Спосіб збудження сейсмічних хвиль

Спосіб збудження сейсмічних хвиль з використанням електромеханічного перетворювача, що складається з активної і реактивної частин, що 40099 імпульсу на обмотку керування рухом реактивної частини перетворювача, згідно з винаходом, активну і реактивну частини перетворювача встановлюють з можливістю обертання одна відносно одної, приводять реактивну частину перетворювача в обертальний рух, силову дію здійснюють шляхом подавання електричного імпульсу на обмотку керування, яку розміщують на реактивній частині перетворювача. Технічна суть винаходу пояснюється кресленням, на яких зображено пристрій для здійснення способу, а саме: його загальний вигляд проекції зверху (фіг. 1), а також у проекції збоку (фіг. 2) і розріз по А-А пристрою для здійснення способу збудження сейсмічних хвиль (фіг. 3). На фіг. позначено: несуча платформа 1, двигун 2 приводного пристрою, опорний пристрій 3, підшипник 4 валу реактивної частини, вал 5 реактивної частини, реактивна частина 6 електромеханічного перетворювача, шків 7 реактивної частини, вал 8 двигуна, шків 9 двигуна, ремінь 10, активна частина 11 електромеханічного перетворювача, обмотка 12 реактивної частини, випромінююча платформа 13, пружний елемент 14 у вигляді пружини, шатун 15, шарнір 16 активної частини, шарнір 17 випромінюючої платформи, підшипник 18 активної частини, контактне кільце 19, щітка 20, генератор 21 електричних імпульсів, досліджуване середовище 22. Пристрій для здійснення способу збудження сейсмічних хвиль має несучу платформу 1, до якої жорстко прикріплено двигун 2 приводного пристрою і два опорних пристрої 3. На валу 5 жорстко посаджена реактивна частина 6 електромеханічного перетворювача, виконаного з електротехнічної сталі, при цьому в пазах реактивної частини 6 розміщена обмотка 12. Вал 5 і реактивна частина 6 розміщені на підшипниках 4 опорних пристроїв 3, а на валу 5 жорстко посаджено шків 7. Вал 8 двигуна 2 жорстко з'єднаний з шківом 9. Двигун 2 через шківи 7, 9, ремінь 10 і вал 5 обертає реактивну частину 6. Активна частина 11, розміщена на підшипниках 18 з можливістю обертання її на валу 5 відносно реактивної частини 6. Конструкція активної частини забезпечує протікання індукованих струмів вздовж твірної циліндричної внутрішньої поверхні. Випромінююча платформа 13 з'єднана пружними елементами 14 у вигляді пружин з несучою платформою і через шарніри 16, 17 і шатун 15 з активною частиною 11. Виводи генератора 21 електричних імпульсів з'єднані з щітками 20, які за допомогою пружин притиснуті до контактних кілець 19. Виводи обмотки 12 підключені до контактних кілець 19. Спосіб збудження сейсмічних хвиль здійснюють таким чином. Збудження сейсмічних хвиль проводять з використанням електромеханічного перетворювача, що складається з активної 11 і реактивної 6 частин. Для керування рухом реактивної частини 6, що обертається, на ній розміщують обмотку 12, подання струму в яку виконують за допомогою рухомих, наприклад, щіткових контактів 20. Електромеханічний перетворювач розміщують в заданій точці, всередині чи на поверхні досліджуваного середовища, і забезпечують механічний контакт з ним активної частини 11 електроме ханічного перетворювача, а також можливість обертання активної 11 і реактивної 6 частин одна відносно одної. Здійснюють запасання кінетичної енергії в реактивній частині перетворювача. Для цього її приводять в обертальний рух, наприклад, за допомогою електродвигуна. За командою, що поступає від системи реєстрації сейсмічних хвиль, формують електричний імпульс і подають його на обмотку ] 2 керування рухом реактивної частини 6 перетворювача. При поданні електричного імпульсу на обмотку, розміщену на реактивній частині, що обертається, електромеханічного перетворювача, утворюється рухоме магнітне поле, яке індукує струм в його активній частині. В результаті електромагнітної взаємодії активної і реактивної частин перетворювача проходить відбір кінетичної енергії реактивної частини, що обертається, і передача її активній частині, що супроводжується силовою взаємодією на активну частину і гальмуванням реактивної частини. Силова дія через механічний зв'язок передається активною частиною 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 імпульсних послідовностей, що характеризуються підвищеною частотою повторних дій, основним є режим часткового відбору енергії реактивної частини перетворювача. В способі збудження сейсмічних хвиль для формування складних зондуючих сигналів не потрібна модуляція (зміна) швидкості обертання реактивної частини, так як амплітудна модуляція силових дій на досліджуване середовище може бути здійснена шляхом модуляції амплітуди електричних імпульсів, що формуються, а можливість подання їх в довільний момент часу дозволяє керувати законом збудження імпульсів у послідовності. Для забезпечення максимальної частоти повторень і потужності силових дій на досліджуване середовище швидкість обертання реактивної частини перетворювача задають постійною і рівною максимальній швидкості, що виробляється приводним механізмом. Встановлення обмотки керування з масивними магнітопроводами на реактивній частині перетворювача сприяє збільшенню її інерційності і здатності накопичення кінетичної енергії. В той же час полегшення активної частини перетворювача сприяє кращому спектральному складу збуджуваних сейсмічних коливань. Спосіб збудження сейсмічних хвиль шляхом відповідної орієнтації напрямку силових дій на досліджуване середовище дозволяє окремо збуджувати поздовжні або поперечні хвилі, або здійснювати їх одночасне збудження як на поверхні землі, так і в свердловинах. 2 40099 Спосіб збудження сейсмічних хвиль ілюструється прикладом збудження поздовжніх хвиль на поверхні землі пристроєм для здійснення способу, зображеному на фіг. Пристрій збудження сейсмічних хвиль установлюють випромінюючою платформою 13 на грунті 22 і притискують її до нього власною вагою і додатковим вантажем (на фіг. не показано), який розміщують на несучій платформі 1. Вмикають двигун 2, який через вал 8, шківи 7 і 9, ремінь 10 приводить в обертання вал 5 з жорстко посадженою на ньому реактивною частиною 6 електромеханічного перетворювача. Вал 5, розміщений в опорних пристроях 3 на підшипниках 4 кочення, що забезпечує мінімальні втрати енергії двигуна 2 при її передачі реактивній частині 6 перетворювача. Необхідну швидкість її обертання задають за допомогою передатного числа приводу шків 7 - ремінь 10 - шків 9. Як генератор 21 електричних імпульсів в потужних джерелах сейсмічних хвиль звичайно використовують ємнісний накопичувач електричної енергії, з'єднаний тиристорним ключем через щітки 20 і контактні кільця 19 з обмоткою 12, розміщеною на реактивній частині 6 перетворювача. В початковому стані ємнісний накопичувач заряджають до заданої напруги, а тиристорний ключ закритий. За командою від системи реєстрації сейсмічних сигналів тиристорний ключ відкривається і в обмотку 12 подається імпульс струму, амплітуда якого визначається напругою заряду ємнісного накопичувача, а форма - параметрами коливального контуру, утвореного ємністю накопичувача і індуктивністю обмотки 12. Після формування одного півперіоду коливань тиристорний ключ самовільно закривається і ємнісний накопичувач може бути заряджений для подальшої роботи. При подачі електричного імпульсу з генератора 21 на обмотку 12 реактивної частини 6, перет ворювач створює рухоме магнітне поле, силові лінії якого перетинають поверхню активної частини 11 перетворювача, в результаті чого в ній наводяться індуковані струми, що визивають силову взаємодію активної 11 і реактивної 6 частин перетворювача. Сила, діюча на активну частину 11, приводить його в рух, а реактивна протилежно направлена сила гальмує реактивну частину 6. Так як активна частина 11 встановлена на валу 5 на підшипниках 18, діюча на неї сила без перешкод передається через шарнір 16, шатун 15 і шарнір 17 на випромінюючу платформу 13, яка діє на грунт 22, збуджує сейсмічні хвилі в геологічному середовищі. Визваний реактивною силою рух несучої платформи гаситься пружними елементами 14 з метою виключення збуджень побічних коливань. Після закінчення дії електричного імпульсу від генератора 21 магнітне поле, сформоване обмоткою 12, зникає і індукування струмів в активній частині 11 перетворювача припиняється. Розгальмована реактивна частина 6 перетворювача переходить в режим вільного обертання і запасання кінетичної енергії для чергової дії. Для збудження поперечних хвиль випромінюючу платформу 13 шарнірно з’єднують з нижньою частиною активної частини 11. При встановленні шатуна 15 під кутом до випромінюючої платформи 13 здійснюють одночасне збудження поздовжніх і поперечних хвиль. Джерела інформації 1. Пат. США № 3302744, НКВ 181-05, опубл. 1967. 2. A.c. CPCP № 475580, кл. G01V1/14, опубл.. 1975. 3. A.c. CPCP № 958999, кл. G01V1/147, опубл. 1982 (прототип). Фіг. 1 3 40099 Фіг. 2 А-А Фіг. 3 __________________________________________________________ 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