна  диаграмма - на фиг.4 5 (крива  41). В катушке 11 возбуждени  формируетс  импульс тока , направление которого показано на фиг.2, а временно диаграмма- на фиг.4 (крива  39). Одновременно аналогичные импульсы тока

0 (фиг.2) формируютс  в катушках 12 и 13 возбуждени .

Так как в момент Т2 короткозамкнутые кольца 15 и 16 смещены вправо относительно центров пазов индуктора, протекание то5 ков в катушках 10-13 возбуждени  сопровождаетс  действием на  корь 14 и индуктор 9 электромагнитных сил. вызывающих дальнейшее смещение  кор  вправо, а индуктора влево. При этом продолжаетс 

0 формирование сейсмического воздействи  на грунт, направленного вправо.

В момент времени Тз (фиг.4) все ключи коммутаторов 24-27 размыкаютс , и токи в катушках возбуждени  прерываютс . В

5 дальнейшем все части источника сейсмических сигналов возвращаютс  в исходное положение под действием пружин 19-22 и упругих сил грунта.

Благодар  тому, что катушки возбужде0 ни , лежащие в одном пазу индуктора, чередуютс  в аксиальном направлении, электромагнитна  сила, действующа  на ко- роткозамкнутое кольцо  кор , расположенное напротив этого паза, может быть

5 сформировано направленной как в одну, так и в другую сторону в зависимости от того, на какую из катушек возбуждени  паза подаетс  напр жение. При любом направлении воздействи  электромагнитна  сила, дейст0 вующа  на  корь, складываетс  из одинаково направленных сил, действующих на каждое короткозамкнутое кольцо.

Интервал времени Д Т Т2 - Т0 (фиг.З и 4), задаваемый блоком управлени , отличен

5 от нул , но не превышает времени, в течение которого  корь 14 совершает рабочий ход. Последний св зан с начальным зазором 42, показанным на фиг. 1, и превосходит его примерно в 1,1-1,2 раза. Интервал вре0 мени ДТ может быть экспериментально подобран таким, что обеспечиваетс  наибольша  эффективность работы сейсмо- источника. Дл  грунтов с различными физико-механическими характеристиками

5 оптимальные значени  интервала Д Т различны и поэтому возможность его регулировани  позволит обеспечить эффективную работу источника сейсмических сигналов на различных грунтах.

Дл  эффективной работы сейсмоисточ- ника существенно то, что в интервале времени Т2 - Тз токи в катушках возбуждени  одного паза текут согласно (фиг.2). Это обеспечивает суммирование возбуждаемых ими магнитных потоков и увеличение электромагнитной силы.

Реверс направлени  тока в катушках возбуждени  (на фиг.2 показано, что противоположны направлени  токов Ради Г ю, 1 п и Г 11. 112 и . и Via) повышает КПД индукционно-динамического двигател  за счет того, что его магнитопровод работает с перемагничиванием.

Повышение сейсмической эффективности в предлагаемом устройстве достигаетс , во-первых, увеличением суммарной электромагнитной силы, так как в формировании единичного сейсмического воздействи  участвует вс  электромагнитна  система индукционно-динамического двигател . При одинаковых размерах магнитопроводов индуктора и  кор  электромагнитна  сила, развиваема  двигателем в предлагаемом устройстве, может быть увеличена в два раза . Во-вторых, возможность регулировани  интервала времени ДТ между подключени ми к источнику питани  соседних катушек возбуждени  одного паза позволит обеспечить эффективную работу устройства на

Claims (1)

1. грунтах с различными физико-механическими характеристиками. В-третьих, реверс направлени  тока в катушках возбуждени  позволит повысить КПД индукционно-динамического двигател  и тем самым повысить эффективность работы устройства. Формула изобретени  Источник сейсмических сигналов, содержащий излучающую плиту, закрепленный на ней заполненный жидкостью герметичный корпус, в котором размещен индукционно-динамический двигатель двустороннего действи  с индуктором, в кольцевых пазах которого уложены катушки

   возбуждени , и цилиндрическим  корем с короткозамкнутыми катушками, источник питани , коммутатор и блок управлени , о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  сейсмической эффективности

   путем регулировани  длительности и амплитуды излучаемого импульса за счет включени  в работу обеих катушек каждого паза через заданное врем  после начала движени   кор , в каждый кольцевой паз индуктора уложена дополнительна  катушка возбуждени , размещенна  симметрично с основной катушкой относительно коротко- замкнутой катушки  кор  и подключенна  к источнику питани  через свой коммутатор,

   при этом основные и дополнительные катушки чередуютс  вдоль оси индуктора.

   /т 15 Ю 11 Ч

   V

   11 13 J6 9 I I I

   V Г

   Фиг. /

   At Л - Г

   Ф«г.2

   4f

   Фиг4