RU2240580C2 - Vibration source - Google Patents

Abstract

FIELD: seismology.

SUBSTANCE: device has vibrations initiator rigidly connected to emitting vibration plate mounted in soil base, and inertial mass. Inertial mass is placed at resilient elements and fixed on them. Resilient elements are placed on auxiliary plates lying in soil base under ends of inertial mass. Between emitting vibration plate and inertial mass additional resilient elements are mounted, which press vibration plate to soil base. Resilient elements are made in form of rubber-cord covers.

EFFECT: broader frequency range.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области геофизических работ, в частности к излучению сейсмических волн в грунтовое полупространство, и может быть использовано при сейсморазведке на нефть и газ, а также при рудной разведке.The invention relates to the field of geophysical work, in particular to the emission of seismic waves into the soil half-space, and can be used in seismic exploration for oil and gas, as well as in ore exploration.

В настоящее время известны вибрационные сейсмические источники, у которых инерционная масса и излучающая виброплита представляют собой одну цельную конструкцию, к которой крепится возбудитель вибраций дебалансного типа [1, 2]. Наличие инерционной массы весом, превышающим усилие, создаваемое возбудителем вибраций, обеспечивает безотрывную работу виброплиты.Currently, vibrational seismic sources are known in which the inertial mass and the radiating vibrating plate are one integral structure to which an exciter of unbalanced type vibrations is attached [1, 2]. The presence of an inertial mass with a weight exceeding the force created by the pathogen of vibrations ensures the continuous operation of the vibrating plate.

Однако такая компоновка сейсмического источника приводит к тому, что удельные давления на грунт складываются из удельных давлений от веса инерционной массы и удельных давлений от силы, создаваемой возбудителем вибраций, а это в свою очередь требует значительного (более чем двойного) увеличения площади излучающей плиты. Обеспечение жесткости и прочности излучающей плиты больших размеров весьма проблематично. Кроме того, мощные вибрационные сейсмические источники подобной конструкции являются стационарными, что затрудняет их перемещение, а это существенно снижает эффективность их использования и функциональные возможности.However, this arrangement of the seismic source leads to the fact that the specific pressure on the soil is composed of the specific pressures from the weight of the inertial mass and the specific pressures from the force generated by the vibration pathogen, and this in turn requires a significant (more than double) increase in the area of the emitting plate. Ensuring the rigidity and strength of a large-sized radiating plate is very problematic. In addition, powerful vibrating seismic sources of a similar design are stationary, which makes it difficult to move, and this significantly reduces the efficiency of their use and functionality.

Известен также виброисточник, содержащий возбудитель вибраций, жестко связанный с излучающей виброплитой, установленной на грунтовом основании, и инерционную массу, причем инерционная масса уложена на упругие элементы и закреплена на них, а сами упругие элементы установлены на вспомогательные плиты, лежащие на грунтовом основании под торцами инерционной массы [3].Also known is a vibration source containing a vibration agent, rigidly connected with a radiating vibrating plate mounted on a soil base, and an inertial mass, the inertial mass being laid on elastic elements and fixed to them, and the elastic elements themselves mounted on auxiliary plates lying on a soil base under the ends inertial mass [3].

Однако использование такого возбудителя вибраций не позволяет поднять рабочую частоту выше 16-24 Гц. Это связано с тем, что грунт, как упругая среда, после снятия нагрузки не успевает перейти из сжатого в свободное состояние и новая фаза нагружения его пульсатором начинает накладываться на не завершившуюся фазу расширения. Это обстоятельство делает невозможным использование этого виброисточника в сейсморазведочном диапазоне частот.However, the use of such a vibration exciter does not allow to raise the operating frequency above 16-24 Hz. This is due to the fact that the soil, as an elastic medium, after removing the load does not have time to move from the compressed to the free state and the new phase of loading it with a pulsator begins to overlap with the incomplete expansion phase. This circumstance makes it impossible to use this vibration source in the seismic frequency range.

Задачей изобретения является расширение частотного диапазона виброисточника и, таким образом, его функциональных возможностей.The objective of the invention is to expand the frequency range of the vibration source and, thus, its functionality.

Указанная задача достигается тем, что в виброисточнике, содержащем возбудитель вибраций, жестко связанный с излучающей виброплитой, установленной на грунтовом основании, и инерционную массу, причем инерционная масса уложена на упругие элементы и закреплена на них, а сами упругие элементы - на вспомогательные плиты, лежащие на грунтовом основании под торцами инерционной массы, согласно изобретению, между инерционной массой и излучающей виброплитой установлены дополнительные упругие элементы, прижимающие виброплиту к грунтовому основанию. Упругие элементы выполнены в виде резинокордных оболочек.This problem is achieved by the fact that in a vibration source containing a pathogen of vibrations, rigidly connected with a radiating vibrating plate mounted on a soil base, and an inertial mass, the inertial mass laid on elastic elements and fixed on them, and the elastic elements themselves on auxiliary plates lying on a soil base under the ends of the inertial mass, according to the invention, between the inertial mass and the radiating vibrating plate, additional elastic elements are installed, pressing the vibrating plate to the soil base uw. The elastic elements are made in the form of rubber-cord shells.

На чертеже схематично изображен виброисточник на упругих элементах.The drawing schematically shows a vibration source on elastic elements.

На дневной поверхности грунтового полупространства 1 установлены вспомогательные плиты 2, на которых расположены упругие элементы 3. В качестве упругих элементов используются резинокордные оболочки (РКО). На РКО уложена и закреплена инерционная масса 4. Вспомогательные плиты 2 расположены на равном расстоянии от торцов излучающей виброплиты 5. В центре излучающей виброплиты закреплен гидроцилиндр возбудителя вибраций 6 пульсаторного типа. Возбудитель вибраций запитан от насосной станции (на схеме не показана). Излучающая виброплита 5 поджимается к грунту дополнительными упругими элементами 7, один конец которых закреплен на инерционной массе 4, а другой - на излучающей виброплите 5.On the day surface of the soil half-space 1, auxiliary plates 2 are installed on which elastic elements 3 are located. Rubber-cord shells (RKO) are used as elastic elements. An inertial mass 4 is laid on and fixed on the CSC 4. The auxiliary plates 2 are located at an equal distance from the ends of the radiating vibrating plate 5. In the center of the radiating vibrating plate there is a hydraulic cylinder of a vibration exciter 6 of a pulsatory type. The vibration causative agent is powered from the pump station (not shown in the diagram). The radiating vibrating plate 5 is pressed to the ground with additional elastic elements 7, one end of which is fixed on the inertial mass 4, and the other on the radiating vibrating plate 5.

Виброисточник с поджатием излучающей виброплиты работает следующим образом. В РКО 3, поддерживающие инерционную массу 4, под давлением подается воздух, и она вывешивается в среднем положении. После этого воздух под давлением подается в РКО 7, осуществляющие прижим излучающей виброплиты 5 к грунту. Грунт, как упругое тело, переходит в состояние “предварительно сжатой пружины”. Излучающая виброплита 5 передает усилие гидроцилиндра возбудителя вибраций 6, отталкивающегося от инерционной массы 4, на грунтовое основание. В грунте происходит формирование упругих волн. Поскольку грунт работает как “предварительно сжатая пружина”, продолжительность фазы расширения после снятия нагрузки пульсатора сокращается. Чередование фаз сжатия и расширения грунта происходит без наслаивания. Передача колебаний инерционной массы на вспомогательные плиты и грунт в значительной степени ослабляется вследствие малой жесткости РКО. Напряжения в грунтовом основании под вспомогательными плитами практически не изменяются и упругие волны не формируются.A vibration source with a preload of a radiating vibrating plate works as follows. In RKO 3, supporting the inertial mass 4, air is supplied under pressure, and it is hung out in the middle position. After that, air under pressure is supplied to the RKO 7, which carry out the pressure of the radiating vibrating plate 5 to the ground. Soil, as an elastic body, goes into a state of “pre-compressed spring”. The radiating vibrating plate 5 transfers the force of the hydraulic cylinder of the vibration exciter 6, repelled from the inertial mass 4, to the soil base. In the soil, the formation of elastic waves. Since the soil acts as a “pre-compressed spring”, the duration of the expansion phase after unloading the pulsator is reduced. The alternation of the phases of compression and expansion of the soil occurs without layering. The transfer of inertial mass fluctuations to the auxiliary slabs and soil is significantly weakened due to the low rigidity of the RCS. The stresses in the soil base under the auxiliary plates practically do not change and elastic waves are not formed.

Таким образом, использование изобретения позволит за счет предварительного поджатия излучающей виброплиты перевести грунтовое основание под ней в состояние “предварительно сжатой пружины”, а это, в свою очередь, сокращает продолжительность фазы расширения грунта после снятия усилия пульсатора и в итоге дает возможность расширить диапазон рабочих частот.Thus, the use of the invention will allow, due to the preliminary pressing of the emitting vibrating plate, to transfer the soil base under it into the state of “pre-compressed spring”, and this, in turn, reduces the duration of the soil expansion phase after removing the pulsator force and, as a result, makes it possible to expand the operating frequency range .

Источники информацииSources of information

1. Патент на изобретение №2157554.1. Patent for the invention No. 2157554.

2. Красников Н.Д. Динамические свойства грунтов и методы их определения. - Л.: Стройиздат, 1970 г.2. Krasnikov N.D. Dynamic properties of soils and methods for their determination. - L .: Stroyizdat, 1970.

3. Патент на изобретение №2184985 - прототип.3. Patent for invention No. 2184985 - prototype.

Claims (2)

1. Виброисточник, содержащий возбудитель вибраций, жестко связанный с излучающей виброплитой, установленной на грунтовом основании, и инерционную массу, причем инерционная масса уложена на упругие элементы и закреплена на последних, а сами упругие элементы установлены на вспомогательные плиты, лежащие на грунтовом основании под торцами инерционной массы, отличающийся тем, что между излучающей виброплитой и инерционной массой установлены дополнительные упругие элементы, прижимающие виброплиту к грунтовому основанию.1. A vibration source containing a vibration agent, rigidly connected with a radiating vibrating plate mounted on a soil base, and an inertial mass, the inertial mass laid on elastic elements and fixed on the latter, and the elastic elements themselves mounted on auxiliary plates lying on a soil base under the ends inertial mass, characterized in that between the radiating vibrating plate and the inertial mass additional elastic elements are installed, pressing the vibrating plate to the soil base. 2. Виброисточник по п.1, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены в виде резинокордных оболочек.2. The vibration source according to claim 1, characterized in that the elastic elements are made in the form of rubber-cord shells.