Спосіб збудження сейсмічних хвиль

1. Спосіб збудження сейсмічних хвиль з використанням електромеханічного перетворювача, що складається з активної і реактивної частин, який включає створення запасу кінетичної енергії в реактивній частині перетворювача і передачу си 37639 включає створення запасу кінетичної енергії в реактивній частині перетворювача і передавання силових дій на досліджуване середовище механічно зв'язаною з ним активною частиною, формування і подавання електричного імпульсу на обмотку керування рухом реактивної частини перетворювача, розміщеної на його активній частині, згідно винаходу, активну і реактивну частини перетворювача встановлюють з можливістю обертання один відносно одного, приводять реактивну частину перетворювача в обертальний рух, силову дію здійснюють шляхом подавання електричного імпульсу на обмотку керування. Крім того, в способі збудження сейсмічних хвиль реактивну частину перетворювача приводять в обертальний рух з постійною швидкістю. Технічна суть винаходу пояснюється кресленням, на якому зображено пристрій для здійснення способу збудження сейсмічних хвиль (фіг.1). На кресленні позначено: несуча платформа 1, двигун 2, опорний пристрій 3, підшипник 4 валу маховика, вал 5 маховика, маховик 6, шків 7 маховика, вал 8 двигуна, шків 9 двигуна, ремінь 10, кожух 11 з розміщеною в його пазах обмоткою 12, випромінююча платформа 13, пружний елемент 14 у вигляді пружини, шатун 15, шарнір 16 кожуха, шарнір 17 випромінюючої платформи, підшипник 18 кожуха, генератор 19 електричних імпульсів, досліджуване середовище 20. Пристрій для здійснення способу збудження сейсмічних хвиль має несучу платформу 1, до якої жорстко прикріплено двигун 2 і опорний пристрій 3. В опорному пристрої 3 розміщено на підшипниках 4 вал 5, на якому жорстко посаджено маховик 6 і шків 7. Вал 8 двигуна жорстко з'єднаний зі шківом 9. Двигун 2 через шківи 7 і 9, ремінь 10 і вал 5 приводить в обертання маховик 6. Циліндричний кожух 11 розміщений на підшипниках 18 з можливістю обертання на валу 5 відносно маховика 6 в отворі несучої платформи 1. Обмотка 12 циліндричного кожуха 11 утворює магнітне поле в матеріалі кожуха 11 маховика, а також в зазорі між ними. Кожух 11 механічно зв'язаний з випромінюючою платформою 13 шатуном 15 через шарніри 16 і 17. Крім того, випромінююча платформа 13 з'єднана з несучою платформою і пружними елементами 14 у вигляді пружин. Виводи генератора 19 електричних імпульсів з'єднані з обмоткою 12 циліндричного кожуха 11. Ма ховик 6, що обертається, і кожух 11 з обмоткою 12 утворюють електромеханічний перетворювач. Конструкцією маховика 6 передбачена можливість протікання в ньому індукованих струмів. Активною частиною перетворювача є циліндричний кожух 11, що механічно сполучений з допомогою шатуна 15, шарнірів 16, 17 і випромінюючої платформи 13 з досліджуваним середовищем 20 і спричиняє на нього при своєму рухові силову дію, яка збуджує в середовищі сейсмічні хвилі. Маховик 6 є реактивною частиною перетворювача, що зазнає при силовій дії на його активну частину дію протилежно направленої сили. Електричне керування рухом реактивної частини електромеханічного перетворювача здійснюють з допомогою обмотки 12. Спосіб збудження сейсмічних хвиль здійснюють таким чином. Збудження сейсмічних хвиль проводять електричним перетворювачем, який має активну і реактивну частини. При цьому електромеханічний перетворювач встановлюють в заданій точці, всередині чи на поверхні досліджуваного середовища, і забезпечують механічний контакт з ним активної частини електромеханічного перетворювача, а також можливість обертання активної і реактивної частин одна відносно одної. Створюють запас кінетичної енергії в реактивній частині перетворювача. Для цього приводять реактивну частин у перетворювача в обертальний рух, наприклад, з допомогою електродвигуна. За командою, що поступає від системи реєстрації сейсмічних сигналів, формують електричний імпульс і подають його на обмотку керування рухом реактивної частини електромеханічного перетворювача, розміщеної на його активній частині. При поданні на обмотку керування електричного імпульсу створюється магнітне поле, яке індукує стр ум в реактивній частині, що обертається в результаті електромагнітної взаємодії активної і реактивної частин перетворювача проходить відбір кінетичної енергії реактивної частини, що обертається, передача її активній частині, що супроводжується силовою взаємодією на активну частину і гальмуванням реактивної частини. Силова дія через механічний зв'язок передається активноючастиною перетворювача на досліджуване середовище і збуджує в ньому сейсмічні хвилі. Спосіб збудження сейсмічних хвиль забезпечує високу точність синхронізації і частоту повторень силових дій на досліджуване середовище, внаслідок практично безінерційного протікання електричних і електромагнітних процесів і постійного перебування активної і реактивної частин перетворювача в стані їх ефективної взаємодії. В способі збудження сейсмічних хвиль можливий частковий або повний відбір кінетичної енергії реактивної частини, що обертається. При збудженні кодованих імпульсних послідовностей, що характеризуються підвищеною частотою повторень взаємодій, основним є режим часткового відбору енергії реактивної частини перетворювача, що обертається. В способі збудження сейсмічних хвиль для формування складних зондуючих сигналів не вимагається модуляція (зміна) швидкості обертання реактивної частини, тому як амплітудну модуляцію силових дій на досліджуване середовище можна здійснювати шляхом модуляції амплітуди сформованих електричних імпульсів, а можливість подання їх в довільні моменти часу дозволяє керувати законом збудження імпульсів в послідовності. Для забезпечення максимальної частоти повторень і потужності силових дій на досліджуване середовище задають швидкість обертання реактивної частини постійною і максимально розвинутою приводним механізмом. Спосіб збудження сейсмічних хвиль шля хом орієнтування напрямку силових дій на досліджуване середовище дозволяє окремо збуджувати поздовжні або поперекові хвилі, або здійснювати їх одночасне збудження як на поверхні землі , так і в свердловинах. Спосіб збудження сейсмічних хвиль ілюструється прикладом збудження поздовжніх хвиль на 2 37639 поверхні землі пристроєм для здійснення способу, зображеним на кресленні. Пристрій збудження сейсмічних хвиль розміщують випромінюючою платформою 13 на грунті 20 і притискують власною і додатковою вагою (на кресленні не показано), яку розміщують на несучій платформі 1. Вмикають двигун 2, який через вал 8, шківи 7 і 9, ремінь 10 приводить в обертання вал 5 з маховиком 6. Вал 5 розміщений в опорних пристроях 3 на підшипниках 4 качання для зменшення втрат енергії від тертя. Задану швидкість обертання маховика 6 забезпечують передатним числом приводу шків 7 - ремінь 10 - шків 9. В потужних джерелах сейсмічних коливань як генератор 19 електричних імпульсів звичайно використовують ємнісний накопичувач електричної енергії, з'єднаний тиристорним ключем з обмоткою 12. В початковому стані ємнісний накопичувач заряджають до заданої напруги, а тиристорний ключ - закритий. По команді від системи реєстрації сейсмічних сигналів тиристорний ключ відкривається і через обмотки 12 протікає імпульс струму, амплітуда якого визначається напругою заряду ємнісного накопичувача, а форма - параметрами коливального контуру, утвореного ємністю накопичувача і індуктивністю обмотки 12. Струм в обмотці 12 створює магнітне поле, силові лінії якого перетинають поверхню маховика 6, внаслідок чого в ньому наводяться індуковані струми, що викликає силову взаємодію маховика 6 і кожуха 11. Сила, що діє на кожух 11, приводить його в рух, а протилежно направлена сила гальмує маховик 6. Тому як кожух 11 встановлено на валу 5 на підшипниках 18, діюча на нього сила передається через шарнір 16, шатун 15 і шарнір 17 на випромінюючу платформу 13, яка діє на грунт 20 і збуджує сейсмічні хвилі в геологічному середовищі. Після закінчення дії електричного імпульсу від генератора 19 магнітне поле, сформоване обмотками 12, знімається і Індукування струмів в маховику 6 припиняється, маховик 6 переходить в режим вільного обертання і запасання кінетичної енергії для чергової дії. Для збудження поперекових хвиль випромінюючу платформу 13 шарнірно з'єднують з нижньою частиною кожуха 11. При встановленні шатуна 15 під кутом до випромінюючої платформи 13 проводять одночасне збудження поздовжніх і поперекових хвиль. Джерела інформації, прийняті до уваги при написанні заявки: 1. Пат. США № 3302744, НКВ 181-05 опубл. 1967. 2. A.c. CPCP № 475580, кл. G 01 V 1/14, опубл. 1975. 3. А.с. СРСР № 958999, кл. G01 V 1/147, опубл. 1982 (прототип). Фіг. 3 37639 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4