Источник сейсмических сигналов

(22) Заявлено 25.01.79 (21) 2716606/18-25с присоединением заявки Йо(к 1 КЗ 6 О 1 Ч 1/133 Госуаврствеииый комитет СССР ио аелам изобретеиий и открытий(71) Заявитель Тольяттинский политехнический институт(54) ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к устройствам для возбуждения сейсмических колебаний невзрывным способом, в частности для целей геофизической разведки.По основному авт. св. Р 721789 известен источник сейсмических сигналов, состоящий нз импульсного электрического двигателя возвратно-поступательного движения, трансформатора сил и линейных перемещений, передающего усилие от двигателя к опорной плите, и инертной массы, прн этом трансформатор сил и линейных перемещений выполнен в виде герметично эа полненного жидкостью бака с подвижным основанием,корпусу которого прикреплен индуктор двигателя, причем с одного торца якоря двигателя расположена полость, заполненная сжа тым газом, а с другого - жидкость бака. В модификации известного устройства индуктор двигателя прикреплен к баку с внутренней стороны 1 Ц .25К недостаткам такого устройства относится невозможность достижения высокой частоты повторения рабочих циклов источника, что не позволяет применить его для виброимпульсного 30 способа сейсморазведки. Это объясняется следующим.При перемещении якоря преобразователя вниз в корпусе герметического бака создается перепад давления ЬР 1 в пределах дР (10-15) атм. Этот пере." пад обуславливает утечку из герметического бака в резервуар избыточного давления (в рессивер) через технологический зазор Р между якорем и индуктором двигателя некоторого объема ЬЧ масла, причем ьЧ=8,18 О - б ай ГсмЪс),3 где 3 - удельный вес жидкости, г/смЧ - вязкость жидкости, сст;величина зазора, см;Ь - ширина (периметр) зазора,см;1 - высота зазора, см;с - время в течение которогосоздается перепад давленияьРКак только якорь возвращается в исходное положение (вверх), в резервуаре избыточного давления оказывается перепад давления, обусловленный утечкой объема ЬЧ масла из бака в рессивер, Этот перепад невысок, 798663порядка дР (0,05-0,1) кг/см , Для обеспечения работоспособности генератора необходимо, чтобы к повторному его срабатыванию объем масла ЬЧ под действием давления ь Р через зазор Ф вернулся из резервуара изтбыточного давления назад в корпус герметического бака. На это требуется времяФ )йаР 1 ( О-, 1 б)что в0, .З 100 раз больше вре-.мени с . Даже при времени 1 = 20 10 с 1 эвремя йэ с. Такое время не ограничивает воэможности источника при импульсном режиме возбуждения сейсмиЧеских сигналов, когда частота работы источника не выше 1 раза за б с; 20При виброимпульсном режиме возбуждения сейсмических, сигналов, когдачастота работы источника в пределах40 - 50 Гц, известное устройство оказывается неработоспособным в связи Яс утечкой и накапливанием масла врезервуаре избыточного давления прикаждом срабатывании излучателя.Утечку масла можно не только ограничивать, но и исключить путем уплот- Знения соответствующим образом зазораР . Однако, в этом случае нет циркуляции масла через зазор сР , обеспечивающей интенсивный теплообъем скатушек якоря и индуктора двигателя,что обуславливает перегрев катушек инагрев масла в зазоре д настолько,что оно закокосовывается и сгорает.В конечном итоге это приводит к перегреву двигателя, к закоксовыванию якоря и к выходу иэ строя двигателя и 40источника в целом.Таким образом, с одной стороныциркуляцию масла через зазор сй необходимо исключить, а с другой - беэнее источник оказывается неработоспо-собным,Цель изобретения - повышение частоты срабатывания источника, эффективности источника сейсмических сигналов и улучшение теплового режима двигателя.Поставленная цель достигается твм, что полость, заполненная сжатым газом1 соединена с полостью герметичного бака через клапаны.ОПри этом клапаны установлены на крышке бака, а в якоре двигателя выполнено сквозное дроссельное отверстие, соединяющее полость гврмвтичного бака с полостью заполненной сжа- Щтым газом.Клапаны установлены иа днв якоря.На фиг. 1 показан источник сейсмических сигналов, с установлвнными клапанами на крышке бака, общий Я вид, на фиг. 2 то ие, с установленным клапаном на якоре.Устройство содержит в корпусе 1 герметичного бака, заполненного жидкостьи 2, индуктор 3 с обмотками возбуждения 4,помещенный в цилиндр Б и закрепленный к верхней крышке 6 герметического бака, образованного корпусом 1, крышкой 6 и упругой мембраной 7. Инертная масса 8 расположена поверх корпуса 1. В корпусе 9 резервуара 10 избыточного давления вмонтирован ниппель 11 и установочный винт 12. Внутри индуктора 3 помещен полый якорь 13, поджатый к винту 12 пружиной 14. В якоре имеются короткоэамкнутые витки 15, Упругая мембрана 7 закреплена к основании корпуса 1 с помощью фланца 16. Корпус 1 расположен на опорной плите 17, которая расположена на земле 18, Полость избыточного давления 10 соединена с полостью корпуса 1 через клапаны 19, поджатые пружинами 20. Полость под якорем соединена с резервуаром 10 избыточного давления посредством отверстия 21.Источник сейсмических сигналов работает следующим образом.При подаче питания на обмотки возбуждения 4 двигателя якорь 13 перемещается вниз и увеличивает внутри корпуса 1 избыточное давление, В результате на плиту 17 через мембрану 7 н на инертную массу 8 через корпус 1 бака действует некоторая сила, В результате действия этой силы земля деформируется, что обуславливает возбуждение сейсмических колебаний и перемещение вверх инертной массы, При этом некоторый объем масла ьЧ через технологический зазор бт между якорем и индуктором н через дросселирующее отверстие 21 переходит в область резервуара 10 избыточного давления, что обеспечивает интенсивный теплосъем с катушек индуктора и якоря, Направления потоков жидкости ,при срабатывании источника показаны стрелками.Возвращается якорь 15 в исходное положение упругими силами сжатой пружины 14, весом инертной массы 8 и упругими силами деформированной земли. При возвращении якоря в исходное положение в корпусе 9 резервуара 10 образуется избыточное давление, обусловленное перетоком в него объема ьЧ :масла, нарушающим равновесие давлений в полостях бака 1 и корпуса 9. Под действием этого перепада давлений клапаны 19 открываются, и более нагретое масло из полости 10 переходит в лолость бака 1 с пониженной температурой масла. Как только давления в полостях 1 и 10 сравняются, клапаны 19 закрываются, и источник готов к повторному циклу работы. Суммарная площадь отверстий под клапаны19 выбирается из расчета обеспечения перехода масла обьемом д У из полости 10 в полость бака 1 за время между срабатываниями двигателя при предельной частоте работы источника. Сечение отверстия 21 выбирается из расчета, 5 е(0,159,У, где 5 в , сечение якоря, Ю - амплитуда перемещения якоря.Для интенсивного охлаждения полости внутри якоря клапан 19 (см.фиг. 2), установлен на якоре, при этом отверстия 21 выполнены в верхней крышке 6. Стрелками на фиг. 2 показаны возможные направления потоков жидкости при перемещении якоря вниз, т. е. срабатывании источника.Предлагаемый виброимпульсный способ дешевле и проще вибрационного 1 для реализации которого необходимй сложные в конструктивном исполнении, не технологичны и дорогие гидравлические двигатели, а для обработки 26 информации специальные вычислительные машины. Кроме того, виброимпульсный источник обеспечивает большую помехоустойчивость и производитель-.ность,. а также позволяет проводить 25 работы вблизи железных дорог, коммуникаций, линий электропередач и в других местах с высоким уровнемпомех,Формула изобретения1. Источник сейсмических сигналовпо ант. св. СССР М 721789, о т л и"ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения частоты срабатывания, эффективности источника и илучшения теплового режима двигателя, полость,заполненная сжатым газом соединенас полостью герметичного бака черезклапаны.2. Источник по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что клапаны установлены на крьааке бака, а в якоредвигателя выполнено сквозное дроссельное отверстие, соединяющее полостьгерметичного бака с полостью, заполненной сжатым газом.3. Источник по и. 1, о тли ч аю-щ и й с я тем, что клапаны установлены на дне якоря,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 721789, кл. 6 01 Ч 1/02, 1974. Жиленко Техред А. ЛчЮдакт орректор М, К аз 10022/5 В Тираж ВНиИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Иосква, )Е, Раув