Источник сейсмических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИН И 9) И 1) А 3(59 6 01 Ч 1 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторскоебюро сейсмической техники(56) 1, Патент США Р 3516509,кл 6 01 Ч 1/02, опублик. 1970.2. Патент США 9 3215223,кл. С 01 Ч 1/04, опублик 1965.3, Авторское свидетельство СССРР 551581, кл. С 01 Ч 1/02, 1974(54)(57) 1, ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий транспортное средство, систему управления, емкости с горючим.и окислителем, устрой" ство подготовки и подачи взрывчатой смеси, линии связи и взрывную камеру с рабочим и демпферным объемами,состоящую иэ опорной плиты, обечай-. ки, крышки и центрального штока, соосной со штоком реактивной массы, сопряженной со штоком с возможностью возвратно-поступательного перемеще. ния по нему, о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что, с целью повьзаения эффективности источника путем увеличения надежности контакта опорной плиты с грунтом в процессе движения транспортного средства, он снабжен разме. ценным между реактивной массой и опорной плитой подвижно сопряженным с обечайкой и крышкой корпусом,на который оперта реактивная масса, при этом в корпусе выполнены расточки,ж. образующие в сопряжении с крышкой щ и опорной плитой демпферный и рабочий объемы.2Источник по и. 1, о т л и ч ам и н й с н тем, чтс центрнльнмй шток выполнен полым и снабжен каналами, соединяющими полость штока с демпферным объемом.Изобретение относится к устройствам для возбуждения сейсмических сигналов за счет импульсного воздействия на грунт с целью сейсморазвердки на нефть и газ.Известно устройство для возбуждения сейсмических сигналов за счет импульсного воздействия на грунт, содержащее транспортное средстно, систему управления, емкости с горючим иокислителем, устройство подго тонки и подачи взрывчатой смеси, взрывную камеру, опорную плиту, образующую с обечайкой и подвижно сопряженной с ней реактивной массой рабочую камеру, 15После остановки транспортного средства взрывная камера опускается на грунт в заданном пункте возбуждения, В рабочую камеру подается взрыв. чатая смесь, после подрыва которой 20 опорная плита оказывает воздействие на грунт, а реактивная масса, переме. щаясь внерх, сжимает демпфирующие Устройства и из-за большой кинетической энергии увлекает вверх всю 25 взрывную камеру, которая затем под действием своего веса плавно опускается на грунт, и цикл повторяется Ц.К недостаткам известного устройства относятся зависимость параметров нзрывной камеры от грузоподъемности, габаритов и конструкции транспортного средства, практически отсутствие возможности работы в процессе движения транспортного средства, Зс сложность конструкции, обусловленная наличием направляющих, устройств подъема, опускания и фиксирования нэрывной камеры н транспортном положении. 40Известен также безоткатный источник сейсмических сигналов, н котором взрывная камера выполнена в виде цилиндрического полого корпуса, закрытого по торцам крышками, внутри кото рого подвижно установлены реактивная масса и поршень со штоком, Опорная плита выполнена вне корпуса и связана с торцом штока, Поршень и реактивная масса в сопряжении с корпусом, образуют три камеры; рабочую камеру и две демпферные камеры, одна из которых размещается между поршнем и нижней крышкой корпуса, а другая между реактивной массой и верхней крышкой, Рабочая камера через устройство подготовки и подачи взрывчатой. смеси, линии связи соединена с емкостями с горючим и окислителем, с системой продувки и через выхлопной клапан - с атмосферой. Нижняя демп ферная камера через систему клапанов соединена с источником сжатого воздуха с атмосФерой, а верхняя через обратный клапан и канал в корпусе с атмосферой. Источник позволяет осуществлять безотказную работу исполнительного механизма 2 .Однако указанный источник характеризуется сложностью конструкции, обусловленной наличием клапанов регулирования параметров в демпферных камерах, наличием специальной системы продувки рабочей камеры сжатым ноздухом; отсутствием возможности работы во время движения, обусловленным конструктивным выполнением опорной плиты и взрывной камеры в целом, находящейся перед воздействием н поднятом положении, и непостоянством расстояния от грунта при движении по профилю, которое привело бы к несинхронности воздействий; ограничен-ф ной мощностью воздействия, так как максимальное давление заполнения рабочей камеры взрывчатой смесью определяется весом реактивной массы,Наиболее близким к изобретению является источник сейсмических сигналов, содержащий транспортное средство, систему управления, емкости с горючим и окислителем, устройство подготовки и подачи нзрывчатой смеси, инии связи и взрывную камеру с рабочим и демпферным объемами, состоящую из опорной плиты, обечайки, крышки и центрального штока, соосной со . штоком реактинной массы, сопряженной со штоком с возможностью возвратно- поступательного перемещения по нему,После остановки на пункте возбуждения взрывная камера опускается на грунт, взрывча-ая смесь подается в рабочий объем и поджигается, Давление продуктов нзрыва через опорную плиту воздейстнует на грунт и реактивную массу, которая, перемещаясь вверх, сжимает воздух в демпферном объеме. Движущаяся реактивная масса увлекает за собой все элементы взрывной камеры вверх, Чтобы не произошло повторного удара взрывной камеры о грунт, ее опускание демпферируется гидросистемой, Механический КПД источника в основном зависит от величины реактивной массы и массы опорной плиты - чем больше реактивная масса (при прочих равных условиях), тем меньше величина полученной ей при взрыве кинематической энергии (которая при подъеме и опускании взрывной камеры бесполезно гасится дросселирующими устройствами гидро- системы), и, следовательно, тем больше энергии взрыва передается через опорную плиту в грунт.После отработки на одном пункте возбуждения заданного количества воздействий взрывная камера поднимается в транспортное положение, и установка переезжает на следующий пункт возбуждения 3).Однако данный источник имеет невысокую сейсмическую эффективностьиз-за того, что при работе на пересеченной местности, особенно нажестких грунтах, вследствие неплотного прилегания к грунту на взрывнуюкамеру действуют боковые силы, которые вызывают повреждеяие взрывнойкамеры и элементов ее крепления,Этим практически исключается воэможность работы при движении транспортного средства и снижается производительность работ. Кроме того, наличие, 10специальной гидросистемы и кинематической связи взрывной камеры с транспортным средством приводят к усложнению конструкции, снижению ее надежности и к вредному воздействию (шум, 15толчки) на обслуживающий персонал.Цель изобретения - повышениеэффективности источника путем увеличения надежности контакта опорнойплиты с грунтом в процессе движениятранспортного средства.Поставленная цель достигается тем,что источник сейсмических сигналов,содержащий транспортное средство, систему управления, емкости с горючими окислителем, устройство подготовкии подачи взрывчатой смеси, линии свя.зи и взрывную камеру с рабочим идемпферным объемами, состоящую изопорной плиты, обечайки, крышки ицентрального штока, соосной со штоком реактивной массы, сопряженнойсо штоком с возможностью возвратнопоступательного перемещения по нему,снабжен размещенным между реактивноймассой и опорной плитой подвижно 35сопряженным с обечайкой и крышкойкорпусом, на который оперта реактивная масса, при этом в корпусе выполнены расточки образующие в сопряжении с крышкой и опорной плитой демпфдрный и рабочий объемы, а центральный шток выполнен полым и снабженканалами, соединяющими полость што ка с демпферным объемом,На чертеже схематически изображенпредлагаемый источник сейсмическихсигналов,Источник содержит взрывную камеру 1, состоящую из опорной плиты 2,выполненной в виде ходовых полозьев,с обечайкой 3 и центральным штоком 4,на котором коаксиально закрепленакрышка 5. Легкий корпус б телескопически установленный на штоке 4, подвижно сопряжен с обечайками 3, штоком 4 и крышкой 5,Смежные расточки, выполненные вкорпусе б, образуют в сопряжении сопорной плитой 2 и крышкой 5 уплотненные кольцами 7, 8 и 9 соответственно рабочий 10 и демпферный 11 60объемы. Реактивная масса 12 подвижносопряжена со штоком 4 с возможностьювозвратно-поступательного перемещения вдоль его оси и жестко опертана верхний торец коопчса 6. Цент ральная расточка, выполненная в реактивной массе 12, образует с верхним торцом штока 4 уплотненную кольцом 13 буферную камеру 14. Шток 4выполнен полым и соединен каналамис демпферным объемом 11, Рабочий объем 10 снабжен каналом 15 подачи взрывчатой смеси и соединена с атмосферойчерез управляемый продувной клапан16Буферная камера 14 соединена через обратный впускной клапан 17 сатмосферой и по трубопроводу 18 через обратный выпускной клапан 19 идетонационную камеру 20 с каналом 15,Источник содержит также системууправления 21, соединенную линиейсвязи 22 с продувочным клапаном 16и по линии 23 - со свечой зажигания24, установленной в детонационной камере 20. Устройство 25 подготовки иподачи взрывчатой смеси соединенолиниями 26 и 27 с емкостями горючего 28 и окислителя 29, линией 30 - ссистемой управления 21, линией 31через обратный клапан 32 - с детонационной камерой 20. Ходовые полозьяопорной плиты 2 снабжены буксирнымикрюками 33, Полость штока 4 соединена с демпферной камерой 11 радиальными клапанами 34,Источник работает следующим образом.Предварительно демпферный объем 11э аполн яетс я сжатым воздухом под да влением, усилие от которого совместно с весом реактивной массы 12 и корпуса равно или превышает силу давления заполнения рабочего объема 10в эры вч атой сме с ьюОт устройства 25 подготовки и подачи взрывчатой смеси поток взрыв-:чатых компонентов по линйи 31 черезобратный клапан 32 поступает в детонационную камеру 20 и затем по каналу 15 - в рабочий объем 10, продувочный клапан 16 при этом закрыт.От системы управления 21 по линии 23на свечу 24 подается импульс высокого напряжения, в камере 20 смесь загорается, процесс распространяетсяпо каналу 15, в результате взрывчатая смесь в рабочем объеме 10 детонирует, Давление резко возрастает,и опорная плита 2 оказывает на грунтимпульсное воздействие, При этомреактивная сила перемещает вверхкорпус б и жестко опирающуюся на него реактивную массу 12. Кинетическаяэнергия реактивной массы 12 переходит в потенциальную, а кинетическаяэнергия легкого корпуса б расходуется на сжатие воздуха в демпферномобъеме 11. Таким образом, благодаря малой массе движущегося вверх корпуса б (соизмеримой с массой опорной плиты 2 с присоединенными к нейобечайкой 3, штоком 4 и крышкой 5);отрыва опорной плиты от грунта не10737 20 О зо гз 2 б ВНИИ каэ 324/45 Тираж 711 дписное Фил ПП "Патент", г. У од,Прое происходит. Избыточное давление отработавших продуктов сгорания выбрасывается в атмосферу через открывшийся продувочный клапан 16; корпус 6 под действием давления в демпферном объеме 11 возвращается в исходное 5 положение относительно опорной плиты 2. При движении реактивной массы 12 вверх буферная камера 14 расширяется и через обратный клапан 17 заполняется атмосферным воздухом, 10 , Ъат 1 м, двигаясь вниз под действием сиды своего веса, реактивная масса 12 сжимает воздух в камере 14, сжатый воздух по каналам 18 и 15 попадает в рабочий объем 10, вытесняя 15 иэ нее продукты сгорания через клапан 16 в атмосферу, Благодаря наличию сопротивления в клапане 16 и элементах, соединяющих буферную камеру 14 с рабочим объемом, опускание реактивной массы 12 происходит плавно, не оказывая существенного повторного воздействия на грунт. После возвращения реактивной массы в исходное положение продувочный клапан 16 закры 5 вается, источник готов к повторению рабочего циклаПеремещение источника по сейсмическому профилю осуществляется путем буксирования его каким-либо транспортным средством; воздействие напунктах возбуждения может осуществляться либо при остановках, либо непрерывно в процессе движения,Выполнение инертной массы, не связанной при откате демпфирующими устройствами с опорной плитой, выполненной в виде ходовых полозьев, и наличие между реактивной массой.и опорной плитой легкого малоичерционного корпуса обеспечивает постоянное контактирование опорной плиты с грунтом при работе источника, что дает возможность исключить специальные устройства (гидросистему, систему направляющих взрывной камеры и ее фиксирования) конструктивно связывающие взрывную камеру с транспортным средством, т.е, создать автономный буксируемый источник, и, следовательно, обеспечить возможность неограниченного транспортным средством выбора более рациональных параметров инертной массы, площади опсрной плиты, объема и давления заполнения взрывной камеры взрывчатой смесью. Этим повышается сейсмическая эффективность предлагаемого источника,