SU556395A1

SU556395A1 - Device for the excitation of seismic waves

Info

Publication number: SU556395A1
Application number: SU2109104A
Authority: SU
Inventors: Владимир Аркадьевич Теплицкий
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт
Priority date: 1975-02-27
Filing date: 1975-02-27
Publication date: 1977-04-30

Description

Изобретение относитс к области геофизики , предназначено дл использовани в сейсмической разведке дл возбул дени сейсмических сигналов ударами свободно падающего груза по поверхности земли.The invention relates to the field of geophysics, intended for use in seismic prospecting to excite seismic signals by striking a free-falling load on the surface of the earth.

В сейсморазведке известны устройства -1- 3 дл . возбуждени сейсмических сигналов энергией падающего груза. Расширение области применени устройств дл возбуждени сейсмических сигналов падающим грузом ограничиваетс сложностью синхронизации их работы с запуском регистрирующей аппаратуры при многократных воздействи х.In seismic surveys, devices -1-3 dl are known. excitation of seismic signals by the energy of the incident load. The expansion of the field of application of devices for exciting seismic signals with a falling weight is limited by the complexity of synchronizing their work with the launch of recording equipment with multiple exposures.

В одном из известных устройств 1 дл решени этой задачи введено приспособление, позвол ющее запускать регистратор в момент удара груза о грунт. Однако такое решение приемлемо при работе только одной установки и требует применени специальной регистрирующей аппаратуры.In one of the known devices 1, to solve this problem, a device was introduced that allows the recorder to be launched at the moment of the impact of the load on the ground. However, such a solution is acceptable when operating only one installation and requires the use of special recording equipment.

Другим решением вл етс удар по подставке , котора совместно с местом подвеса груза в верхнем полож;нии составл ет единую жесткую конструкцию 2. В этом случае достигаетс строгое посто нство высоты сбрасывани как у одной, так и у нескольких установок . Однако эта конструкци потребовала усложнени системы подъема груза после удара (например, применени движущегос электромагнита), увеличила вес и резко снизила мобильность установок за счет увеличени времени на монтаж-демонтаж, так как необходимо перед каждой серией ударов устанавливать раму, прижимать ее к грунту и носле серии воздействий извлекать подставку из грунта и переводить конструкцию в транспортное положение. Эти обсто тельства, а также возникновение паразитных колебаний плиты после удара, мешающих выделению полезных сигналов, вились, но-видимому, причиной того, что эти установки не получили широкого распространени , хот они и решали проблему посто нства высот подъема и ее равенства у нескольких штук, что обеспечивало их синхронную работу.Another solution is to strike the stand, which, together with the place of suspension of the load in the upper position, constitutes a single rigid structure 2. In this case, a strict constancy of the drop height is achieved in both one and several installations. However, this design required the complexity of the lifting system after impact (for example, using a moving electromagnet), increased weight and dramatically reduced the mobility of installations by increasing the time for installation and disassembly, since it is necessary to install the frame before each series of impacts, press it to the ground and series of impacts remove the stand from the ground and transfer the structure to the transport position. These circumstances, as well as the occurrence of parasitic oscillations of the slab after the impact, hindering the extraction of useful signals, appeared, but it seems that these installations were not widely used, although they solved the problem of the height of lift heights and its equality in several pieces. that ensured their synchronous work.

В качестве прототипа прин то устройство дл возбуждени сейсмических волн падающим грузом ,3, смонтированное на транспортном средстве и содержащее лебедочныйAs a prototype, a device for exciting seismic waves with incident weight, 3, mounted on a vehicle and containing a winch

механизм подъема-сбрасывани с электромагнитными муфтами, соединенный с грузом тросо .м, и обеспечивающий автоматический, при помощи электромагнитных муфт, подъем, удержание на определенной высоте и сбрасывание груза.the mechanism of lifting and dropping with electromagnetic clutches, connected to the load by a troso., and providing automatic, with the help of electromagnetic clutches, lifting, keeping at a certain height and dropping the load.

Сброс осуществл етс по команде с сейсмостанции . После падени груза тормозна муфта останавливает лебедку. Управление муфтами автоматизировано, что позвол ет производить удары заданное число раз с примерноThe reset is performed by a command from the seismic station. After the load falls, the brake clutch stops the winch. Clutch control is automated, which allows you to strike a specified number of times with approximately

одинаковыми промежутками времени между ударами. Дл коррекции разницы во временах вступлени воли, возникаюп ей за счет непосто нства высоты сбрасывани и разного времеии падени , в регистраторе станции предусмотрено специальное корректирующее устройство. В прототипе помимо непосто нства высоты сбрасывани груза, имеют место также различи во времени падени груза, поскольку падение груза не вл етс свободпым . Это обусловлено тем, что, из-за ограничени по крут щему моменту, электромагнитные муфты расположены в редукторе, и груз, пада , дополнительно вращает систему шкивов и шестерен передачи и преодолевает трение дисков муфты ( у установок с гидроприводом , груз, пада , вдвигает поршень гидродомкрата в цилиндр, и в зависимости от в зкости масла, мен ющейс от температуры, и трени норши о стенки цилиндра врем падени также может заметно измен тьс ).equal time intervals between beats. In order to correct the difference in the arrival times of the will, due to the inconsistency of the drop height and different falling times, a special correction device is provided in the station recorder. In the prototype, in addition to the inconsistency of dropping the load, there are also differences in the time the load falls, since the load drop is not free. This is due to the fact that, due to the torque limitation, the electromagnetic clutches are located in the gearbox and the load, pad, additionally rotates the system of pulleys and gears of transmission and overcomes the friction of the clutch discs (for hydraulic installations, the load, pad, moves the piston of the cylinder in the cylinder, and depending on the viscosity of the oil, which varies with temperature, and friction of the cylinder against the cylinder wall, the time of fall may also vary considerably).

Таким образом, в известных устройствах не обеспечиваетс посто нство высоты подъема груза и его свободное падение, а следовательно исключаетс их применение в режиме.синхронпого накоплени без специальных регистрирующих устройств, корректирующих разброс времени ударов, и синхронна работа нескольких установок на профиле.Thus, in the known devices, the height of the lifting of the load and its free fall are not ensured, and therefore their use in the synchronous accumulation mode without special recording devices, correcting the variation of the impact time, and the synchronous operation of several installations on the profile are excluded.

Целью изобретени вл етс обеспечение синхронного накоплени сейсмических сигналов при многократных ударах груза по грунту за счет выдерживани посто нной высоты подъема груза над уровнем грунта и его свободного падени .The aim of the invention is to provide a synchronous accumulation of seismic signals with repeated impacts of the load on the ground by maintaining a constant height of the load lifting above the ground and its free fall.

Цель достигаетс тем, что в известном устройстве возбуждени сейсмических волн падающим грузом трос, прикрепленный к грузу , пропущен через шкив, закрепленный на перемещающейс опоре, взаимодействующей с фиксатором заданной длины троса, а лебедка лебедочного механизма снабжена дополнительным приводом, и к ней непосредственно присоединены электромагнитные муфты.The goal is achieved by the fact that in a known seismic wave excitation device, a cable attached to a load is passed through a pulley attached to a moving support that interacts with a lock of a given cable length, and the winch is equipped with an additional drive and electromagnetic couplings are directly attached to it. .

На фиг. 1-3 представлены соответственно вид сбоку, вид сзади и вид сверху предложенного устройства.FIG. 1-3 are respectively a side view, a rear view and a top view of the proposed device.

Устройство возбуждени сейсмических сигналов состоит из лебедки 1, на которую наматываетс подъемный трос 2, другим концом присоединенный к грузу 3. Привод лебедки 1 осуществл етс от двигател через редуктор и цепную передачу 4, передающую вращающий момент от двигател на ось лебедки 5. На оси лебедки 5 расположены ведуща 6 и тормозна 7 электромагнитные муфты. Ведуща муфта 6 соедин ет ось лебедки с ее барабаном , который установлен на подшипниках , а тормозна муфта 7 соедин ет барабан лебедки с опорой 8, неподвижно соединенной с рамой транспортного средства. В св зи с тем, что серийно выпускаемые электромагнитные муфты имеют значительные остаточные моменты и трение в дисках, что может произвольно замедл ть падение груза 3, на лебедке установлен дополнительный привод в виде шестерни 9, посто нно зацепленной с шестерней 10, причем шестерн 9 электромагнитной муфтой 11 соедин етс с общей трансмиссией . Трос 2, соедин ющий груз 3 с лебедкой проходит через дополнительный шкив 12, который укреплен на вращающейс опоре 13. Опора 13 вместе с дополнительным шкивом 12 может поворачиватьс на определенный угол на оси 14. Шкив 12 с опорой 13 опираетс на тарельчатые пружины 15. Цри преодолении силы сопротивлени тарельчатых пружин 15 и повороте опоры 13 происходит включение измерител длины наматываемого на лебедку троса. Это включение может быть электрическое либо механическое. Измеритель также может быть различной конструкции- электронный или механический. В качестве примера приведен простой механический измеритель, состо щий из мерного колеса 16, выключател 17 и возвратного механизма 18, возвращающего колесо 16 в исходное положение . Расположенное на одной оси 14 с дополнительным шкивом 12 фрикционное колесо 19 при повороте опоры 13 и шкива 12, преодолевающих сопротивление пружин 15, входит в соприкосновение с мерным колесом 16, заставл его вращатьс . Соотношение диаметров фрикционного 19 и мерного 16 колес должно быть такое, чтобы весь подъем укладывалс В один оборот мерного колеса 16. На мерном колесе 16 имеетс контакт 20 и устройство - пружина 18 - возврашающее колесо 16 в исходное положение.The seismic signal excitation device consists of a winch 1, onto which a lifting cable 2 is wound, connected at the other end to the load 3. Winch 1 is driven from the engine through a gearbox and chain transmission 4, which transmits torque from the engine to the winch axis 5. On the winch axis 5 are located leading 6 and brake 7 electromagnetic clutches. The driving clutch 6 connects the winch axis with its drum, which is mounted on bearings, and the brake clutch 7 connects the winch drum to a support 8 fixedly connected to the vehicle frame. Due to the fact that commercially available electromagnetic clutches have significant residual moments and friction in the discs, which can arbitrarily slow down the fall of the load 3, an additional drive is mounted on the winch in the form of gear 9, which is permanently engaged with gear 10 clutch 11 is connected to a common transmission. The cable 2 connecting the load 3 to the winch passes through an additional pulley 12, which is fixed on the rotating support 13. The support 13 together with the additional pulley 12 can rotate at a certain angle on the axis 14. The pulley 12 with the support 13 rests on the cup springs 15. Tsri overcoming the resistance of the disc springs 15 and turning the support 13, the length gauge of the cable to be wound on the winch is turned on. This inclusion may be electrical or mechanical. The meter can also be of various designs, electronic or mechanical. As an example, a simple mechanical meter is shown, consisting of a measuring wheel 16, a switch 17 and a return mechanism 18, which returns the wheel 16 to its original position. Located on the same axis 14 with the additional pulley 12, the friction wheel 19, when rotating the bearing 13 and the pulley 12, overcoming the resistance of the springs 15, comes in contact with the measuring wheel 16, causing it to rotate. The ratio of the diameters of the friction 19 and the measuring 16 wheels must be such that the entire lift fits into one revolution of the measuring wheel 16. At the measuring wheel 16 there is a contact 20 and a device — a spring 18 — returning the wheel 16 to the initial position.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При включении муфты 6 по сигналу с сейсмостанщии вращающий момент от вала лебедки передаетс на барабан лебедки. При вращении барабана, на котором закреплен подъемный трос 2, вначале выбираетс слабина троса 2. Когда трос 2 нат нетс с силой большей , чем сопротивление тарельчатых пружин 15, опора 13 СО шкивом, преодолева сопротивление Пружин 15, поворачиваетс вокруг оси 14. Фрикционное колесо 19 прижимаетс к мерному колесу 16 и мерное колесо 16 начинает вращатьс . После поворота колеса на определенный, заранее установленный угол, соответствующий необходимой высоте подъема груза 3, контакт 20 замыкает выключатель 17, выключающий муфту 6 и включающий тормозную муфту 7. В результате этого груз подн т на заданную высоту и удерживаетс тормозом 7 на этой высоте. При замыкании контакта боевой линии (в регистраторе сейсмостанции) муфта 7 выключаетс и груз 3 падает. Одновременно включаетс муфта 11 и через пару шестерен 9 и 10 вращает барабан лебедки 1, разматыва трос 2 со скоростью несколько превышающей скорость размотки троса при падении. Это обеспечивает свободное падение -груза. В начале падени груза тарельчатые пружины 15 отталкивают фрикционное колесо 19 от мерного 16 и последнее механизмом 18 устанавливаетс в исходное положение. Дл предотвращени чрезмерного разматывани троса в момеит удара груза о землю тормоз 7 вновь включаетс и тормозит барабан лебедки 1, а муфта 11 выключаетс . Выключение тормоза осуществл етс ПО сигналу сейсмостанции, включающему муфту 6 на нодъем груза 3. После этого весь процесс повтор етс . Поскольку мерное колесо 16 всегда леред подъемом груза 3 находитс в исходном положении и начинает вращатьс только после преодолени сопротивлени пружин 15 и поворачиваетс всегда на один и тот же угол, на барабан лебедки 1 после выбора слабины троса 2 всегда наматываетс одно и то же количество (длина) троса независимо от изменений рельефа от точки к точке, положени поверхности относительно рамы автомобил и его колес и даже независимо от раст жени троса.When coupling 6 is activated, a torque from the winch shaft is transmitted to the winch drum by a signal from a seismic station. When the drum, on which the lifting cable 2 is attached, is rotated, the slack of the cable 2 is selected first. When the cable 2 is tensioned with a force greater than the resistance of the disc springs 15, the bearing 13 uses a pulley to turn around the axis 14 with the pulley. The friction wheel 19 pressed against the measuring wheel 16 and the measuring wheel 16 begins to rotate. After turning the wheel to a certain predetermined angle corresponding to the required height of the load 3, contact 20 closes the switch 17, turning off the clutch 6 and turning on the brake clutch 7. As a result, the load is lifted to the specified height and held by the brake 7 at this height. When the combat line contact closes (in the seismic recorder), clutch 7 is turned off and load 3 falls. At the same time, the clutch 11 is turned on and after a pair of gears 9 and 10 rotates the drum of the winch 1, unwinding the cable 2 at a speed slightly higher than the speed of unwinding the cable when it falls. It provides free drop shipping. At the beginning of the fall of the load, the cup springs 15 push the friction wheel 19 away from the measuring 16 and the latter is set in the initial position by the mechanism 18. In order to prevent excessive unwinding of the cable during the moment of impact of the load on the ground, the brake 7 is re-engaged and the drum of the winch 1 is braked and the coupling 11 is turned off. Brake deactivation is carried out according to the signal of the seismic station, which turns on the coupling 6 to load load 3. After that, the whole process is repeated. Since the measuring wheel 16 is always leed by lifting the load 3 is in the initial position and begins to rotate only after overcoming the resistance of the springs 15 and turns always at the same angle, the same quantity is always wound on the drum of the winch 1 after selecting the slack of the cable 2 The cable is independent of the changes in terrain from point to point, the position of the surface relative to the frame of the car and its wheels, and even regardless of the stretching of the cable.

Посто нство длины троса, наматываемого на лебедку, благодар -применению измерител длины «аматывани троса, -срабатывающего после прео-долени определенного усили пружин, и опережающее разматывание троса при падении груза обеснечивают совместную синхронную работу на -профиле нескольких установок и синхронное накопление воздействий одной установки. При этом исключаетс необходимость в специальной регистрирующей а-ппаратуре с коррекцией накапливаемых сигналов на разность высот сбрасывани и торможение щи падении.The length of the cable winded on the winch is due to the use of the cable averaging meter, working after a certain force of the springs, and anticipating the unwinding of the cable when the load is dropped, synchronous joint work on the profile of several units and simultaneous accumulation of the effects of one installation . This eliminates the need for a special recording a-parameter with the correction of accumulated signals on the difference in drop heights and inhibition of falling.

Claims

1. US Patent No. 3322230 Cl. 181-5, 1967.

2. US patent number 3393763 cl. 181-5, 1968.

3. US Patent No. 2851121 Cl. 181-5, 1958. (-prototype).

CPus.l

// jff 179 f

A I 1 1 /

3 16