SU1157503A1 - Vibration seismic source - Google Patents

Abstract

1. ВИБРАЦИОННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК, содержащий инерционную массу со встроенной вибрационной катушкой, упругую подвеску инерционной массы, корпус, размещенные на инерционной массе и корпусе направл юоше и расположенные между ними ролики, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД при воэвуждении воли различной направленности , он снабжен присоединенным к корпусу стабилизатором уровн  вибрационной катушки, упругим элементом , .размещенным между стабилизатором уровн  и вибрационной катушкой, и не менее чем двум  сильфонами разного диаметра, образующими друг с другом замкнутую герметичиую полость заполненную жидкостью, при этом сильфон большего диаметра соединен с инерционной массой и основанием корпуса , а сильфон меньтего диаметра с инерционной массой и вибрационной катушкой. 2.Сейсмический источник по п. 1, отличающийс  тем, что сильфон меньтего диаметра размещен внутри сильфона большего диаметра. 3.Сейсмический источник по пп. 1 и 2, отличающийс , тем, что стабилизатор уровн  вибрационной катушки содержит соединенную с корпусом гайку, винт, наход сл щийс  во взаимодействии с гайкой, размещенный между винтом и упругим элементом упорный узел, при этом угол поворота винта Ч определ ют по выражению (-sinot), где m - величина инерционной масел сы; СП g ускореиие свободного падени ; с жесткость упругого элемента; 00 d угол наклона оси источника к дневной поверхности; DI диаметр большего сильфона; 2диаметр меньшего сильфона шаг резьбы винта. Р 1. VIBRATION SEISMIC SOURCE, containing inertial mass with built-in vibratory coil, elastic suspension of inertial mass, body, placed on inertial mass and body, directed, and spaced in between rollers, characterized in that, in order to increase efficiency with different effects of different directions, it is equipped with a vibration coil attached to the body by a level regulator, an elastic element placed between the level stabilizer and the vibration coil, and at least two bellows Nogo diameter forming together a closed sealed cavity filled with a liquid, wherein the bellows is of larger diameter connected to the inertial mass and the housing base and bellows mentego diameter inertial mass and the vibration coil. 2. A seismic source according to claim 1, characterized in that the bellows of smaller diameter are located inside the bellows of larger diameter. 3. Seismic source on PP. 1 and 2, characterized in that the stabilizer level of the vibration coil comprises a nut connected to the body, a screw which is interconnected with the nut, a stop unit placed between the screw and the elastic element, and the angle of rotation of the screw H is determined by the expression (- sinot), where m is the value of inertial oil sy; SP g accelerates free fall; with the stiffness of the elastic element; 00 d is the angle of inclination of the axis of the source to the day surface; DI is the diameter of the larger bellows; 2 diameter smaller bellows screw thread pitch. R

Description

Изобретение относитс  к сейсмической разведке и может быть использовано дл  возбуждени  сейсмических волн.The invention relates to seismic exploration and can be used to excite seismic waves.

Известно устройство дл  ноэбужденн  сейсмических колебаний, содержащее основание, инерционную массу со встроенной вибрационной катушкой, стойки, пружины, рычаги с эластичными лопатками дл  св зи движущей системы с массой и основанием 111.A device for non-excited seismic vibrations is known, comprising a base, an inertial mass with an integrated vibration coil, struts, springs, levers with elastic blades for coupling the propulsion system with a mass and a base 111.

Недостатком устройства  вл етс  неспособность эластичных лопаток воспринимать поперечные составл к цие силы,возникающие при наклоне источнйка , без значительных деформаций или разрушени , что не позвол ет измен т направленность источника в широких пределах и использовать его в качестве источника поперечных волн. Кроме того, наличие значительного количества элементов дл  передачи движени  от катушки к инерционной массе (рычаги, эластичные лопатки, кронштейны ) привод т к потере мощности на дополнительное демпфирование этими детал ми.The drawback of the device is the inability of the elastic blades to perceive the transverse strength to the forces arising from tilting the source without significant deformations or destruction, which does not allow the source to change its direction over a wide range and use it as a source of transverse waves. In addition, the presence of a significant number of elements for transmitting the movement from the coil to the inertial mass (levers, elastic blades, brackets) leads to a loss of power for additional damping by these parts.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  вибрационный сейсмический источник, содержащий инерционную массу с встроенной вибрационной катушкой, упругую подвеску инерционной массы, корпус, размещенные на инерционной массе и корпусе направл ющие и расположенные между ними ролики.The closest technical solution to the invention is a vibratory seismic source containing an inertial mass with a built-in vibratory coil, an elastic suspension with an inertial mass, a body, guides placed on an inertial mass and a body, and rollers located between them.

Источник обеспечивает возбуждение волн разной направленности 2.The source provides the excitation of waves of different directions 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  низкий КПД.A disadvantage of the known device is low efficiency.

Целью изобретени   вл етс  повы шение КПД при возбуждении волн различной направленности.The aim of the invention is to increase the efficiency when exciting waves of various directions.

Поставленна  целью достигаетс  тем, что вибрационный сейсмический источник, содержащий инерционную массу со встроенной вибрационной катушкой , упругую .юдвеску инерционной массы, корпус, размещенные на инерционной массе и корпусе, направл ющие и расположенные между ними РОЛИКИ, снабжен присоединенным к корпусу стабилизатором уровн  вибрационной катушки, упругим элементом, размещенным между стабилизатором The goal is achieved by the fact that a vibrating seismic source containing an inertial mass with a built-in vibratory coil, an elastic inertial mass coulter, a body, placed on an inertial mass and a body, guides and between them are ROLLERS attached to the body with a level stabilizer of a vibrating coil, elastic element placed between the stabilizer

уровн  и вибрационной катушкой, и не менее чем двум  сильфонами разного диаметра, образующими друг сlevel and vibrating coil, and no less than two bellows of different diameter, forming each other

другом замкнутую герметичную полость заполненную жидкостью, при этом сильфон большего диаметра соединен с инерционной массой и основанием корпуса, а сильфон меньшего диаметра - с инерционной массой и вибрационной катушкой.the other is a closed sealed cavity filled with liquid, with a larger diameter bellows connected to the inertial mass and the base of the case, and a smaller diameter bellows - to the inertial mass and the vibration coil.

Дл  уменьшени  габаритов источника сильфон меньшего диаметра размещен внутри сильфона большего диаметра.To reduce the size of the source, a smaller diameter bellows is placed inside a larger diameter bellows.

Кроме того, стабилизатор уровн  вибрационной катушки содержит соединённую с корпусом гайку, винт, наход щийс  во взаимодействии с гайкой , размешенный между винтом и упругим элементом упорный узел, при этом угол поворота винта определ ют по выражениюIn addition, the vibration coil level stabilizer contains a nut connected to the body, a screw in contact with the nut, a stop unit placed between the screw and the elastic element, and the angle of rotation of the screw is determined by the expression

..||5fl(,-an.,... || 5fl (, - an.,.

где га - величина инерционной массы;where ha is the value of inertial mass;

g ускорение свободного падени ;g acceleration of free fall;

с - жесткость упругого элемента;c is the stiffness of the elastic element;

d - угол наклона оси источника к дневной поверхности;d is the angle of inclination of the axis of the source to the day surface;

D - диаметр большого сильфона;D is the diameter of the large bellows;

Dj - диаметр меньшего сильфона;Dj is the diameter of the smaller bellows;

р - шаг резьбЫ винта. На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.p - screw thread pitch. The drawing shows the proposed device, a General view.

Источник содержит основание 1, которое совместно со стойками 2, крестовиной 3 образует корпус. Инерционна  масса 4, основную часть которой составл ет магнитопровод 5, обмотка подмагничив-ани  6 и арматура подвешены внутри корпуса на упругой подвеске, например пружинах 7. К инерционной массе 4 и стойкам 2 прикреплены направл ющие. 8, между которыми помещены ролики 9,The source contains a base 1, which, together with the uprights 2, the crosspiece 3 forms a body. The inertial mass 4, the main part of which is the magnetic core 5, the magnetic winding 6 and the armature are suspended inside the body on an elastic suspension, such as springs 7. Guides are attached to the inertial mass 4 and the uprights 2. 8, between which the rollers 9 are placed,

К основанию 1 жестко прикреплено дно сильфона 10 большего диаметра. Фланец 11 соединен одновременно с сильфонами 10 и 12 и жестко прикреплен к инерционной массе 4. Дно сильфона 12 меньшего диаметра соединено с вибрационной катушкой 13 посредством штока 14, Внутренн   замкнута  полость, образованна  снльфонами: 10, 12 и фланцем 11, заполнена жидкостью 15. Сильфон 12 меньшего диаметра может быть размещен внутри сильфона 10 большего диаметра с целью уменьшени  габаритов источника. 3 с крестовиной 3 соединен стабилизатор уровн  вибрационной катушки , содержащий гайку 16, наход щийс  во взаимодействии с ней винт 17, и размещенный на его конце со стороны вибрационной катушки 13 упорный узел, выполненный, например, в виде подшипника 18 и обоймы 19. Между обоймой 19 стабилизатора уровн  вибрационной катушки и вибрационной катушкой 13 помещен упругий элемент 20, например, винтова  пружина. Вибрационный сейсмический источник работает следующим образом. Источник основанием I установливают на грунт. Управл ющее переменное напр жение подают на вибрационную катушку 13, расположенную в . зазоре магнитопровода 5, на обмотку подмагничивани  6 которого подают посто нное напр жение. Силы взаимодействи  между возникающими электромагнитными пол ми привод т к взаимному колебанию вибрационной катушки I3 и магнитопровода 5,  вл ющегос  составной частью инерционной массы 4. Колебани  вибрационной катушки 13 относительно инерционной массы 4 передают с  посредством штока 14 через дно сильфона 12 меньшего диаметра на жидкость 15. Изменение давлени  в замкнутой полости между сильфонами 10 и 12 и фланцем П, обусловленное перемещением дна сильфона 12, вызывает изменение усили , приложенного к инерционной массе 4 и основанию 1 Электромагнитна  сила взаимодействи токов в вибрационной катушке 13 и обмотке подмагничивани  6, приложен на  к инерционной массе 4, совпадае по фазе с силой давлени  жидкости 1 на инерционную массу 4, поэтому раз виваемое виброисточником усилие определ етс  суммой этих двух сил. Фиксацию осевого положени  инерционной массы 4 обеспечивают ролики 9 за счет их перемещени  относитель но стоек 2, направл ющих 8, и пружины 7, При изменении угла наклона источ ника к дневной поверхности осева  составл юща  веса инерционной массы 4 измен етс  и под действием пружин инерционна  масса 4 занимает некото рое новое положение. Дл  сохранени  уровн  вибрационной катушки 13 относительно магнитопровода 5 вращают 034 винт 17 и в гайке 16 относительно | крестовины 3 и измен ют через подшипник 18 и обойму 19 осадку упругого элемента 20. Так при наклоне оси источника к дневной поверхности на уголо, осева  составл юща  веса инерционной массы 4 измен етс  на величину mg (l-sinoi). Дл  этого случа  выраже. ние равновеси  сил имеет вип . vnQ(l-Sin), где m - величина инерционной массы; g - ускорение свободного падени ; oL - угол наклона оси источника к дневной поверхности; лЬ - смещение инерционной массы относительно каркаса; D., - диаметр большого сильфона; D2 - диаметр меньшего сильфона; V - угол поворота винта; р - шаг резьбы винта; с - коэффициент жесткости упругого элемента; с - коэффициент жесткости подвески инерционной массы. Дл  сохранени  неизменным уровн  вибрационной катушки 13 необходимо обеспечить равенство нулю смещени  инерционной массы 4 относительно корпуса при любом наклоне источника. Подстановка в (1) позвол ет получить выражение дл  определени  угла поворота винта, необходимого дл  сохранени  неизменным уровн  вибрационной катушки 13 при наклоне источника .. (1-в1пЮ. 1) применение в предлагаемом устройстве сильфонов различного диаметра значительно повышает КПД сейсмического источника. Так, например, при соотношении квадратов диаметров сильфонов равном п ти, развиваемое источником усилие увеличиваетс  в несколько раз. Следовательно, мощность излучени , а соответственно и К1Щ только за счет увеличени  развиваемого усили  увеличиваетс . Применение стабилизатора уровн  вибрахщонной катушки позвол ет поддерживать посто нньм уровень вибрационной катушки в зазоре магнитопровода при любом наклоне источника. Это обеспечивает работоспособностьTo the base 1 is rigidly attached to the bottom of the bellows 10 of larger diameter. The flange 11 is connected simultaneously with the bellows 10 and 12 and is rigidly attached to the inertial mass 4. The bottom of the bellows 12 of a smaller diameter is connected to the vibratory coil 13 by means of a rod 14, the cavity is internally closed, formed by the bellows 10, 12 and the flange 11 is filled with liquid 15. The bellows 12 of a smaller diameter can be placed inside a larger diameter bellows 10 to reduce the size of the source. 3, a vibrating coil level regulator is connected to the crosspiece 3, comprising a nut 16, a screw 17 in cooperation with it, and a thrust assembly placed at its end on the side of the vibrating coil 13, made, for example, in the form of a bearing 18 and a yoke 19. Between the yoke 19, the leveling device of the vibration coil and the vibration coil 13 are placed on an elastic element 20, for example, a coil spring. Vibrating seismic source works as follows. Source base I install on the ground. The control alternating voltage is supplied to the vibrating coil 13 located in. the gap of the magnetic core 5, to the bias winding 6 of which a constant voltage is applied. The interaction forces between the resulting electromagnetic fields lead to the mutual oscillation of the vibration coil I3 and the magnetic core 5, which is an integral part of the inertial mass 4. The vibrations of the vibration coil 13 relative to the inertial mass 4 are transmitted from the rod 14 through the bottom of the bellows 12 of a smaller diameter to the liquid 15. The change in pressure in the closed cavity between the bellows 10 and 12 and the flange II, due to the movement of the bottom of the bellows 12, causes a change in the force applied to the inertial mass 4 and the base 1 Electr The magnetic force of interaction of currents in the vibrating coil 13 and the bias winding 6 is applied to the inertial mass 4, coinciding in phase with the force of the fluid pressure 1 to the inertial mass 4, therefore the force developed by the vibration source is determined by the sum of these two forces. The axial position of the inertial mass 4 is secured by the rollers 9 due to their movement relative to the uprights 2, the guides 8, and the springs 7. When the angle of inclination of the source to the day surface changes, the axial component of the mass of the inertial mass 4 also changes by the inertial mass 4 occupies some new position. To maintain the level of the vibration coil 13 relative to the magnetic core 5, rotate the 034 screw 17 and in the nut 16 relative to | crosses 3 and change, through the bearing 18 and the holder 19, the draft of the elastic element 20. Thus, when the axis of the source is tilted to the ground surface at an angle, the axial component of the weight of the inertial mass 4 is changed by mg (l-sinoi). For this case express it. The balance of forces has a VIP. vnQ (l-Sin), where m is the value of the inertial mass; g is the acceleration of free fall; oL is the angle of inclination of the source axis to the day surface; lb is the displacement of the inertial mass relative to the frame; D., - diameter of the large bellows; D2 is the diameter of the smaller bellows; V is the angle of rotation of the screw; p - screw thread pitch; c is the stiffness coefficient of the elastic element; с - stiffness coefficient of suspension of inertial mass. In order to maintain the level of the vibration coil 13 unchanged, it is necessary to ensure that the inertial mass 4 is offset to the body at any inclination of the source. Substitution in (1) allows to obtain an expression for determining the angle of rotation of the screw necessary to maintain the level of the vibration coil 13 unchanged when the source is tilted. (1-in. 11) The use of bellows of various diameters in the proposed device significantly improves the efficiency of the seismic source. Thus, for example, when the ratio of squares of diameters of the bellows is equal to five, the force developed by the source increases several times. Consequently, the radiation power, and, accordingly, K1SC, only by increasing the developed force increases. The use of a vibrating rod coil level stabilizer allows maintaining a constant level of the vibrating coil in the gap of the magnetic circuit at any inclination of the source. It provides performance

Claims (3)

1, ВИБРАЦИОННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК, содержащий инерционную массу со встроенной вибрационной катушкой, упругую подвеску инерционной массы, корпус, размещенные на инерционной массе и корпусе направляющие и расположенные между ними ролики, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при возбуждении волн различной направленности, он снабжен присоединенным к корпусу стабилизатором уровня вибрационной катушки, упругим элементом, размещенным между стабилизатором уровня и вибрационной катушкой, и не менее чем двумя сильфонами разного диаметра, образующими друг с другом замкнутую герметичную полость заполненную жидкостью, при этом сильфон большего диаметра соединен с инерционной массой и основанием корпуса, а сильфон меньшего диаметра с инерционной массой и вибрационной катушкой.1, a VIBRATION SEISMIC SOURCE, containing an inertial mass with a built-in vibration coil, an elastic suspension of the inertial mass, a housing, guides placed on the inertial mass and the housing and rollers located between them, characterized in that, in order to increase the efficiency when exciting waves of different directions, it equipped with a vibrator coil level stabilizer connected to the housing, an elastic element located between the level stabilizer and the vibratory coil, and at least two bellows of different diameters meters, forming with each other a closed airtight cavity filled with liquid, while the bellows of a larger diameter are connected to the inertial mass and the base of the housing, and the bellows of a smaller diameter with an inertial mass and a vibration coil. 2. Сейсмический источник по π. 1, отличающийся тем, что сильфон меньшего диаметра размещен внутри сильфона большего диаметра.2. Seismic source in π. 1, characterized in that the bellows of a smaller diameter is placed inside the bellows of a larger diameter. 3. Сейсмический источник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что стабилизатор уровня вибрационной катушки содержит соединенную с корпусом гайку, винт, находящийся во взаимодействии с гайкой, размещенный между винтом и упругим элементом упорный узел, при этом угол поворота винта 4 определяют по выражению где и - величина инерционной массы;3. Seismic source according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the level stabilizer of the vibration coil contains a nut connected to the housing, a screw in interaction with the nut, a thrust unit located between the screw and the elastic element, while the angle of rotation of the screw 4 is determined by the expression where and is the value of the inertial mass ; g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity; с - жесткость упругого элемента; d - угол наклона оси источника к дневной поверхности;C is the stiffness of the elastic element; d is the angle of inclination of the axis of the source to the day surface; - диаметр большего сильфона; D₂ - диаметр меньшего сильфона р - шаг резьбы винта.- diameter of the larger bellows; D ₂ - the diameter of the smaller bellows p is the thread pitch of the screw. tt