Сейсмоприемник

(511 4 С 01 У /1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У ЕТЕЛЬ ельство СССР1/16, 1969ьство СССР1/16, 983,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Краснодарский филиал Научноисследовательского института морской геофизики Всесоюзного морского научно-производственного геолого-геофизического объединения по разведке нефти и газа "Союэморгео"(57). Изобретение относится к приборо строению. Предлагаемый пьезоэлектрический сейсмоприемник автоматически ориентируется по направлению силы тя жести при поворотах корпуса за счет использования кольцевои ножевой опоры 5 и подпятника 4 и предназначендля использбвания в протяженных шланговых сейсмоприемниках системах, вособенности при работе на мелководье, Повышение стабильности сейсмоприемника по чувствительности достигается эа счет уменьшения радиальныхсмещений струны 2, что обеспечивает",ся выбором такой геометрии опоры 5и подпятника 4, что рабочие граниподпятника 4 и опоры 5 перпендикулярны друг другу, в то время как наклон рабочей грани опоры к оси прибора выбирается в пределах 5"15Это обеспечивает, с одной стороны,отсутствие затирания и заклиниванияопоры в подпятнике даже при несовпа"денни их рабочих радиусов, а с дру-гой - отсутствие "сползания" опорыпод действием силы тяжести при интенсивных колебаниях, 2 ил.Изобретение относится к приборостроению и может быть использованодля определения механических колебаний грунта, например, при проведении геолого-геофизических работ вполевых условиях, а также для компоновки донных шлангоных приемных уст"ройстн, используемых при проведениисейсмораэведочных работ на мелководье.Цель изобретения " повышение стабильности сейсмоприемника по чувствительности путем уменьшения радиальных смещений струны,На фиг. 1 представлена схематичноконструкция сейсмоприемника, нафиг. 2 - часть конструкции кольцевой ножевой опоры,1Сейсмоприемник содержит деформационный, например, пьезоэлектрический преобразователь 1, струну 2,корпус 3, подпятник 4, подвижнуюопору 5, корпус 6 демпфера, ось 7инертной массы, крышку 8, жидкостьдемпфера 9 и инертную массу 10,Кольцевая ножевая опора содержит (фиг. 2) струну 2, корпус 3 подпятник 4, подвижную опору 5, внешнюю грань 11 опоры, внутреннюю рабочую грань 12 подпятника, основание 13 опоры, внешнюю наклонную грань 14,Деформационный преобразователь 1 выполнен, например, в виде упругого биморфного пьезокерамического элемента, свободный конец которого шарнирно соединен со струной 2, которая удерживает в равновесии подвижную часть сейсмоприемника, состоящую из опоры 5, оси 7 и инертной массы 10.В корпусе 3 эапрессован подпятник4, на который опирается опора 5 подвижной части сейсмоприемника. Приэтом вследствие упругих свойств преобразонателя 1 и веса инертной массы. 10 опора 5 опирается на подпятник4 только в нижней его части. Междуверхними частями опоры 5 и подпятника 4 образуется зазор (не показан),Корпус 3 и крышка 8 герметичносоединены между собой резьбовой частью корпуса демпфера б.Инертная масса 10 напрессована наоси 7 так, что между корпусом 6 демпФера и инертной массой 10 образованзазор около 60 мкм, в когором помещена, например, кремнийорганическаявязкая жидкость демпфера 9, З 5 мым его изгиб, В результате деформации, вызываемой изгибом преобразователя, на его токоведущих обкладкахнакапливаются электрические заряды,величина которых. изменяется пропорционально колебаниям инертной массыотносительно корпуса.Предлагаемая конструкция сейсмоприемника относится к приборам с механическими опорами трения.В данном случае момент трения впаре подпятник - опора непосредственно сказывается на качестве раба"ты прибора,Важно обеспечить стабильное положение струны по оси прибора независимо от угла поворота его корпуса, При этом, необходимо учитывать, что кольцевая ножевая опора испытывает воздействие одновременно двух сил, вызываемых натяжением струны и весом подвижной части прибора, Но,так как реакция опоры, вызываемая натяжением струны, пропорциональна весу инерт 5 10 15 2 а 25 30 Подпятник 4 выполнен иэ твердого, материала, например сталь 45, и имеет дне полированные грани - внутреннюю 12 и ннешнюю 14, наклонную под углом 75-85 к аси, Опора 5 выполнена, например, из бериллиевой бран" зы и снабжена кольцеобраэным плоским основанием 13, расположенным сноей плоскостью перпендикулярно оси прибора, и также имеет наклонную подоуглом 5-15 к аси рабочую внешнюю грань 11, Плоскость основания 13 (фиг. 2) расположена под углом 90 к внутренней грани 13 подпятника 4, Внешняя рабочая грань 14 подпятнике 4 и внешняя грань 11 опоры 5 распоо ложены также под углом 90Сейсмаприемник установлен гори" зонтально на колеблющуюся поверхность, например, грунта и воспринимает вертикальные колебания поверхности корпусам 3 и всеми остальными деталями, жестко связанными с корпусом 9.При этом инертная масса 10, стремясь сохранить первоначальное положение, поворачивается вокруг нижней точки соприкосновения опоры 5 с подпятникам 4, в результате чего струна 2 перемещается по направлению продольной оси сейсмоприемника, Вместе со струной совершает аналогич. ные перемещения свободный конец преобразователя 1, вызывая этим са 12396 б 5ной массы, увеличенному на величинупередаточного отношения подвижнойсистемы, а реакция опоры, вызываемаявесом подвижной части, пропорциональ на весу подвижной системы, уменьшенному на величину ее передаточногоотношения, то реакция опоры от натяжения струны значительно превышаетреакцию опоры от веса подвижной системы. 10Поэтому для стабилизации осевогоположения струны конструкция подпятника выбрана такой, что его внутренняя рабочая грань 12 расположена параллельно. оси прибора и составляет 15оугол 90 с плоскостью основания опоры 5,(фиг, 2),При указанных особенностях конструкции подпятника 4 радиальное смещение струны ограничено величиной 20допуска на размеК по диаметрам опо"ры и подпятника,При изменении угла 90 ф в сторонуувеличения смещение струны увеличивается, при уменьшении смещение не 25изменяется, но увеличивается удельная нагрузка на опору,По аналогичным соображениям выбра.на и конструкция опоры с той лишьразницей, что основание 13 опоры 5расцоложеко перпендикулярно оси приборов. При этом внешняя грань 11 опоры 5 расположена под прямым углом квнешней рабочей грани 14 подпятника 4. Так же, как и в предыдущем слу 35чае,увеличение этого угла вызываетувеличение смещения струны. а умень- .шение способствует увеличениюудельной нагрузки на опору.Кроме этого, расположение внешней рабочей грани подпятника наклонно под углом 75-85 к оси прибораспособствует лавинообразному изменению зазора между подпятником и опорой по окружности от точки их соприкосновения в момент отклонения подвижной системы от горизонтальногоположения, что непосредственно уменьшает воэможность затирания подвижной системы,Увеличение угла наклона рабочейограни подпятника, например, до 90приводит к недопустимому увеличениюпогрешности прибора, появляющейсяза счет неопределенности места касания опоры на подпятнике, которое пе"ремещается радиально в зависимости от угла смещения инерционной мас-сы,Уменьшение угла наклона до величины менее 80 способствует увеличению удельной нагрузки в точке ка" сания опоры и подпятника, что также плохо,Однако изменение угла наклона в пределах технического допуска на веоличину, например, +5 не вызывает практически заметных недостатков в работе прибора, так как оптимальный размер угла наклона выбран с учетом не менее чем трехкратного запаса по отношению к углу смещения подвиж" ной части, который находится в пре" делах 2-3оДостоинством предлагаемого сейсмоприемника является реальное обес-печение его работоспособности эасчет применения кольцевой ножевойопоры новой конструкции при опти"мальном ее взаимном расположениипо отношению к деталям прибора,Уменьшение радиальных смещенийструны до технологически возможныхпределов повьппает стабильность почувствительности и фаэовым характеристикам прибора при его поворотевокруг горизонтальной оси,Экономическая эффективность, пред-,лагаемого сейсмоприемника определяется повышением надежности его работы при эксплуатации эа счет отсутст"вия условий для эатирания подвижнойсистемы, а также повышением процентагодных приборов при изготовлении засчет ослабления требований по номинальному совпадению диаметров опорыи подпятника,Формула изобретенияСейсмоприемник, содержащий корпус, инертную массу, закрепленную на рычаге, снабженном кольцевой ножевой опорой с основанием и рабочей гранью в виде конической поверхности, подпятник с наружной и внутренней гранями, причем наружная грань выполнена в виде конической поверхности, жидкостный демпфер и преобразователь, соединенный с инертной массой посредством струны, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности сейсмоприемника по чувствительности путем уменьшения радиальных смещений струны, угол наклона образующей конической поверхности наружной грани под3 1239 б 65 6пятника к оси выбран в пределах 75- няя грань подпятника выполнена в85 , угол наклона образующей кони- виде цилиндрической поверхности, аческой поверхности рабачей грани опо- основание кольцевой ножевой опорыры выбран в пределах 5-15 , внутрен" перпендикулярно оси рычага,оставитель М.Спасскийехред Л,Олейник Корректор Е,Рощко Редактор И.Рогулич Заказ 3393/47 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна Тираж 728 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушс