RU2094826C1 - Seismic source - Google Patents

Abstract

FIELD: geophysics. SUBSTANCE: device has ultrasound nozzle, force chamber, resonator chamber, constant volume chamber which has flexible walls and is filled with liquid. Latter chamber is located in ground and is connected to resonator chamber through membrane. EFFECT: increased functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам и устройствам для возбуждения сейсмических волн и может быть использовано в геофизике. The invention relates to methods and devices for exciting seismic waves and can be used in geophysics.

Известны разнообразные методы и источники возбуждения сейсмических волн, такие как взрывные, ударные и вибрационные [1]
Ближайшим техническим решением, выбранным за прототип, является устройство, основанное на способе возбуждения сейсмических волн [2] по которому создают пульсации давления газа на грунт. Настраивают автоколебания в сверхзвуковой струе, натекающей на вход в шахту-резонатор, путем изменения расстояния между сверхзвуковым соплом и входом в шахту-резонатор и давления в форкамере сопла. Упругие стенки шахты-резонатора, помещенной в грунт, испытывают пульсирующее давление со стороны газа, заполняющего шахту-резонатор. Под действием пульсирующей силы в грунте возникает сейсмическая волна. Частота колебаний регулируется размерами шахты-резонатора.A variety of methods and sources of excitation of seismic waves are known, such as explosive, shock and vibration [1]
The closest technical solution chosen for the prototype is a device based on the method of exciting seismic waves [2] through which create pulsations of gas pressure on the ground. Self-oscillations are adjusted in a supersonic jet flowing at the entrance to the resonator shaft by changing the distance between the supersonic nozzle and the entrance to the resonator shaft and pressure in the nozzle chamber. The elastic walls of the cavity cavity placed in the soil experience pulsating pressure from the gas filling the cavity shaft. Under the action of a pulsating force, a seismic wave arises in the soil. The oscillation frequency is controlled by the dimensions of the cavity cavity.

Недостатком прототипа является малая мощность получаемых сейсмических волн при больших частотах (f>100 Гц), что связано с уменьшением размеров шахты-резонатора при повышении частоты. The disadvantage of the prototype is the low power of the resulting seismic waves at high frequencies (f> 100 Hz), which is associated with a decrease in the size of the cavity-cavity with increasing frequency.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение мощности сейсмических волн при высоких частотах воздействия (f≳100 Гц). The task of the invention is to increase the power of seismic waves at high frequencies of exposure (f≳100 Hz).

Поставленная задача решается благодаря предлагаемой конструкции двухкамерного источника сейсмических волн, содержащего камеру-резонатор изменяемой длины, соединенную посредством мембраны с камерой постоянного передающего объема, заполненной жидкостью и размещенной в грунте. The problem is solved due to the proposed design of a two-chamber source of seismic waves containing a variable-cavity resonator chamber connected via a membrane to a chamber of constant transmitting volume filled with liquid and placed in the ground.

Указанные признаки, отличающие заявляемое техническое решение от известных, не выявлены в других решениях при изучении уровня данной области техники и, следовательно, оно является новым и имеет изобретательский уровень. These features distinguishing the claimed technical solution from the known, are not identified in other solutions when studying the level of this technical field and, therefore, it is new and has an inventive step.

На чертеже представлена схема источника сейсмических волн. The drawing shows a diagram of a source of seismic waves.

Источник содержит сверхзвуковое сопло 1 с форкамерой 2, которые установлены соосно камере-резонатору 3 изменяемой длины. Камера-резонатор 3 отделена мембраной 5 от камеры с постоянным передающим объемом 4. Камера 4 размещена в грунте и заполнена жидкостью, стенки выполнены из упругого материала (резины). The source contains a supersonic nozzle 1 with a prechamber 2, which are mounted coaxially to the cavity-chamber 3 of variable length. The resonator chamber 3 is separated by a membrane 5 from the chamber with a constant transmitting volume 4. The chamber 4 is placed in the ground and filled with liquid, the walls are made of elastic material (rubber).

Источник сейсмических волн работает следующим образом. The source of seismic waves works as follows.

Сверхзвуковая струя, вытекая из сопла 1, приводит к колебательному течению газа в камере-резонаторе 3. Размеры камеры 3 задаются и определяется необходимой частотой возникающих автоколебаний. Колебания давления газа в камере 3 через мембрану 5 передается в камеру 4 с жидкостью, где возникают пульсирующие силы, действующие на упругие стенки камеры и грунт. A supersonic jet, flowing out of the nozzle 1, leads to an oscillatory gas flow in the resonator chamber 3. The dimensions of the chamber 3 are set and determined by the necessary frequency of self-oscillations arising. Fluctuations in the pressure of the gas in the chamber 3 through the membrane 5 is transmitted to the chamber 4 with a liquid, where pulsating forces occur, acting on the elastic walls of the chamber and the soil.

Предлагаемый источник позволяет создать сейсмические возмущения малой длины волны (λ 1 м), работать при высокой частоте f 1 кГц и получать сейсмические волны достаточной мощности. The proposed source allows you to create seismic disturbances of a small wavelength (λ 1 m), operate at a high frequency f 1 kHz and receive seismic waves of sufficient power.

Проведенные испытания показали работоспособность и эффективность предлагаемого источника для решения поставленной задачи. The tests showed the efficiency and effectiveness of the proposed source to solve the problem.

Claims (1)

Источник сейсмических волн, содержащий сверхзвуковое сопло, форкамеру, камеру-резонатор, отличающийся тем, что он содержит камеру постоянного объема с упругими стенками, заполненную жидкостью, помещенную в грунт и соединенную с камерой-резонатором посредством мембраны. A seismic wave source containing a supersonic nozzle, a prechamber, a resonator chamber, characterized in that it contains a constant-volume chamber with elastic walls, filled with liquid, placed in the ground and connected to the resonator chamber through a membrane.