SU1543358A1 - Well source of transverse waves - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  возбуждени  упругих волн в массиве горных пород и может быть использовано при шахтной сейсморазведке. Цель изобретени  - повышение мощности импульсного возбуждени  поперечных волн за счет формировани  в скважинах малого диаметра вращающихс  возмущающих сил. Скважинный источник поперечных волн состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого соосно помещен ударный шток 2, соединенный посредством поворотной пружины 3 с излучателем 4, выполненным в виде массивного цилиндра с рифленым основанием и кольцевым нижним выступом 5, на цилиндр надеты скольз щее кольцо 6 и пружина 7, распирающа  кольцо 6 и выступ цилиндра 5, которые соединены упругими пластинами 8 с грунтозацепами 9. Корпус 1 на резьбе одним концом соединен с излучателем 4 с упором в кольцо 6, другой конец корпуса снабжен заглушкой 12 с щелевидным отверстием 11, в которое вставлен винтообразный участок 10 ударного штока 2. При размещении источника в шпуре, пробуренном в плоскости угольного пласта, и приложении импульсной нагрузки к ударному штоку 2 происходит поступательно-вращательное движение винтообразного участка 10 в щелевидном отверстии 11 заглушки 12 корпуса 1, вращательна  составл юща  которого передаетс  расположенным по окружности шпура грунтозацепам 9, а поступательна  поглощаетс  пружиной 3 при ее сжатии от ударной нагрузки. При этом в массиве образуютс  поперечные волны, фThe invention is intended to excite elastic waves in a rock mass and can be used in mine seismic exploration. The purpose of the invention is to increase the power of pulsed excitation of transverse waves due to the formation of rotating disturbing forces in wells of small diameter. A downhole source of transverse waves consists of a cylindrical body 1, inside which is coaxially placed a shock rod 2 connected by means of a rotary spring 3 with an emitter 4 made in the form of a massive cylinder with a corrugated base and an annular lower lug 5, a sliding ring 6 and a spring are put on the cylinder 7, the arresting ring 6 and the protrusion of the cylinder 5, which are connected by elastic plates 8 with lugs 9. Case 1 on the thread is connected at one end to radiator 4 with an emphasis on ring 6, the other end of the case is provided with a plug 12 with a slot a prominent hole 11 into which the screw-shaped section 10 of the shock rod 2 is inserted. When placing a source in a hole drilled in the plane of the coal seam and applying a pulsed load to the shock rod 2, the translational-rotational movement of the screw-shaped section 10 occurs in the slot-like hole 11 of the plug 12 of the housing 1 The rotational component of which is transmitted to the lugs 9 located on the circumference of the hole, and which is progressively absorbed by the spring 3 when it is compressed from a shock load. In this case, transverse waves are formed in the array,

Description

П-. ПОРОТНОЙ пружины 3 С ЦИЛИНДРИмескы1 , излучателем , выполненным в .л-.. Mc cci miuro цилиндра с рифленым кл- 5аниеми кольцевым нижним выступом , Hd цилиндр надеты скольз щее коль- и и пружина 7, распирающа  кольцо .1 выступ цилиндра 5, которые соеди- i упругими пластинами 8 г грунтоT - м.и 9. Корпус 1 на резьбе одним  P-. 3 CORTABLE SPRING CYLINDRIMYK1 springs, emitter made in .l- .. Mc cci miuro cylinder with corrugated key 5 and ring bottom lug, Hd cylinder is worn with a sliding ring and spring 7 that spreads the ring .1 the ledge of cylinder 5 that connects - i elastic plates 8 g primer-T - M and 9. Case 1 on the thread one

i нцом соединен с цилиндром Ц с упором г кольцо 6, другой конец корпуса .нг-. лен заглушкой 12 со щелевидным огчнр.-.чисм 11, а которое вставлен вин юобпазный участок 10 ударного штока ., При размещении источника в шпуре, пробуренном в плоскости угольногоi ntsom connected to the cylinder C with the stop g ring 6, the other end of the body .ng-. flax plug 12 with a slit-shaped ogchnr .-. chism 11, and which is inserted into the wedge trim section 10 of the percussion rod. When placing a source in a hole drilled in the plane of the coal

пласта, и приложении импульсной нагрузки к ударному штоку 2 происходит поступательно-вращательное движение винтообразного участка 10 в щелевид- ном отверстии 11 заглушки 12 корпуса 1, вращательна  составл юща  которого передаетс  расположенным по окружности шпура грунтозацепам 9, а поступательна  поглощаетс  пружиной 3 при ее сжатии от ударной нагрузки. При этом в массиве образуютс  поперечные волны, формирующие в угольном пласте информативные интерференционые каналовые волны пол ризации Л ва, усилива  отношение полезный сигнал/ омеха на сейсмозаписи. 5 ил.the application of a pulsed load to the shock rod 2, there is a translational-rotational movement of the screw-shaped section 10 in the slot-like hole 11 of the plug 12 of the housing 1, the rotational component of which is transmitted to the grouser 9 located around the circumference of the hole, and the spring 3 is progressively absorbed by the spring shock load. At the same time, transverse waves are formed in the massif, which form informative interference channel polarization waves in the coal seam, amplifying the useful signal-to-noise ratio in seismic recordings. 5 il.

Изобретение относитс  к устройст- ч-лм длл возбуждени  сейсмических волн и может быть использовано дл  возбуждени  поперечных упругих колебаний при шахтной сейсморазведке.The invention relates to a device for producing seismic waves and can be used to excite transverse elastic oscillations during mine seismic exploration.

Цель изобретени  - повышение мощности импульсного возбуждени  поперечных волн за счет формировани  в скважинах малого диаметра вращающих воз- мущащих сил.The purpose of the invention is to increase the power of pulsed excitation of transverse waves by forming rotational perturbing forces in small-diameter wells.

На фиг.1 изображен скважинный источник в исходном положении, общий вид; на фиг.2 - то же, в рабочем положении , на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг. - разрез Б-Б на фиг,1 и 2; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.2.Figure 1 shows the well source in the initial position, a general view; figure 2 - the same, in the working position, fig.Z - section aa in figure 1; in fig. - section bb in figs, 1 and 2; figure 5 is a section bb In figure 2.

Источник состоит из корпуса 1 , выполненного в виде полого цилиндра, внутри которого соосно с ним разме- щен ударный шток 2, соединенный посредством поворотной пружины 3 с излучателем 4, выполненным в виде массивного цилиндра с рифленым основанием и расположенным внизу его кольце- вым выступом 5. На цилиндр надеты скольз щее кольцо 6 и пружина 7, причем скольз щее кольцо 6 соединено с кольцевым выступом 5 упругими пластинами 8 с грунтозацепами 9.The source consists of a housing 1, made in the form of a hollow cylinder, inside of which is placed coaxially with it a shock rod 2, connected by means of a rotary spring 3 to an emitter 4, made in the form of a massive cylinder with a grooved base and located at the bottom of its annular protrusion 5 A sliding ring 6 and a spring 7 are put on the cylinder, with the sliding ring 6 being connected to the annular protrusion 5 by elastic plates 8 with lugs 9.

Ударный шток 2 в верхней части имеет винтовое окончание 10, которое входит в прорезь 11 заглушки 12 корпуса . На ударный шток 2 жестко надета полусферическа  головка 13 Корпус 1 на резьбе соединен с телом излучател  k с упором в скольз щее кольцо 6. Щелевидна  прорезь 11 заглушки 12  вл етс  направл ющей дл  поступательно-вращательного движени  винтового окончани  10 ударного штока 2. Дл  снижени  тангенциального усили , возникающего в щелевидной прорези 11 при движении ударного штока 2, вно- с щего в среду вредные волны-помехи, его винтовое окончание 10 выполнено с возможно большим шагом винта. Дл  предотвращени  колебаний ударного штока 2 под действием упругости поворотной пружины 3 после нанесени  удара , внос щих в среду дополнительные волны-помехи, предусмотрено стопорное устройство (не показано), фиксирующее положение ударного штока после удара. Пружина 7, распирающа  кольцевой выступ 5 излучател  и скольз щее кольцо 6, надетое на излучатель k, способствует возвращению упругих пластин 8 в исходное положение при завершении рабочего цикла источника, освобожда  грунтозацепы 9 от зацеплени  со средой.Impact rod 2 in the upper part has a screw end 10, which is included in the slot 11 of the cap 12 of the housing. The shock rod 2 is rigidly fitted with a hemispherical head 13. The body 1 on the thread is connected to the radiator body k with an emphasis on the sliding ring 6. The slit-like slot 11 of the plug 12 is a guide for the translational-rotational movement of the screw end 10 of the impact rod 2. To reduce the tangential the force arising in the slit-like slot 11 during the movement of the shock rod 2, which introduces harmful waves-interference into the medium, its screw end 10 is made with the greatest possible screw pitch. To prevent oscillations of the shock rod 2 under the action of the elasticity of the rotary spring 3 after striking, which introduce additional interference waves into the medium, a locking device (not shown) is provided that fixes the position of the shock rod after the impact. A spring 7, extending an annular protrusion 5 of the radiator and a sliding ring 6, which is worn on the radiator k, facilitates the return of the elastic plates 8 to the initial position at the end of the operating cycle of the source, freeing the grouser 9 from engagement with the medium.

Источник работает следующим образом .The source works as follows.

Источник помещаетс  в шпур до упора рифленого основани  кольцевого выступа 5 в забой шпура.The source is placed in the bore-hole all the way to the grooved base of the annular protrusion 5 in the bottom of the bore-hole.

Корпус 1 вращаетс  по резьбе относительно цилиндрического излучател , двигает кольцо 6,скольз щее вдоль излучател  kt сжима  .при этом упругие пластины 8, которые, изгиба сь , вдавливают грунтозацепы 9 в стенки шпура.The housing 1 rotates along the thread relative to the cylindrical radiator, moves the ring 6 sliding along the radiator kt of the compress, while the elastic plates 8 which, bending, press the grouser 9 into the walls of the hole.

От механического или другого ударного воздействи  на полусферическую головку 13 винтообразное окончаниеFrom a mechanical or other impact on the hemispherical head 13, the screw end

10 ударного штока 2, помещенное в прорезь 11 заглушки 12, движетс  вдоль своей оси и передает через пружину 7, излучатель и упругие пластины 8 вращательное импульсное движение грунтозацепам 9, в результате мего вокруг шпура возникают касательные напр жени , формирующие поперечные волны.10 of the shock rod 2, placed in the slot 11 of the plug 12, moves along its axis and transmits through the spring 7, the emitter and the elastic plates 8 rotary impulsive movement to the lugs 9, as a result of mego tangential stresses arise around the hole, forming shear waves.

При размещении предлагаемого источника в шпуре, пробуренном в плоскости угольного пласта, и приложении импульсной нагрузки к ударному штоку 2 происходит передача нагрузки через поворотную пружину 3, цилиндрическое тело излучател  Ь и упругие пластины 8 к грунтозацепам 9 и ее трансформаци  в возмущающую вращательную силу по касательной к окружности шпура, в результате чего в массиве формируютс  поперечные волны, интерференци  которых в угольном пласте усиливает на сейсмозаписи информативные каналовыеWhen placing the proposed source in the hole drilled in the plane of the coal seam and applying a pulsed load to the impact rod 2, the load is transmitted through the rotary spring 3, the cylindrical body of the radiator b and the elastic plates 8 to the lugs 9 and its transformation into a perturbing rotational force tangentially the circumference of the hole, as a result of which transverse waves are formed in the array, the interference of which in the coal seam enhances the informative canal seismic recordings

волны пол ризации Л ва, т.е. увеличи- 25цом, аксиально расположенным на боваетс  отношение полезный сигнал-помеха,ковой поверхности излучател , на коФормула изобретени торую надета дополнительна  пружина,polarization waves The effective signal-to-noise ratio, the radiator surface, is magnified by an axially arranged axial structure, and the formula of the invention is equipped with an additional spring,

Скважинныйисточник поперечных волн,контактирующа  с кольцевым выступомA downhole source of transverse waves, in contact with the annular protrusion

включающий полый цилиндрический кор-и подвижным кольцом.including a hollow cylindrical core and a movable ring.

00

пус и расположенные с ним соосно излучатель , ударный шток и поворотную пружину, отли чающийс  тем, что, с целью повышени  мощности импульсного возбуждени  поперечных волн за счет формировани  в скважинах малого диаметра вращающих возмущающих сил, нижний конец корпуса св зан с верхней частью цилиндрического тела излучател ,   верхний его торец имеет щелевую диаметрально выполненную прорезь, в которой располагаетс  с возможностью поступательно-вращатель5 ного движени  винтовое окончание ударного штока, при этом поворотна  пружина жестко скреплена верхней своей частью с ударным штоком, а нижней - с верхним торцом излучател , имеющим кольцевой выступ, с которым жестко соединены нижними концами упругие пластины с расположенными на них грунтозацепами, а верхние концы пластин жестко св заны с подвижным коль/// ///Pus and emitter, shock rod and rotary spring disposed coaxially with it, differing in that, in order to increase the power of pulsed excitation of transverse waves due to the formation of rotating disturbing forces in small diameter wells, the lower end of the housing is connected to the upper part of the radiator body , Its upper end has a slit diametrically made slot, in which the screw end of the impacting rod is arranged with the possibility of translational-rotary motion, while the turning spring the upper part with a shock rod, and the lower with the upper end of the radiator, which has an annular ledge with which the lower ends are rigidly connected to the lower ends of the elastic plates with the lugs located on them, and the upper ends of the plates are rigidly connected to the movable ring /// // // /

А-АAa

Фиъ.ЪФь.Ъ

Фиг. FIG.

Фиг. 5FIG. five

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Скважинный источник поперечных волн, включающий полый цилиндрический корпус и расположенные с ним соосно излучатель, ударный шток и поворотную пружину, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности им$ пульсного возбуждения поперечных волн за счет формирования в скважинах мало· го диаметра вращающих возмущающих сил, нижний конец корпуса связан с верхней частью цилиндрического тела излучателя, а верхний его торец имеет щелевую диаметрально выполненную прорезь, в которой располагается с возможностью поступательно-вращатель₁₅ ного движения винтовое окончание ударного штока, при этом поворотная пружина жестко скреплена верхней своей частью с ударным штоком, а нижней с верхним торцом излучателя, имею20 щим кольцевой выступ, с которым жестко соединены нижними концами упругие пластины с расположенными на них г \ грунтозацепами, а верхние концы пластин жестко связаны с подвижным коль25 цом, аксиально расположенным на боковой поверхности излучателя, на которую надета дополнительная пружина, контактирующая с кольцевым выступом и подвижным кольцом.A borehole source of shear waves, including a hollow cylindrical body and a coaxially emitter, shock rod and a rotary spring, characterized in that, in order to increase the power of pulsed excitation of shear waves due to the formation of small diameter rotational disturbing forces in the wells, the lower end of the housing connected to the upper portion of the cylindrical body of the radiator, and its upper end has a slot formed diametrically slit in which is located, with a progressive-rotator ₁₅ Foot d The screw end of the shock rod, with the rotary spring rigidly fastened with its upper part to the shock rod, and the lower one with the upper end of the emitter having an annular protrusion, with which elastic plates with r lugs located on them and upper ends are rigidly connected plates are rigidly connected with a movable ring axially located on the lateral surface of the emitter, on which an additional spring is mounted, which is in contact with the annular protrusion and the movable ring. 154335В154335V ЛдД 5-5 в-в шмтшвшшвв Оваав«ов»вмми·LDD 5-5-in-in shmtshvshshvv Ovaav "ov" vmmi · Фиг.З ФигФ фиг.5Fig. 3 Fig. 5