Устройство для возбуждения поперечных волн

т еактивн олнитель и допвлен аб 0 а пхи ния ее под о плоскос ста еи камеры,воэможностьй части пер ю перпендииты,ще .яр виж и излучающей нл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методовразведки и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторскийинститут по взрывным методам геофизической разведки(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН, включающеетранспортное средство, изл 5 чающую плиту с зубьями, рабочую камеру, подвижная часть которой ограничена с одной стороны рЕактивной массой, а с другой - упором, закрепленным на излучающей плите., и спуско-подъемный механизм, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения интенсивности возбуждаемых колебаний и производительности, реактивная . масса подвижно установлена на излучающей плите и посредством вертикальной направляющей связана с транспортным средством в горизонтальном направлении жестко, а в вертикальном - с во жностью относительного перемещения.Устройство относится к сейсморазведке и может бытьиспользовано при работах методом поперечных волн.Известно устройство, содержащее горизонтально расположенный полый 5 цилиндрический корпус, одним концом упертый в вертикальный уступ на поверхности грунта, с размещенной внутри корпуса цилиндрической массой, которая под действием расширяющегося 10 газа приобретает высокую скорость. Перемещение массы резко прекращается у противоположного конца цилиндрического корпуса с помощью якорного узла, снабженного плитой с зубья- ц ми, которые передают грунту импульс от воздействия цилиндрической массы, возбуждающей поперечную волну 11 .Недостаток этого устройства свя зан с понижением КПД установки за счет генерации поперечных волн противоположной полярности на вертикальном уступе при отдаче. Кроме того, необходимо производство земле ройных рабат.Известно также устройство, в котором масса транспортного средства используется для задавливания зубьевв грунт и одновременно играет роль опоры для ударника маятникового типа, осуществляющего воздействие по плите с зубьями, вследствие чего последняя смещается, возбуждая сейсмическую волну 2.Ходовая часть транспортногосредства, установленная на плитес зубьями, фиксируется в колодкахэтой плиты таким образом, что транспортное средство в процессе воздейст вия движется совместно с плитой какприсоединенная масса. Это существенно увеличивает массу активных частей устройства. Поскольку распределение энергии между активными и реактив- .43ными частями обратно пропорциональноих массам, .устройство имеет низкуюполезную отдачу и небольшую интенсивность вазбуждаемых колебаний. Другой недостаток устройства., резко Юснижающий производительность работ,обуСловлен тем, что для задавливания зубьев плиты в грунт используется непосредственно транспортноесредство, ЯНаиболее близким техническимрешением к предлагаемому являетсяустройство для возбуждения поперечных волн, включающее транспортноесредство, излучающую плиту с зубьями,рабочую камеру, подвижная частькоторой ограничена с одной стороныреактивной массой, а с другой - упором, закрепленным на излучающейплите,и спуска-подъемный механизм З.Однако укаэанное устройство име-ет невысокую полезную отдачу, чтообусловлено невозможностью достаточного увеличения массы станины, таккак это делает устройство громоздким, нетранспортабельным и немобильным. Этот недостаток связан с такимсущественным признаком устройства,который предопределяет однозначнуюфункциональную роль станины, поскольку она используется только в качестве инертной массы, в то время какдля задавливания зубьев плиты в грунттребуется применение дополнительной массы например, части автомобиля, передаваемой через гидросистему или отдельного груза,Цель изобретения - повышениеинтенсивности возбуждаемых колебаний и производительности.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для возбуждения поперечных волн, включающемтранспортное средство, излучающуюплиту с зубьями, рабочую камеру,подвижнаячасть которой ограниченас одной стороны реактивной массой,а с другой - упором, закрепленнымна излучающей. плите, и спуска-подъемный механизм, реактивная масса подвижно установлена на излучающей плите и посредством вертикальной направляющей связана с транспортнымсредством в горизонтальном направлении жестко, а в вертикальном направлении - с возможностью относительного перемещения.Реактивная масса выполнена в видедополнительной рабочей камеры, установленной на плите.с возможностью перемещения ее подвижной части перпендикулярно плоскости излучающей плиты. На чертеже изображено устройство для возбуждения поперечных волн.Оно состоит иэ транспортного средства 1 и спуска-подъемного механизма, включающего неподвижную раму 2 с поперечными опорами 3, например роликовыми, и вертикальной на3 1155972 4правляющей 4, связанной гидроцилинд- Это позволит повысить интенсинность возбуждаемых колебаний и проНа вертикальной направляющей 4 иэводительность работ за счет обеспезакреплена реактивная масса 6, к ко- чения большей величины углубки эубьторои на кронштейнах 7 прикреплены 5 ев, в том числе на плотных грунтах,рабочие камеры 8. Количество рабоЭчих камер 8 определяется параметрами ходимых для получения полноценныхи конструктивными особенностями сейсмических материалов.устройства и может изменяться от од- Устройство работает следующимного до нескольких штук. 10 образом.Во внутренней полости каждой На пункте воздействия с помощьюкамеры 8 размещается поршень 9, гидроцилиндра 5 и механизма подъемаразделяющий эту полость на демпфер- и опускания плита 11 совместно с ре-ный и рабочий объемы.,Демпферный активной массой 6 опускается наобъем заполняется сжатым воздухом 15 грунт, и зубья 12 под действием плии служит для предварительного, сжа- ты 11 и массы 6, а также связанныхтия газовой смеси перед ее подрывом с последней составных частей устрой(при работе сиспользованием смесиства направляющей 4 кронштейыов 71горючее - окислитель) и вытеснения и рабочих камер 8, внедряются в грунт.из рабочего объема отработанных га При опускании реактивной массы 6зов после воздействия. Наружный направляющая 4, связанная со штоконец поршня 9 перед. воздействием ком гидроцилиндра 5, перемещаетсянаходится в контакте с упором 10, в роликовых опорах 3.закрепленным на плите 11, на ниж- При выполнении массы 6 в виде доней стороне которой закреплены зу полнительной Камеры в ее рабочемобъеме осуществляется взрыв небольПлита 11 при помощи тросов 13 шого количества газовой смеси илисвязана с механизмом подъема и синус- Выхлоп сжатого воздуха (физическийка, который обеспечивает. перевод ВЭРыв)Усилие от давления газов,плиты 11 из транспортного положе действуя на днище камеры, передаетсяния в рабочее и обратно одновременна плиту 11, вследствие чего зубья 12но со спуском и подъемом реактивнойплиты внедряются в грунт. При необходимости эти воздействия повторямассы 6 и рабочих камер 8.ются до полной углубки зубьевВзаимосвязь одной или нескольв грунт, что обеспечивает возможких рабочих камер 8 с реактивной 35, ность более эффективной работымассой 6, а также варианты их зас зубьями большей высоты и протякрепления могут быть иными, однакоженносии, на плотных грунтахво всех случаях должно быть обеспеи на участках с неровной почено ограничение перемещения движу.верхностью.щихся в одну сторону частей камер 8 фОПосле внедрения зубьев 12реактивной массой 6, а движущихсяв грунт по команде Системы управв другую сторону частей камер 8 -упорами 10,ления в рабочем объеме каждой камеры осуществляется расширение рабоВозможны также другие варианты чего газа (за счет взрыва газовойвзаимосвязи плиты 11 с механизмом 45смеси, например, смеси пропанаподъема и опускания помимо тросовой,ф с кислородом или за счет физическонапример, при помощи пневмо- или го взрыва в этом объеме).гидроуправляемых стопоров, обеспечивающих фиксацию плиты 11 относи- Под давлением рабочего газа порштельно реактивной массы 6 перед подьО ни 9 перемещаются и, действуя наемом и снятие со стопоров после упоры 10, вызывают горизонтальноеопускания плиты на грунт. смещение плиты 11 с зубьями 12,Реактивная масса 6 может также вследствие чего в грунте возбуждаютвыполняться в виде дополнительной ся упругие волны, Одновременнорабочей камеры, установленной таким Я с этим давление рабочего газа дейстобразом, что направление перемеще- вует на корпусы рабочих камер 8,ния ее подвижных частей 14 перпенди-, вследствие чего усилие от этогокулярно плоскости .плиты. давления, направленное в сторону, 115 э 5972противоположную движению плиты 11, через кронштейн 7 передается нареактивнукэ массу 6 и через присоединенную к ней направляющую 4 и поры 3 - на транспортное средство 1. 5 Учитывая большую величину суммарнои реактивной массы (из-за подсоединения массы транспортного средства 1), вызываемое этим усилием перемещение будет минимальным, так как энергия, переданная корпусам камер 8, будет быстро погашена этими массами. Это обеспечивает большую полезную отдачу устройства и, следовательно, большую интенсивность возбуждаемых коле баний.Кроме того, из-за наличия реактивной массы 6 усилие, действующеена поршень 9, может иметь большую величину, чем без этой массы, так 20 как сила отдачи, воспринимаемая ходовой частью транспортного средства будет в значительной мере уменьшена массой 6. В связи с ограничением допускаемой нагрузки на ходовые эле- И менты транспортных средств это позволит увеличить интенсивность возбуждаемых колебаний. Перемещение плиты 11 относительно массы 6 может осуществляться как путем скольжения 30 друг относительно друга контактирую-щих поверхностей (верхней плоскости плиты 11 и нижней торцевой поверхности массы 6), так и путем использования элементов качения, например шариков между этими плоскостями.В заданный момент система управления подает команду составнымчастям устройства на соединениерабочего объема с атмосферой. При этом поршень 9 под действием сжатого воздуха в демпферном объеме перемещается, вытесняя отработанныегазы из объема в атмосферу.После полного сброса отработанных 5газов в атмосферу описанный циклопераций может повторяться на одномпункте воздействия столько раз,сколько это необходимо.После отработки пункта воздействия 5 фс помощью гидроцилиндра 5 и механизма подьема и опускания плита 11и масса 6 поднимаются в транспортное положение, Конструкция устройствавыполнена таким образом, что плита 11, сдвинутая в сторону в процессе воздействий, возвращается в исходное положение, т.е. до соприкоснове-,ния с упорами 1 О концов поршней 9, находящихся в крайнем левом положении рабочего хода. Это достигается тем, что между плитой 11 и нижней торцовой поверхностью массы 6 в процессе их подъема в транспортное положение возникает зазор, вследствие чего плита 11, подвешенная на тросах 13, смещается в нейтральное положение.Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого изобретения определяется увеличением интенсивности возбуждаемых колебаний за счет обеспечения большей массы реактивных частей, большей углубки зубьев в грунт и постоянного их прижатия в процессе воздействия. Это, в свою очередь, повышает производительность работ, так как при большей амплитуде колебаний требуется меньшее число. накоплений для получения полноценного сейсмического материала, В еще большей степени увеличивается экономия от этих факторов при выполнении реактивной массы в виде дополнительной камеры, При установке реактивной массы на плиту с возможностью относительного горизонтального перемещения достигается уменьшение веса и габарита устройства, что делает его более маневренным и проходимым, а следовательно, и более производительным.Такое конструктивное выполнение устройства обеспечит также большую интенсивность возбуждаемых колебаний и большую производительность работ, так как по сравнению с друФ гими устройствами в движении активных частей не участвуют дополнительные присоединенные массы, например масса транспортного средства, отсутствуют также затраты времени на операции, связанные с необходимостью переездов транспортного средства для задавливания зубьев в грунт его массой при наезде в колодки плиты и перед подъемом плиты в транспортное положение. Кроме того, предложенное расположение реактивной массы позволяет увеличить интенсивность возбуждаемых колебаний, поскольку уменьшается сила отдачи, воспринимаемой ходовой частью транспортной базы, что позволяет увеличить усилие, действующее на грунт и возбуждающее сейсмические колебания. Жест-эЗаказ 3135/41 Тираж 748 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 кое соединение реактивной массыи транспортного средства в горизонтальном направлении при подвижномих соединении в вертикальном направлении позволяет использоватьмассу транспортного средства только 1155972 8 для увеличения общей реактивной массы без увеличения массы активных частей устройства, что обеспечивает увеличение интенсивности возбуждае мых колебаний и производительности работы.