UA80477C2 - Method for exciting seismic vibrations - Google Patents
Method for exciting seismic vibrations Download PDFInfo
- Publication number
- UA80477C2 UA80477C2 UAA200509649A UAA200509649A UA80477C2 UA 80477 C2 UA80477 C2 UA 80477C2 UA A200509649 A UAA200509649 A UA A200509649A UA A200509649 A UAA200509649 A UA A200509649A UA 80477 C2 UA80477 C2 UA 80477C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- active
- converter
- reactive
- pulse
- rotation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Запропонований винахід відноситься до галузі геофізики і може бути використаний для збудження пружних 2 хвиль при сейсмічних дослідженнях.The proposed invention relates to the field of geophysics and can be used to excite elastic 2 waves during seismic research.
Відомий спосіб збудження сейсмічних хвиль, який грунтується на електромагнітному прискоренні тягаря, що падає, який виготовлений з магнітного матеріалу і рухається уздовж направляючих у колоні з немагнітного материалу, при цьому після звільнення для вільного падіння тягар прискорюється за допомогою електромагнітів, які розташовані уздовж колони, і автоматично повертається у верхнє положення після удару по землі |11. 70 Недоліками способу є невисокі точність синхронізації і частота повторення силових імпульсів.A known method of excitation of seismic waves is based on the electromagnetic acceleration of a falling load, which is made of magnetic material and moves along guides in a column of non-magnetic material, while after being released for free fall, the load is accelerated with the help of electromagnets located along the column, and automatically returns to the upper position after hitting the ground |11. 70 The disadvantages of the method are the low accuracy of synchronization and the frequency of repetition of power pulses.
Відомий спосіб створення механічних коливань, в тому числі для сейсморозвідки, в якому формують електричний імпульс та подають його на електромеханічний, наприклад, електродинамічний перетворювач, в якому здійснюють пряме електродинамічне перетворення електричного імпульсу в імпульс сили, прикладений між об'єктом та розташованою над ним інертною масою, при цьому імпульс сили утворюється безпосередньо в 12 момент проходження електричного імпульсу |21.A known method of creating mechanical oscillations, including for seismic exploration, in which an electric pulse is formed and fed to an electromechanical, for example, an electrodynamic converter, in which a direct electrodynamic conversion of an electric pulse into a force pulse applied between the object and an inert object located above it is carried out mass, while the force pulse is formed directly at the 12 moment of passage of the electric pulse |21.
Недоліком способу є невисокий ККД в зв'язку з втратами енергії в перетворювачі, зумовленими необхідністю формування електричного імпульсу, тривалість якого повинна бути не меншою тривалості імпульсу сили, необхідної для ефективного проведення сейсмічних досліджень.The disadvantage of the method is low efficiency in connection with energy losses in the converter, caused by the need to form an electrical pulse, the duration of which should not be less than the duration of the pulse of force necessary for effective seismic research.
Відомий спосіб збудження сейсмічних хвиль з використанням електромеханічного перетворювача, що має активну і реактивну частини та обмотку керування рухом реактивної частини, який складається зі створення запасу кінетичної енергії в реактивній частині перетворювача і передачі силової дії на досліджуване середовище за допомогою механічно зв'язаної з ним активної частини при подачі електричного імпульсу на обмотку керування, при цьому активну і реактивну частини установлюють з можливістю обертання однієї відносно одної і кінетичну енергію запасають шляхом приведення реактивної частини в обертовий рух, зокрема с обертання її з постійною швидкістю |З. Ге)There is a known method of exciting seismic waves using an electromechanical transducer, which has active and reactive parts and a winding for controlling the movement of the reactive part, which consists of creating a reserve of kinetic energy in the reactive part of the transducer and transmitting the force action to the medium under study with the help of an active mechanically connected to it parts when an electric pulse is applied to the control winding, while the active and reactive parts are set with the possibility of rotation relative to each other and kinetic energy is stored by bringing the reactive part into a rotating motion, in particular by rotating it at a constant speed |Z. Gee)
До недоліків способу відносяться низький ККД, що пов'язано зі втратами енергії у перетворювачі при формуванні імпульсу сили і при передачі енергії від рухомої реактивної частини до нерухомої активної частини, а також складність і ненадійність конструкції в зв'язку з необхідністю використання спеціального приводу для запасання кінетичної енергії в реактивній частині перетворювача. вThe disadvantages of the method include low efficiency, which is associated with energy losses in the converter during the formation of a force pulse and during the transfer of energy from the moving reactive part to the stationary active part, as well as the complexity and unreliability of the design due to the need to use a special drive for storage kinetic energy in the reactive part of the converter. in
Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб збудження сейсмічних хвиль с використанням ча електромеханічного перетворювача, який має активну та реактивну частини, установлені з можливістю обертання однієї відносно одної, що включає формування і подачу електричного імпульсу на обмотки З перетворювача, передачу силової дії на досліджуване середовище за допомогою механічно зв'язаної з ним Га») активної частини, при цьому активну і реактивну частини установлюють одну відносно одної в початкове 325 положення, відповідне початковій індуктивності перетворювача, яка перевищує її мінімальне значення, со здійснюють обертання активної частини і одночасну силову дію на середовище шляхом подавання електричного імпульсу на обмотки перетворювача, причому тривалість дії імпульсу електричного струму установлюють меншою або рівною тривалості зміни індуктивності перетворювача від початкової до максимальної величини в « процесі обертання, крім того між активною і реактивною частинами попередньо створюють статичне зусилля |4). ЗThe closest technical solution is the method of excitation of seismic waves using an electromechanical transducer, which has active and reactive parts, installed with the possibility of rotating one relative to the other, which includes the formation and supply of an electric pulse to the windings of the transducer, the transmission of force to the medium under investigation using mechanically connected to it Ha") of the active part, while the active and reactive parts are set relative to each other in the initial 325 position, corresponding to the initial inductance of the converter, which exceeds its minimum value, so the rotation of the active part and simultaneous force action on the medium are carried out by supply of an electric pulse to the windings of the converter, and the duration of the action of the electric current pulse is set to be less than or equal to the duration of the change in the inductance of the converter from the initial to the maximum value in the process of rotation, in addition, between the active and reactive parts, a pre-created and static force |4). WITH
До недоліків способу |4), який вибрано за прототип, відносяться складність, недостатня надійність і с обмеженість його використання в полімпульсному режимі у зв'язку з необхідністю виконання після кожногоThe disadvantages of the method |4), which was chosen as a prototype, include complexity, insufficient reliability, and the limitation of its use in the polypulse mode due to the need to perform after each
Із» імпульсу операції установлення активної частини відносно реактивної в початкове положення, яке пов'язане з залежністю індуктивності перетворювача від їх взаємного кута повороту, а також у зв'язку з необхідністю спеціального установлення тривалості імпульсу електричного струму, відповідної тривалості зміни індуктивності в процесі обертання від початкової до максимальної величини, що також є складною у виконанні та ненадійною бо операцією у зв'язку з інерційністю роботи вузлів пристрою при дослідженні середовища з різними чи змінними в ав! процесі роботи характеристиками, наприклад, жорсткості грунту.From" the pulse of the operation of setting the active part relative to the reactive part in the initial position, which is related to the dependence of the inductance of the converter on their mutual angle of rotation, as well as due to the need to specially establish the duration of the electric current pulse, corresponding to the duration of the change in inductance during rotation from from the initial to the maximum value, which is also difficult to perform and an unreliable operation due to the inertia of the device's nodes when investigating the environment with different or variable in av! characteristics of the work process, for example, the stiffness of the soil.
В основу винаходу покладена задача вдосконалення способу збудження сейсмічних хвиль шляхом шк спрощення операцій, зокрема, усунення залежності операції установлення активної частини відносно реактивної -І 20 в початкове положення від індуктивності перетворювача, а також усунення операції спеціального установлення тривалості імпульсу електричного струму в залежності від параметрів перетворювача, зокрема, його тм індуктивності та швидкості її зміни в процесі повороту активної частини, що забезпечує підвищення надійності, спрощення конструкції, а також сприяє використанню способу в полімпульсному режимі, розширює можливості його реалізації за допомогою більш широкого класу електромеханічних перетворювачів. 25 Поставлена задача вирішується тим, що згідно способу збудження сейсмічних хвиль з використаннямThe invention is based on the task of improving the method of excitation of seismic waves by simplifying operations, in particular, eliminating the dependence of the operation of setting the active part relative to the reactive part -I 20 to the initial position on the inductance of the converter, as well as eliminating the operation of specially setting the duration of the electric current pulse depending on the parameters of the converter , in particular, its tm of inductance and the speed of its change during the rotation of the active part, which provides increased reliability, simplified design, and also contributes to the use of the method in multipulse mode, expands the possibilities of its implementation with the help of a wider class of electromechanical converters. 25 The task is solved by the fact that according to the method of excitation of seismic waves using
ГФ) електромеханічного перетворювача поворотного типу, який має активну та реактивну частини, установлені з можливістю обертання однієї відносно одної, що включає формування і подавання імпульсів електричного о струму на електромеханічний перетворювач, поворот активної частини і одночасну силову дію на досліджуване середовище за допомогою механічно зв'язаної з ним активної частини, згідно винаходу, подавання імпульсів 60 електричного струму здійснюють незалежно від взаємного положення активної та реактивної частин в межах робочого кута повороту їх однієї відносно одної.GF) of an electromechanical converter of a rotary type, which has active and reactive parts, installed with the possibility of rotation one relative to the other, which includes the formation and supply of electric current pulses to the electromechanical converter, the rotation of the active part and the simultaneous force effect on the studied medium with the help of mechanical connections of the active part connected to it, according to the invention, the supply of electric current pulses 60 is carried out regardless of the relative position of the active and reactive parts within the working angle of their rotation relative to each other.
У порівнянні з прототипом запропонований спосіб характеризується наявністю таких відзнак: - подавання електричного імпульсу здійснюється незалежно від взаємного положення активної і реактивної частин в межах робочого кута повороту їх однієї відносно одної, таким чином здійснюється усунення залежності бо операції установлення активної частини відносно реактивної перед кожним імпульсом від параметрів перетворювача, зокрема, від його індуктивності; - усунення залежності операції установлення тривалості електричного струму, відповідної тривалості зміни індуктивності в процесі повороту активної частини від початкової до максимальної.In comparison with the prototype, the proposed method is characterized by the presence of the following features: - the supply of an electric pulse is carried out regardless of the relative position of the active and reactive parts within the working angle of their rotation relative to each other, thus eliminating the dependence because the operation of setting the active part relative to the reactive part before each pulse from parameters of the converter, in particular, from its inductance; - eliminating the dependence of the operation of establishing the duration of the electric current, corresponding to the duration of the inductance change during the rotation of the active part from the initial to the maximum.
Всі відміни є суттєвими і забезпечують вирішення поставленої задачі. На фіг.1 показана схема для здійснення способу збудження сейсмічних хвиль.All cancellations are essential and ensure the solution of the task. Fig. 1 shows a scheme for implementing a method of excitation of seismic waves.
Згідно схеми збудження сейсмічних хвиль здійснюється електромеханічним перетворювачем, який складається з активної частини 1 і реактивної частини 2, який встановлений на опорі 4 випромінювача 3, опора 4 жорстко закріплена на плиті випромінювача 3, до опори 4 шарнірно приєднаний важель 5, який жорстко 70 зв'язаний з активною частиною 1 перетворювача. На опорі 4 установлений демпфер б, який має контакт з реактивною частиною 2 перетворювача. Генератор електричних імпульсів 7 електричне під'єднаний до електромеханічного перетворювача. Важель 5 встановлений у наведеній схемі в положення, близьке до горизонтального, для здійснення збудження коливань плитою випромінювача З в вертикальному напрямку, тобто для збудження поздовжніх коливань.According to the scheme, the excitation of seismic waves is carried out by an electromechanical converter, which consists of an active part 1 and a reactive part 2, which is installed on the support 4 of the emitter 3, the support 4 is rigidly fixed on the plate of the emitter 3, the lever 5 is hinged to the support 4, which is rigidly 70 connected to the active part 1 of the converter. Damper b is installed on support 4, which has contact with the reactive part 2 of the converter. The electric pulse generator 7 is electrically connected to the electromechanical converter. The lever 5 is installed in the given scheme in a position close to horizontal, for the excitation of oscillations by the radiator plate C in the vertical direction, that is, for the excitation of longitudinal oscillations.
Спосіб збудження сейсмічних хвиль здійснюють наступним чином.The method of excitation of seismic waves is carried out as follows.
При подаванні імпульсу електричного струму на електромеханічний перетворювач від генератора імпульсів 7 в перетворювачі виникає імпульсний обертовий момент, що діє на активну 1 та реактивну 2 частини перетворювача (напрямки дії моменту показані на фиг.1 стрілками). Цей обертовий момент створює поворот активної частини 1 відносно реактивної частини 2. За допомогою важеля 5 через опору 4 обертовий момент го перетворюється в силовий імпульс поступального руху плити випромінювача З, яка діє на досліджуване середовище. Важель 5 за час дії імпульсу відхиляється на незначний кут (близько 1 градуса), при цьому перетворювач, який є інертною масою, здійснює переміщення в напрямку, протилежному перемещению плити випромінювача 3. Обертовий момент, що діє на реактивну частину 2 перетворювача, також спричиняє незначне зміщення реактивної частини, при цьому кут повороту за час дії імпульсу в багато разів (реально на 2-3 сч ов порядка) менше, ніж активної частини 1 завдяки тому, що момент інерції реактивної частини 2, в якій зосереджена основна частка інертної маси перетворювача, в багато разів більше момента інерції активної і) частини 1.When an electric current pulse is applied to the electromechanical converter from the pulse generator 7, a pulsed torque occurs in the converter, acting on the active 1 and reactive 2 parts of the converter (the directions of the moment are shown in Fig. 1 by arrows). This torque creates a rotation of the active part 1 relative to the reactive part 2. With the help of the lever 5, through the support 4, the torque h is transformed into a force pulse of translational movement of the radiator plate Z, which acts on the medium under study. During the duration of the pulse, the lever 5 is deflected by a small angle (about 1 degree), while the converter, which is an inert mass, moves in the direction opposite to the movement of the emitter plate 3. The torque acting on the reactive part 2 of the converter also causes a small displacement of the reactive part, while the angle of rotation during the duration of the pulse is many times (actually by 2-3 orders of magnitude) smaller than that of the active part 1 due to the fact that the moment of inertia of the reactive part 2, in which the main part of the inert mass of the converter is concentrated, many times more than the moment of inertia of active i) part 1.
Після завершення дії електричного імпульсу та обертового моменту дія на середовище і збудження сейсмоіїмпульсу ще деякий час продовжується за рахунок кінетичної енергії, яка була накопичена в активній М зо частині за час дії електричного імпульсу, і припиняється при зупиненні зміщення активної частини. Таким чином тривалість імпульсу електричного струму буде меншою тривалості механічної силової дії на досліджуване - середовище, завдяки чому електричні втрати енергії в перетворювачі зменшуються, що підвищує ККД «г перетворення енергії.After the action of the electric pulse and torque has ended, the effect on the environment and the excitation of the seismic pulse continues for some time due to the kinetic energy that has been accumulated in the active Mzo part during the action of the electric pulse, and stops when the displacement of the active part stops. In this way, the duration of the electric current pulse will be shorter than the duration of the mechanical force action on the medium under investigation, due to which the electrical energy losses in the converter are reduced, which increases the efficiency of energy conversion.
Після закінчення сейсмоімпульсу активна частина перетворювача повертається в початкове положення, а за о зв рахунок демпфера 6 повертання здійснюється плавно, без удару. В разі роботи в полімпульсному режимі со можливе здійснення сейсмоіїмпульсів до повернення перетворювача в початкове положення. При проведенні серії сейсмоіїмпульсів в полімпульсному режимі кут повороту важеля може або збільшуватися від імпульсу до імпульсу, в цьому випадку кількість імпульсів в серії повинна бути обмежена, або залишатися на визначеному рівні, що не перевищує допустимий, тобто в полімпульсному режимі робота пристрою може бути тривалою. Ці « режими встановлюються в залежності від співвідношення потрібних параметрів роботи і параметрів пристрою. з с Як електромеханічні перетворювачі можуть бути використані електричні машини, в яких величина обертового моменту не залежить від кута взаємного зміщення активної і реактивної частин, наприклад, двигун постійного ;» струму та інш., а також електромеханічний перетворювач параметричного типу, у якого обертовий момент залежить від кута повороту. В останньому випадку робочий діапазон кута повороту активної частини відносно реактивної визначається конструктивними особливостями перетворювача.After the end of the seismic pulse, the active part of the transducer returns to its initial position, and thanks to the damper 6, the return is carried out smoothly, without impact. In the case of operation in the polypulse mode, it is possible to carry out seismic pulses before returning the converter to its initial position. When conducting a series of seismic pulses in the polypulse mode, the angle of rotation of the lever can either increase from pulse to pulse, in this case, the number of pulses in the series must be limited, or remain at a certain level, which does not exceed the permissible level, that is, in the polypulse mode, the operation of the device can be long. These "modes are set depending on the ratio of the required operating parameters and device parameters. with c Electric machines can be used as electromechanical converters, in which the value of the torque does not depend on the angle of mutual displacement of the active and reactive parts, for example, a DC motor;" current, etc., as well as an electromechanical converter of the parametric type, in which the torque depends on the angle of rotation. In the latter case, the working range of the angle of rotation of the active part relative to the reactive part is determined by the design features of the converter.
Го! Запропонований спосіб може знайти ефективне і успішне використання у сейсморозвідці як для збудження поздовжних, так і поперечних хвиль. Позитивний ефект від застосування запропонованого винаходу полягає в о спрощенні конструкції, можливості використання способу в полімпульсному режимі, реалізації за допомогою їх більш широкого класу електромеханічних перетворювачів, в підвищенні економічності робіт і надійності устаткування, що забезпечує ефективність сейсморозвідки в цілому.Go! The proposed method can find effective and successful use in seismic exploration both for the excitation of longitudinal and transverse waves. The positive effect of the application of the proposed invention consists in the simplification of the design, the possibility of using the method in polypulse mode, its implementation with the help of a wider class of electromechanical converters, in increasing the economy of work and the reliability of the equipment, which ensures the effectiveness of seismic exploration as a whole.
Ш- Бібліографічні дані джерел інформації:Sh- Bibliographic data of sources of information:
І 1. Пат. США Мо3302744, кл. 181-05. Опубл. 1967 г. 2. Авт. Свид. СССР Мо475580, кл. 301М1/14. Опубл. 19.09.75 г. 3. Пат. Российской Федерации Мо2018880, кл. 501М1/02. Опубл. 30.08.94, бюл. Мо16. 5Б 4. Пат. України Мо57841 кл. 501М1/02, 01М1/135, (501М1/143, 501М1/157. Опубл. 15.07.2003, бюл. о Мо7 (прототип). оAnd 1. Pat. USA Mo3302744, cl. 181-05. Publ. 1967. 2. Author. Evidence USSR Mo475580, cl. 301M1/14. Publ. 19.09.75 3. Pat. Российский Федерации Mo2018880, class 501M1/02. Publ. 30.08.94, Bull. Mo16. 5B 4. Pat. of Ukraine Mo57841 cl. 501M1/02, 01M1/135, (501M1/143, 501M1/157. Publ. 07.15.2003, bull. o Mo7 (prototype). o
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200509649A UA80477C2 (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Method for exciting seismic vibrations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200509649A UA80477C2 (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Method for exciting seismic vibrations |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA80477C2 true UA80477C2 (en) | 2007-09-25 |
Family
ID=38799552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200509649A UA80477C2 (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Method for exciting seismic vibrations |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA80477C2 (en) |
-
2005
- 2005-10-14 UA UAA200509649A patent/UA80477C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4890245B2 (en) | Small electric appliance having an electric motor for generating vibration displacement | |
| JP2000167783A (en) | Hand-held drill and/or chisel device | |
| US20200063707A1 (en) | Vernier permanent magnet linear generator | |
| UA80477C2 (en) | Method for exciting seismic vibrations | |
| JP2009296734A (en) | Oscillating generator | |
| RU2171478C1 (en) | Pulse non-explosive seismic source with electromagnetic drive | |
| Pandell et al. | Design of a piezoelectric caterpillar motor | |
| RU2488848C1 (en) | Method of exciting seismic waves | |
| US11703808B2 (en) | Watch with mechanical or electronic movement provided with a striking mechanism | |
| EP3887669A1 (en) | A vernier permanent magnet linear generator | |
| SU475580A1 (en) | Mechanical vibration mode | |
| UA57841C2 (en) | Method and device for exciting seismic waves | |
| RU2476910C1 (en) | Seismic vibrator | |
| RU2018880C1 (en) | Method of exciting seismic waves | |
| RU2192346C2 (en) | Electromagnetic percussion action machine | |
| SU1182461A1 (en) | Active unit of electrodynamic source of seismic signals | |
| Repetto et al. | Multicriteria design of an electromagnetic hammer | |
| RU2365430C1 (en) | Device for vibration excitation | |
| US20220149711A1 (en) | System for generating a linear movement | |
| Neyman et al. | The processes of energy transformation in a two-coil synchronous electromagnetic shock machine | |
| UA57803C2 (en) | Method for exciting seismic waves | |
| SU857353A2 (en) | Vibrating hammer | |
| Ueno et al. | 206 Development of Precise Positioning Device using Iron-Gallium Alloy | |
| RU2379422C1 (en) | Electric hammer | |
| Neyman et al. | Linear electromagnetic drive of impact machines with retaining striker |