DE1623358A1

DE1623358A1 - Verfahren und Einrichtungen fuer die geologische Bodenforschung

Info

Publication number: DE1623358A1
Application number: DE1967B0091202
Authority: DE
Inventors: Chelminski Stephen Victor
Original assignee: Bolt Associates Inc
Current assignee: Teledyne Bolt Inc
Priority date: 1967-02-15
Filing date: 1967-02-15
Publication date: 1971-02-04
Also published as: DE1623358B2; DE1623358C3

Description

Verfahren und Einrichtungen für die geologische Bodenforschung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf seismische Forschungsmethoden durch Erschütterungen und dazugehörige Verfahren, besonders jedoch zur Bodenforschung und Verfahren, die kräftige Schallimpulse benutzen, welche durch die plUtzliohe Entspannung hochkomprimierter Gase erzeugt werden.
Unter den vielen Vorteilen der Verfahren der Bodenforschung und der Einrichtungen für die Suche nach Bodenschätzen auf dem Festland, die im folgenden als anschauliche Beispiele für die vorliegende Erfindung beschrieben werden, befinden sich jene, die auf der Wirkung kräftiger Schallimpulse beruhen, wenn sie an der beabsichtigten Fundstelle in die Erdkruste eingeleitet werden. Diese Impulse können nach Wunsch in kurzen Abständen wiederholt werden. Ein Netz von Geophonen nimmt die erzeugten Erdschwingungen auf und hält die Ergebnisse an verschiedenen Punkten der Erdoberfläche in gewisser Jlitfernung von der Stelle fest, an der die Impulse in die borde eingeleitet wurden. Auf diese Weise können Auskünfte über die Zustände und Eigenschaften der geologischen Formationen in dem durchforschten Gebiet erhalten werden.
Es ist bekannt, Sprengstoffe für die Erzeugung von Erdstößen ur Erforschung geologischer Formationen zu benutzen. ns gibt jedoch gewisse Nachteile bei der Verwendung von Sprengstoffen einschließlich der Wagnisse und Gefahren ihrer Handhabung und die Ausgaben und Verzögerungen, die mit der Erzeugung jedes "Schusses" verbunden sind. Erhebliche Zeit und Arbeit werden oft aufgewendet, die Sprengstoffe in ein oder mehrere passende Erdlöcher zu bringen und die Erde sauber einzustampfen und um die Sprengladung herum zu verdämmen. Lange Zeit wird oft gebraucht, um nach der Detonation der Ladung die neue Explosionsladung für den nächsten Schuß zurechtzumachen und an die richtige Stelle zu bringen. Auf diese Weise werden viele Arbeitsstunden und erhebliche Mengen von Snrengstoffen eingesetzt, um eine einzelne Forschungsaufgabe durchzuführen, so da# die Mosten einer solchen Untersuchung oft sehr hoch sind.
* Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie erstmalig die @orre gibt, kräftige Schallimpulse in die Erde an einer bestimmten Stelle in kurzen Abständen einzuleiten. Beispielsweise können die Impulse alle zehn Sekunden oder häufiger erfolgen. Wenn es gewünscht wird, kann deshalb jeder Schu#, i kachdem die Erdbewegungen des vorhergehenden Schusses abgeklungen sind, abgegeben werden. Darüber hinaus kann an verschiedenen Stellen eine Folge miteinander verknüpfter Schüsse abgegeben werden, die einander benachbart sind und innerhalb weniger Sekunden nacheinander folgen, um so beziehungen zwischen den von jedem Schuß erzeugten Erdstö#en zu erhalten. und nachdem die Erdstösse vorüber sind, kann die Folge mi wem gleichen Abstand oder in anderen;zeitlichen Seziehungen wiederholt werden. So können im Laufe weniger Stunden eine Vielzahl von Einzelschüssen und verknüpfte Schu#folgen erfolgen, wobei eine Vielfalt von Verknüpfungen Ünd Zeitfolgen ermöglicht werden kann.
Die als Beispiele genannten Verfahren und Einrichtungen, die die Erfindung ausmachen, lassen es auch zu, daß die seismischen Schallimpulse an der gewünschten Stelle in die Erde eingeleitet werden können, ohne dort eine besondere Bearbeitung der Erdoberfläche zu erfordern.
Die Erfindung und die dazugehörigen Vorrichtungen sowie ihre Vorteile können in einzelnen besser verstanden werden, wenn man bei der nachfolgenden Beschreibung der Beispiele die Zeichnungen berücksichtigt. Sie stellen die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel vereinfacht dar. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch den Schallgenerator, der auf dem Erdboden steht und auf das Fahrgestell eines Fahrzeugs montiert ist, Fig. 2 den Plan einer Untersuchung, bei der ein Generator nach Fig. 1 verwendet wird, Fig. 3 den Plan einer Untersuchung, bei der mehrere Schallgeneratoren verwendet werden, Fig. 4 einen-LängsvGhnitt durch den Schallerzeuger für den Generator der Fig. 1., Fig. 5 ist ein Querschnitt durch den Schallerzeuger der Fig. 4 entlang der Schnittlinie 5-5, Fig. 6 und 7 Teilsohnitte von Abwandlungen des Schallerzeugers der Fig. 5.
Wie es Fig. 1 zeigt, umfaßt der Schallgenerator 10 einen zylindrischen Behälter 12 mit senkrechter Achse, darin befindet sich der Schallerzeuger 14, z. B. ein Erzeuger wie er in den folgenden Figuren 4, 5, 6 und 7 gezeigt ist, in der Mitte und nahe dem Boden. Er wird von einem Gelenkarin 15, der gewöhnlich auf dem Anschlag 17 liegt, gehalten. Die zylindrische Seitenwand des Behälters 12 ist kräftig und starr. Sie kann aus Stahlblech oder einem ähnlichen Werkstoff bestehen. Der Boden 16 des Behalters ist flexibel und liegt bei Gebrauch auf dem Boden 18 auf. In diesem bildhaft gegebenen Beispiel der Erfindung wird der untere Boden 16 des Behälters durch eine kräftige flexible Membrane aus anassungsfähigem Werkstoff, z. B. Gummi, Kunststoff o. ähnlichem, gebildet. Diese Gummimembran erstreckt sich über den Boden des Behälters wie ein Behälterdeckel und wird an dem geographischen Punkt auf dem Erdboden aufgesetzt, an dem der Schallimpuls in die Erde eingeleitet werden soll.
Am Umfang ist diese Membran 16 an den Flansch 19 am Boden des Tanks 12 durch eine Anzahl Schrauben 21 mit Hilfe eines Klemmringes 23 unterhalb der Membran angebracht. Der Zweck der Memran 16 besteht darin, seismische Imoulse in die Erde 18 einzuleiten, ohne unnötige Anpassungsarbeiten vornehmen zu müssen. Deshalb könnte auch eine metallische Membran verwendet werden, wenn sie genügend anpassungsfähig ist, um diesen Erfolg zu gewährleisten. So könnte z. B. der Boden des Tanks 12 aus dünnem, zähen Metall wie etwa weichem Kohlenstoffstahl bestehen.
Der Tank 12 ist zu etwa 2 Dritteln mit Wasser 20 gefüllt, so daß der Schallerzeuger 14 untergetaucht ist. Die Entfernung vom Schallerzeuger bis zur Wasseroberfläche übersteigt die Entformung unterhalb des Schallerzeugers zur Membran 16 erheblich.
Dieser Erzeuger 14 ist in der Lage, plötzlich eine größere Menge eingeschlossenen, hochverdichteten Gases freizusetzen, wie weiter unten erklärt werden wird. Wenn dieses Gas schlagartig in das Wasser 20, das den. Erzeuger im Tank umgibt, dringt, wird ein kräftiger Schallimpuls in das Wasser eingeleitet. bin großer Teil dieses Schallimpulses wird abwärts durch das Wasser 20 und durch die Membran 16 in die darunterliegende Erde 18 übertragen. Die verhältnismäßig große Wassermenge oberhalb des Erzeugers 14 bildet gegenüber dem plötzlich freigesetzten Gas eine Klasse, gegen die die plötzlich freigegebenen Gase stoßen und dadurch einen starken Impuls (boom) entfachen.
Die Wassermenge oberhalb des Ereugers 14 dient auch dazu, den Rückstoß des mächtigen Impulses 25, der in die Erde übertragen wurde, aufzufangen und so den ganzen Behälter vor einem heftigen tiochspringen zu bewahren. Dieses Wasser oberhalb des Erzeugers 14 verschluckt die Rückstoßkraft dadurch, daß es durch die plötzlich freigesetzte Gasmenge aufgewühlt wird.
Un den Behälter 12 während des Impulses 25 fest gegen die Erde zu drücken, besitzt der Behälter 12 eine Reaktionszone 27.
Diese wird dargestellt durch eine konische Wandeinziehung nach innen, die die Membran 16 umgibt. Sie ist dem Umfang der Membrar unmittelbar benachbart.
Der drehbar gelagerte Arm 15 gestattet dem Schallerzeuger 14, sich: infolge der Rückwirkung des plötzlich freigesetzten gases aufwärts zu bewegen, Um das durch den Impuls nach oben gerissene Wasser davor zu bewahren, vollkommen aus dem Behälter 12 herausgeblasen zu werden, ist eine Anzahl abgestufter richter 22 und 24 an der Oberseite des Behälters in einem bestimmten Abstand zur ursprünglich ruhigen Wasseroberfläche im 3ehälter angeordnet. Die Aufwärtsbewegung des Wassers wird gebremst und schließlich durch diese Trichter zum Stillstand gebracht, die einen derartigen Winkel besitzen, da# das Wasser schnell wieder in seine ursprüngliche Lage zurückströmen kann.
Oberhalb dieses Trichtersystems 22, 24 ist der Behälter 12 mit der Umgebungsluft durch ein kegeliges Oberteil 26 verbunden und besitzt ein Rückschlagventil 28 an seinem Ende. Zusätzliche Trichter 30 sind im kegeligen Oberteil 26 nebem dem Rückschlagventil 28 angebracht, um sicherzustellen, daß keine wesentliche Wassermenge durch das Rückschlagventil hinausgeblasen wird. Die äußeren, ringförmigen Trichter 22 liegen in der Nähe der Tankwand und sind mit ihr verbunden. Die inneren Trichter 24 sind konisch und werden durch einen zentrischen Schaft 32 gestützt, der von einer Anzahl Arme 34 und Distanzstücken 35 gehalten wird. zum die Schallquelle 10 bequem befördern zu können, ist die auf einem Fahrgestell 36 des Fahrzeugs 38 befestigt, z. B. einem Lastwagen, Trecker, Anhänger oder dergl.. Im hier gewahlten Beispiel ist das Fahrzeug 38 ein vierrädriger Anhänger mit einer Zug- und Lenkdeichsel 39. Zwei Gelenkarme 40 halten den Behälter und sind in Drehlagern 41 an jeder Seite des Behalters 12 oberhalb des Schwerpunktes befestigt. Die arme 40 sind an dem Drehzapfen 41 in einem Gestell 42, das auf dem Fahrgestell befestigt ist, angebracht. Das untere Tankende ragt nachqunten aus dem Fahrgestell 36 durch dessen Öffnung 43 heraus.
Der Behälter 12 wird durch einen Schlauchanschluß 44 über ein Ventil 46 mit Wasser gefüllt. Wenn der Standort des Gerätes verlegt werden soll, kann das Wasser 20 aus dem Behälter 12 durch Öffnen des Ventils 48 ausgelassen werden. Um den Behälter 12 vom Boden abzuheben, ist ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder 49 auf dem Fahrgestell 36 angebracht. Seine Kolbenstange 50 ist mit einer Querwelle 51, die zwischen den Armen 40 liegt, verbunden. durch die Betätigung des Zylinders 49 können die Arme 40 angehoben werden Aufgrund der Tatsache, daß es sich bei dem Zylinder 49 um einen doppelt wirkenden handelt, kann auch erreicht werden, daß die Arme 40 nach unten gezogen werden, so daß das Gewicht des Fahrzeugs 38 den Behälter 12 fest auf die Erdoberfläche preßt. Der Zylinder 49-ist durch Hochdruckleitungen 51 ' und 52 mit dem Schaltpult 53 des Führerstandes 54 verbunden. Pre#flüssigkeit wird vom Tank 55 durch eine Leitung 56 zu geeigneten Sohaltventilen am Schaltpult 53 geleitet. Ein Preßflüssigkeitserzeuger 72 enthält eine Preßpumpe, die mit dem Tank 55 verbunden ist.
Sobald das Fahrzeug 38 am neuen Arbeitsplatz angekommen ist, wird der Generator 10 auf den Boden abgesetzt und Wasser durch das Ventil 46 in den Behälter 12 gepumpt. Damit ist der Schallerzeuger 10 arbeitsbereit. Besondere Vorbereitungen auf der Erdoberfläche sind nicht erforderlich um die Membran 16 aufzunehmen, es sei denn, die Erdoberfläche müsse von hervorstehenden eilen wie Felsen oder Baumstümpfen von einer S4öe, daß sie die Membran beschädigen könnten, befreit werden.
In der Anordnung der Fig. 2 ist der Grundriß für eine Bodenuntersuchung angegeben Eine Anzahl von Geonhonen 60 ist nach einem bestimmten Plan auf dem Erdboden in bezug auf den Schallerzeuger 10 verteilt. Die Einzelanordnung ist abhangig von der Art der durchzuführenden Untersuchung. Bezeichnend ist eine Anordnung, in der die Geophone 60 in gleichen Abstanden längs einer oder mehrerer vom Erzeuger 10 ausgehenden Geraden 61 liegen, wie in Fig. 2 gezeigt. Jedes der Geophone 12 ist durch ein Drahtpaar, z Bo das Paar 62, mit einer handelsüblichen Aufzeichnungseinrichtung 64 verbunden, z. B. einem Mehrkanal-Aufweichen oder Tonbandgerät (Galvanometer). Diese Aufzeichenanlage 64 wird in einer genügenden Entfernung vom Schallerzeuger 10 aufgebaut, so daß diesem Ausrüstungsstück unerwünschte Erschütterungen erspart bleiben.
In der uebersicht nach Fig. 2, aus der zu erkennen ist, daß 24 Geophone Verwendung finden, besitzt das Aufzeichengerät 64 mindestens 24 Einzelkanäle. Jeder Kanal macht auf einem geeigneten Diagranimpapier eine Auf zeichnung der Signale, die von einen der deo@hone 60 aufgenommen wurden. Auf diese Weise müssen vierundzwanzig Drahtpaare 62 von der Aufzeichenanlage 64 zu den vierundzwanzig Einzelgeophonen 60 führen. Um die Zeich-@ung nicht zu verwirren, sind nur einige wenige dieser Draht-@aare zur Erläuterung der elektrischen Verbindungen gezeichnet worden. Die Aufzeichenanlage 64 besitzt einen handelsüblichen dagrammschreiber um 24 Zeichen der elektrischen Signale von don entsprechenden Geophonen aufzunehmen; der Schreiber mu# deshalb im einen nicht gezeichnet werden.
Um zweckentsprechend ein Signal auf dem Papier der Anlage 64 Fig. 2) festzuhalten, und zwar im genauen Augenblick wenn die schallquelle 10 den Impuls durch die Membran 16 (Fig. 1) in die Erde gibt, ist ein druckmpfindlicher 4uberXr2ger, z. z ein Hydrophon 66, i Wasser 20 nahe der Membran 16 angebracht.
Dieses Hydrophon 66 ist auf einem Weichgummihalter 67 (Fig.1) angebracht, um jede Beeinflussung durch mechanische Schwingungen, die durch die behälterwand übertragen werden könnten, zu vermeiden. das Hydrophon 66 ist durch ein Drahtpaar 68 mit dem das Aufzeichengerät der Anlage 64 verbunden. Infolgedessen wird eine Bezugslinie oder Spur auf dem Diagramm genau in dem Augenblick aufgezeichnet, wenn die Schallquelle 10 einen Impuls" abgibt, d. h. einen starken Schallimpuls in die Erde überträgt.
Wenn das Diagramm später geprüft und ausgewertet wird, ermöglicht diese Bezugslinie, das zeitliche Verhältnis der vierundzwanzig aufgezeichneten Pulse zu dem Augenblick der Schallabgabe festzustellen. Diese genaue Bezugslinie ist für die Auswertung vorteilhaft, weil die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Erdstoßes durch die verschiedenen geologischen Formationen von der Schallquelle 10 zu dem entsprechenden Geophon 60 festgestellt werden kann.
Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Schallquelle Vorzüge für die Bodenforschung, weil die Schallsignale in kurzen Abständen,z.B. alle 10 Sekunden, wenn es erforderlich ist, wiederholt werden können. Der Schallerzeuger 14 selbst kann häufiger gebraucht werden, etwa alle 2 Sekunden, wie weiter unten erklärt wird. Esist jedoch eine längere Zeit, eben 10 Sekunden zwischen zwei Versuchen nötig, um dem Wasser Gelegenheit zu geben, von den Trichtern wieder abzulaufen und der Wasseroberfläche sich zu beruhigen.
Verfahren der Bodenforschung, wie in Fig. 3 dargestellt, sind im Prinzip denen der Fig. 1 und 2 gleich. Es entsprechen also gleiche Teile gleichen Funktionen, sie haben auch die gleichen 3ezugnummern. Das Untersuchungsschema der Fig. 3 umfaßt ein Paar von Erdsohallerzeugern 10-1 und 10-2 mit Geophonen 60, die auf mehreren Parallelen 69 angeordnet sind. Die Schallquellen-10-1 und 10-2 haben je einen Ereuger 14 und ein Hydrophon 66. Diese Hydrophone sind jeweils durch ein Drahtpaar 68 mit der Aufnahmeanlage 64 verbunden, um die Bezugslinien auf dem Diagramm beim jeweiligen Impuls (boom) der Quellen 10-1 oder 10-2 aufzuzeichnen. Bei bestimmten Untersuchungen können diese Quellen 10-1 und 10-2 gleichzeitig ausgelöst werden und ein anderes Mal können sie nacheinander in bestimmten Zeitabständen ausgelöst werden, was für verschiedene Forschungsvorhaben erforderlich sein kann.
Der Schallerzeuger 14 umfaßt, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, Behältereinrichtungen 70, die geeignet sind, Gase unter hohem Druck aufzunehmen und sie schlagartig durch die Öffnungen auf ein äußeres Signal hin abzugeben, wie im folgenden erklart wird. Um ein Medium unter hohem Druck zum Erzeuger 14 zu bringen, umfaßt die Einrichtung eine geeignete Quelle 72, die Medien unter hohem Druck auf dem Fahrzeug 38 speichert. In dieser Anlage ist das unter hohem Druck stehende Medium Preßluft, die in der Vorrichtung 72 hergestellt wird, die aus einem Antriebsmotor 73, der einen Mehrstufenkompressor 74 antreibt, besteht.
Dieser ist in der Lage, Druckluft von 140 atü und mehr zu erzeugen. Die Druckleitung des Kompressors 74 führt durch einen Wasser- und Olabscheider 75 in einen Hochdruckbehälter 76. Die Preßluft wird vom Behälter durch ein Schnellschlußventil 77 und ein Filter 78 dem Druckregler 79 zugeführt, der eine von hand bediente Regeleinrichtung 80 besitzt, um die gewünschte Druck höhe einzustellen, z.B. 140 atü. Am Auslaß des Reglers befindet sich ein Manometer 8i und ein Rohranschluß 82, der mit einem Hochdruckschlauch 83 verbunden ist, der zum Schallerzeuger 14 führt. Dazu gehört ein zweites Filter 84 am Schallerzeuger, das ein Sinterbronzefilter oder ein ähnliches Filterelement besitzt, um den Eintritt von Schmutz oder Fasern in den Erzeuger zu verhindern.
Hinter dem Filter 84 verzweigt sich der Schlauch, wobei der Zweig 85 durch einen Schlauch 86 mit der Füllöffnung 90, die in den Schallerzeuger 14 mündet, verbunden ist. Der andere Zweig 88 der Hochdruckversorgungsleitung 83 ist über ein zunächst geschlossenes Elektromagnetventil 89 mit der Impulsleitung 91 verbunden, die mit der Öffnung 92 durch eine Bohrung verbunden ist. Diese Leitung 91 ist grundsätzlich durch das Ventil 89 geschlossen, das als Abzugsventil zu bezeichnen ist; wenn das Ventil 89 geöffnet wird, so erfolgt ein Impuls, wie im folgenden erklärt wird.
Der Schallerzeuger 14 wird in den Fig. 4 und 5 gezeigt und besteht aus einen Behälter 70 mit dem Ladungsraum 93, der dafür vorgesenen ist, das Hochdruckmedium aufzunehmen und es lötzlich auf ein äußeres Kommando hin, über das Ventil 9 in sehr kurzer Zeit durch die Öffnungen 71, freigibt. Da der Schallerzeuger 14 regelmäßig hohen Betriebsspannungen und schädigenden sauberen Einflässen ausgesetzt wird, z.B. wird er längere Zeit lufthaltigen Wasser ausgesetzt, ist er aus hochfestem korrosionsbeständigem Werkstoff z.B. hochfestem nicht--rostenden Stahl, hergestellt. Der Behälter 70 enthält eine Anzahl koaxialer Zylinder 94 und 95 mit jeweis einem Kolben 96 und 97, die darin gleitend gelagert sind. Diese Kolben sind fest miteinander verbunden und bilden dadurch einen Flugkolben 100, so daß sie mit großer Beschleunigung über eine bestimmte Strecke beweglich sind, ehe sie das Hochdruckmedium durch die Auslaßschlitze 71 des erzeugers 14 entlassen.
Liner dieser Kolben 97 dient als Öffnungs- und Schließmechanismus für die Aufnahme und Freigabe des Hochdruckgases aus dem zaun 93, während der andere Kolben 96 zur Steuerung des ersten Kolbens dient, um ihn einmal in Schließstellung und dann in Freigabestellung entspreohend dem von außen gegebenen Steuersignal zu verschieben, so daß sich der Flugkolben 100 mit großer Beschleunigung bewegt, ehe der Freigabekolben 97 die Öffnung 71 freigibt, um das I{ochdruckmittel freizulassen.
Infolgedessen wird die Öffnung 71 schlagartig freigegeben, denn der Freigabekolben 97 bewegt sich. sehr schnell, wenn die Öffnung 71 geöffnet wird, so daß eine wirksame augenblickliche Änderung vom voll geschlossenen zum voll geöffneten Zustand ermöglicht wird. Der Flugkolben 100 ist so leicht wie möglich konstruiert, er muß jedoch in axialer Richtung der sehr großen b'enchleunigung und Bremsung standhalten können. Eine hohle Kolbenstange 101 verbindet die Kolben 96 und 97. Im Betrieb wird zur. Vorbereitung eines Impulses das Hochdruckmedium durch den Einlaß 90 in den Raum 102 eingelassen und bewirkt den Rücklauf des Doppelkolbens 100, der sich auf ein Abdichtelement 104 auf dem Kolben 96 gegen die Dichtfläche 106 legt. Diese Dichtfläche ist aus sehr zähem, elastischen Vlerkstoff,-z. B. zähem, dichtem Polymethan, das genügende Möglichkeiten besitzt, so gedehnt zu werden, daß es über eine Lippe 108 gezogen werden kann, die sich in einem Anschlag 110 befindet, der die Kolbenstange 101 umgibt. Das Schließmedium geht durch eine axiale Bohrung 112 in der Kolbenstange 101 in die Ladungskammer 93, um sie ebenfalls auszufüllen. Eine Einschnürung 114 in der Leitung 112 hält den Druck in der Kammer 102 über dem Druck im Raum 93 während der Füllperiode, so daß ein ausreichender Stoß nach oben auf die Projektionsfläche der Kolbenstange 101 besteht, der dem Druck im Raum 102 ausgesetzt ist dieser Druck wird durch einen Kolbenring 116 aufgefangen. Dieser Stoß nach oben gewährleistet, da# das Abdichtelement 104 fest auf der Dichtfläche 106 im Anfangsstadium des Füllkreislaufs ruht, während das Druckgas eingeleitet wird. Die Wirkfläche L des Arbeitskolbens 96, die durch den Durchmesser der Dichtleiste 104 auf der Dichtung 106 bestimmt ist, übersteigt die Wirkfläche K des Öffn;ungs- und Schließkolbens 97 und hält deshalb diesen Kolben während des Füllvorganges in seiner Schließstellung.
Nachdem der Raum 93 bis zum gewünsohten Druck aufgefüllt ist, wird der Schallerzeuger 14 im gewünschten Augenblick betätigt, indem das Abzugsmagnetventil 89 geöffnet wird, das eine Verbindung zwischen dem Hochdruckgas und der Fläche M des Kolbens 96 herstellt. Diese Strömung gleicht den Druck der gegenüberliegenden Oberfläche L und M des Steuerkolbens 96 aus, so daß das Hochdruckgas in der Ladungskammer 93, das auf die Fläche K des Kolbens 97 wirkt, den Flugkolben 100 in die Öffnungsstellung beschl9unigt. Sobald die Dichtung 104 den Sitz 106 verlassen hat, strömt das Gas in der Kammer 102 durch zahlreiche Öffnungen 118 des mit zahlreichen Ausnehmungen versehenen Umfangs des Kolbens 96. Diese Öffnungen 118 können schräg angeordnet sein, um einen Rückstoß infolge der schnellen Gasbewegung zu erzeugen, so daß der Flugkolben 100 sich dreht und der Verschleiß gleichmäßiger erfolgt. So ist der Druck auf beiden Seiten des Arbeitskolbens 96 ausgeglichen. Infolgedessen eilt der Flugkolben 100 mit großer Geschwindigkeit wegen der großen Kraft der Gasladung, die auf die Fläche K des Kolbens 97 wirkt, und durchläuft eine Beschleunigungsstrecke E. Der Kolben 97 bewegt sich mit großer Geschwindigkeit, wenn er das Ende 119 des Zylinders 95 passiert, und öffnet die Auslässe 71 schlagartig.
Diese Auslässe münden durch ein Mittelteil 120 des Erzeugers 14 nach außen.
Um den Flugkolben 100 nach der schlagartigen Freigabe des Gases aus der Kammer 93 abzubremsen, dient eine konische Fläche 122 gegenüber einer ebenso konischen Fläche : T des Kolbens 97. Diesezwingt das Wasser zwischen den beiden Flächen durch das unterteil der Auslässe 71 zu strömen. Der Auslaß der Ladungskammer 93 wird durch einen Dichtungsring 124 bestimmt, der aus ; zähem und dauerhaftem Werkstoff, z.B. einem festen Metall, etwa nichtrostendem Stahl, Berylliumbronze oder ähnl.,besteht. In Erzeugern der Art, die in Fig. 7 gezeigt sind, in denen eingespritzter Brennstoff verbrannt wird, wie später beschrieben ist, kann es vorteilhaft sein, diese Dichtung 124 aus hochfestem, feuerbeständigm Werkstoff, z.B. Metall, @erzustellen, um dem Auspuff hei#er Verbrennungsprodukte zu widerstehen. Ein elastisches Abdichtelement 126, z,B. ein @ing, stellt die Abdichtung nach außen her, und sie erlaubt der Metallringdichtung 124, sich ein wenig von der Auflage 128 abzuheben, wenn sie aus Gründen der Abdichtung am Kolben 97 liegt, so das die Lippe 104 des anderen Kolbens fest gegen die ruhende Dichtung 106 pre#t. Federelemente 130, z.B. gewellte Membranfedern, zwingen das bewegt ehe Dichtungselement 124 abwärts auf die Auflage 12C. im gezeigten Beispiel hat die Kammer 93 ein Volumen von 163 cm3 (10 Kubikzoll). Der Durchmesser des Kolbens beträgt 44,5 mm (13/4" und die Beschleunigungsstrecke E beträgt 9,5 mm (3/4"). Der flug-Kolben 100 erreicht eine Geschwindigkeit von mehr als 12,2 m/sec.
(40' /sec.), el* das Druckmittel freigegeben wird, deshalb wird das Hochdruckgas aus dem Schallerzeuger 14 in einigen Millisekunden freigegeben, nachdem der Kolben 97 das Ende 119 des Lylinders 95 verlassen hat.
Das untere Ende des Zylinders 94 ist durch einen Deckel 132 verschlossen, der die Einlaßöffnung 90 enthält, während das obere Ende der Kammer 93 durch einen Blindflansch 134 verschlossen ist. Die verschiedenen Teile des Schallerzeugers 14 sind miteinander durch gleiche Flansche 136 und Schrauben 178 mit Ringdichtungen 140 verbunden. Ein Flansch 142 am Behälter 70 ist größer und besitt eine zusätzliche Anzahl von Schrauben löchern 144 für die Montage.
Um den Erzeuger 14 zu.betätigen, ist ein Schalter 146 an einen Stromkreis 146 mit dem Ventil 89 und der Stromoquelle 150, etwa einer Batterie, verbunden. Wird dieser Schalter 146 von Hand geschlossen, so öffnet sich das Ventil 89 und verursacht eine plötzliche Freigabe der Gase in der Wsammer 93,-wie schon oben erklärt wurde. In der-Anordnung der Fig. 3 wird ein Paar solcher schalter verwendet1 die im Stromkreis mit den entsprechenden Abzugsventilen verbunden sind. Diese Schalter können gleichzeitig oder nach Wunsch auch nacheinander bedient werden.
Selbstverständlich können diese Schalter wahlweise von Hand oder automatisch bedient werden.
Der abgeänderte Schallerzeuger 14, der teilweise in Fig. 7 gezeigt ist, ähnelt dem der Fig. 4 und 5 mit der ausnahme, daß er für einen verbrennbaren treibstoff eingerichtet ist, wodurch der Gasdruck in der Kammer 93 erhöht wird, um dadurch den Knall zu erzeugen. bine Einrichtung zur Brennstoffeinspritzung 152 bringt den Brennstoff unter hohem Druck in die Kammer 102, nachdem diese mit Preßluft gefüllt ist. Ein elektrisches Heizelement (Glühwendel) ist in der Kammer 102 montiert. BB hat die Aufgabe, den Treibstoff beim k'inspritzenin diese Kammer zu entzünden. Bs erhält seine Energie durch zwei Drähte 155.
Der Treibstoff wird verbrannt, und nach einer Zeitspanne, in der die Verbrennungsprodukte unter ihrem Druck in den Ladungsraum 93 eingetreten sind, wird der so geladene Erzeuger dadurch Öffnen des Ventils 89 entlastet.
Die abgewandelte Form des Erzeugers nach Fig. 6 besitzt eine Anzahl Einzelteile mit gleichen Aufgaben wie der Erzeuger 14 nach Fig. 4 und 5. Es werden entsprechende Zahlen für Bauteile gleicher Aufgaben verwendet. Der Behälter 70a umfaßt einen Zylinder 95, der nach unten zu Auslaßschlitze 71 besitzt, ein weiterer Zylinder 94 ist koaxial zum Zylinder 95 angeordnet.
Ein erster Kolben 97 gleitet im Zylinder 95 und dient als Verschluß des Ladungsaustrittes, um das Hochdruckmedium in der Kammer 93 zu halten.
Um den ersten Kolben 97 in Bewegung zu setzen, gibt es einen Arbeitskolben 96, der im Zylinder 94 gleitet. Beide Kolben sind miteinander zu einem Flugkolben 100 verbunden, der so leicht wie möglich sein muß, gleichzeitig aber fest genug, um den großen Beschleunigungen und Bremsungen in Achsrichtung widerstehen zu kennen Eine hohle Kolbenstange 101 verbindet die Kolben 96 und 97.
Befindet sich der Flugkolben 100 in seiner Ruhelage vor den Schuß, so liegt der Schließkolben 97 am oberen Ende des Zylinders 95 entfernt von den Auslaßschlitzen 71. Der Rand des Kolbens 97 dichtet an einer elastischen Dichtung 124, die durch einen Spannring 107 gehalten ist, der in einer inneren bindrehung 109 ruht. Die Dichtung 124 ist aus sehr zähem, elastischem Werkstoff hergestellt, z.B. aus zähem, festem PolJrmethan. Sie hat genügend Elastizität, um verformt zu werden und wieder in ihre Ursprungsform zurückzukehren, womit ermöglicht wird, daß sie über den Umfang des Kolbens 97 gleitet, wenn der Flugkolben und die Dichtung 124 zusammengebaut werden; sie hat auch genugend Dauerfestigkeit, um den Betriebsbeanspruchungen zu widerstehen.
Der Zylinder 95 besitzt einen Flansch 136, der auf einen Flansch 136 am Zylinder 94 paßt Das obere Ende des Zylinders 95 hat einen Rücksprung 113, um beide Zylinder genau miteinander auszurichten. Die Flanschfläche 111 besitzt einen Ring 175, um Verluste des Hochdruckmediums in der Kammer 93 zu vermeiden.
Zur Schu#vorbereitung wird Druckgas von beispielsweise 140 atü durch den Schlauch z6 und weiter hinauf durch den Kanal 90 in die hohle Kolbenstange 101 und durch eine Öffnung 117 in die Kammer 93 gefördert. Der Druck des Gases auf die Oberfläche K des Schlie#kolbens 97 bewirkt, daß dieser Kolben im Zylinder 95 abwärts getrieben wird.
Um diesen Kolben 97 an Ort und Stelle zu halten, besitzt der solbe. 96 eine Oberfläche L, die dem Mediumsdruck im Behälter ausgesetzt ist und eine größere Wirkfläche als K besitzt und die in.entgegengesetzter Richtung zu K liegt Dieser Kolben 96 besitzt eine Dichtlippe 104, die gegen eine zweite feste, elastische Dichtung 106 anliegt. Diese Dichtung 106 kam aus dem gleichen Werkstoff wie die Dichtung 124 bestehen. Ein Kaltering 125 sitzt in einer Eindrehung 127. Der Innenrand der Dichtung 1Q6 wird durch eine Haltescheibe 129 geklemmt.
Mehrere Schrauben 131 halten die Scheibe 129 an der Zylinder ko@fwand 133.
}ieiii der Erzeuger 14 arbeitet, fällt der Druck in der Kammer 93 abrupt. Deshalb ist es erwünscht, die Ansammlung von ochdruckgas hinter der Dichtung 106 zu verhindern. Infolgedessen ist ein kleines Leckloch 135 (Fig.6) durch den Zylinderkopfedckel 133 gebohrt, das mit einem Kanal 137 hinter der Dichtung 106 verbunden ist. Der Außendurchmesser der Dichtlippe 104 ist größer als der Durchmesser des Kolbens 97. Die obere Wirkfläche M des Arbeitskolbens 96 liegt an der Sicherungsscheibe 129 an, wenn die Lippe 104 auf die elastische Dichtung 106 zu drücken beginnt. Dieser Anschlag 129 verhindert einen Schlag des Kolbens auf die Lippe 104, wobei diese tief in die Dichtung 106 eingedrückt würde Um den Erzeuger 14 zu betätigen, wird das Abzugsventil 89 (Fig. 4) geöffnet und somit ein Durchgang von der Füllbohrung 90 durch die Leitungen 86, b5 und 91 zum Schußausgang 92 freigegeben. Eine kleine Kammer 139 umgibt das Schußloch 92 und liegt nahe der Oberfläche I. M des Kolbens 96. Das Hochdruckmedium gelangt durch die Öffnung 92 in diese Kammer 139 und gleicht somit den Druck gegenüber den beiden Oberflächen M und L aus.
Das Hochdruckmedium, das gegen die Oberfläche K des Kolbens 97 drückt, übersteigt bald die haltekraft des Kolbens 96, so daß sich der Kolben 97 rasch im Zylinder 95 zu beschleunigen beginnt.
So wird die Dichtlippe 104 vom Dichtring 106 entfernt.
Unmittelbar darauf hat das Medium in der Kammer 93 die Möglichkeit,durch eine Anzahl bebenöffnungen 141 in einer Kerbe im Umfang des Kolbens 96 zu strömen, um so vollständig den Druck der Gegenseiten M und L dieses Kolbens auszugleichen. Selbstverständlich ist der Umfang des Kolbens 96 kreisförmig und die Überströmöffnungen werden durch Vorsprünge auf der Zylinderwand gebildet, zwischen denen sich Vertiefungen befinden.
Um den Kolben 96 und 97 eine leichte Drehbewegung zu geben, sind die Überstömöffnungen 141 gedrallt und somit gibt das Gas beim Durchströmen dieser Öffnungen eine Drallreaktion, womit der Verschleiß vergleichmäßigt wird.
Die beiden Kolben 96 und 97 beschleunigen sich außerordentlich stark nach unten längs der Strecke E, weil das Hochdruckgas am Austritt durch die Auslässe 71 gehindert ist, bis der hand des Kolbens 97 unterhalb des Oberteiles 119 des Auslasses 71 angekommen ist. Die Auslässe 71 umfassen eine Vielzahl von Öffnungen nach der Außenseite des Gehäuses 70 A hin, und zwar zwischen den in Längsrichtung liegenden Stegen 143 hindurch, die die Verbindung zum unteren Ende des Zylinders 95 herstellen und als Führung für den Kolben 97 dienen. wenn der Kolben 97 die Beschleunigungsstrecke E durcheilt, beschleunigt er sich außerordentlich schnell auf eine hohe Geschwindigkeit, s. o daß er das Ende 119 des Zylinders 95 überaus schnell passiert, und so die Anlässe im winzigen Bruchteil einer Sekunde voll geöffnet werden. Um diese vorteilhafte, hohe Geschwindigkeit des Öffnens zu erklären, soll die folgende Darlegung dienen.
Im gezeichneten Beispiel besitzt die Kammer 93 einen Xauminhalt von 2,2 1 (135 Kubikzoll) und ist mit komprimierter Luft von 140 atü gefüllt. Der Durchmesser des Schließkolbens 97 beträgt 78 mm, und die Beschleunigungastrecke E ist 25,4 mm.
Der Flugkolben beschleunigt sich auf eine Höchstgeschwindigkeit von 12,2 m/sec. ehe der Kolben 97 die Entladungsöffnungen 71 zu öffnen beginnen. So wird die geaamte komprimierte Luft in einigen Millisekunden freigelassen, nachdem der Kolben die Stelle 119 des Zylinders 95 passiert hat. Das Hochdruckgas wird auf diese Weise tatsächlich so schlagartig freigesetzt, daß der Vorgang explosionsartig verläuft.
Um den Flugkolben 100 schnell aber weich am Ende eines Schusses abzubremsen, besitzt das Gehäuse 70 A eine Bremsfläche 122, die das Gegenstück zur Kolbenfläche des Kolbens 97 darstellt. Wenn sich der Kolben 97 dem Ende eines spiels nähert, wird die Flüssigkeit zwischen den sich nähernden Oberflächen N und 122 im allgemeinen radial nach außen beschleunigt2 so daß sie eine Gegenkraft gegen in Oberfläche ausübt. Weiterhin bilden die zussmmenlaufenden unteren Enden 145 der Auslässe 71 mit der . ante des Kolbens 97 eine Art Drossel, d.h. eine Strömungssteuerung, die stetig den Austritt des Wassers verringert und so-die Abbremsung steuert, bis der Kolben nahe der Oberfläche 122 zum Stehen gebracht wird. Selbstverständlich können verschiedene Formen von Auslaßschlitzen 71 in erzeugern nach Fig. 4, 5, 6 urd 7 verwendet werden, um so verschiedene Entladungsmengen zu erzeugen und verschieden große Kolbenbremsungen vorzusehen, wenn man es wünscht. ach Abschu# des Erzeugers wird der Flugkolben 100 durch das Druckmittel, das durch den Einlaß 90 in die Rückholkammer 102 eintritt, die sich in der hohlen Kolbenstange 101 befindet, in seine Ausgangslage zurückgebracht. Die Füllöffnung 90 führt durch die Führungsstange 160, in die Dichtungsringe 162, ähnlich @olbenringen, in passende Nuten nahe dem oberen Ende der Führungsstange 160 eingelassen sind. Diese Führungsstange 160 kat ein Einschraubende 164, das starr im untern Teile 166 des Gehäuses 70 A montiert ist.
Ein Leckloch 168 (Fig. 6) in der Abschußleitung 92 verhütet jegliche unbeabsichtigte Druckerhöhung in der Brennkammer 139, die der Kolbenfläche M benachbart ist, und so wird auch jede Möglichkeit unbeabsichtigter Selbstzüiidung des Erzeugers verhütet, falls er für längere Zeit geladen bleibt. Auch-kleine Mengen unter hohem Druck stehender Gase, die durch die Dichtungen 104 und 106 in längerer Zeit schleichen könnten, können sich deshalb nicht in der Schußkammer 139 ansammeln.
Wie in Fig. 7 gezeigt, kann der Erzeuger 14 der Fig. 6 auch eine Brennstoffeinspritzung 152 und eine Zündeinrichtung 154 besitzen, um damit Treibstoff unter hohem Druck in die Kammer 93 einzuspritzen, wenn diese mit Preßluft gefüllt ist und um den Brennstoff zu entzünden, damit eine erhebliche Drucksteigerung vor dem Abschuß durch Öffnen des Ventils 89 erzielt wird.
Selbstverständlich ermöglichen die Erzeuger, Hochdruckgas schlagartig in den Tank 12 freizulassen. Deshalb wird vorzugsweise ein kräftiger Impuls 25 durch das Wasser 20 mit so hoher Geschwindigkeit fortgeleitet, daß er der natürlichen Schwingungsfrequenz von Erdmaterialien nahe kommt und dann wird dieser mächtige Brschütterungaimpuls wirkungsvoll in die Erde geleitet. Weiterhin bedeckt die Membran 16 eine große Bodenfläche, vorzugsweise mehr als 0,56 m2 (6 Quadratfuß), um eine große Ankopplungsfläche zum Erdboden zu haben.
Die verschiedenen Schallerzeuger 14, die hier in den Figuren gezeigt werden, bestehen aus Gasauslaßeinrichtungen für die schlagartige Freisetzung hochkomprimierten Gases, die für Bodenforschungsverfahren und -systeme verwendet werden können, und sind Teil der vorliegenden Erfindung. Selbstverständlich aber können andere Geräte für die schlagartige Freisetzung komprimierten Gases in das Wasser 20 verwendet werden, wie sie beispielsweise in der Patentanmeldung B 79 288 IXa/42s beschrieben wurden.
Selbstverständlich arbeiten der feste Behälter 12 und das Wasser 20 zusammen, um eine wirkungsvolle Kopplung des kräftigen Druckstoßes durch die Membran in die Erde herbeizuführen. Die schlagartige Gas entspannung in das Wasser 20 erzeugt einen starken Druckstoß.
Der feste Behälter 12 verhindert, daß das Wasser waagerecht vom Erzeuger 14 weggeblasen wird, und die Reaktion der großen Wassermasse oberhalb des Erzeugers 14 hilft, den starken Druckimpuls erdwärts zu leiten, um so eine wirkungsvolle Energieübertragung in die Erde zu sichern und darin die gewünschten Erschütterungen zu erzeugen.
Es ist ebensogut möglich, andere Fliissigkeiten als Wasser zu verwenden, wenn sie eine genügende Dichte besitzen, um die erwünschte Energieübertragung in die Erde zu sichern. Das können Flüssigkeiten wie Hydrauliköl, Schmieröl, Dieselöl und ähnliches sein. In den meisten Fällen wird jedoch Wasser verwendet, weil es die passende Dichte und verhältnismäßig große Inkompressibilität besitzt sowie ebensogut zu handhaben und billig ist.

Claims

P A @ E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zur seismischen Erforschung der geologischen Bodenformationen dadurch S e k e n n z e i c h n e t , daß an der zu untersuchenden Stelle der Erdoberfläche kräftige Schallim@ulse in längeren oder kürzeren Abständen dadurch eingeleitet werden, daß über dem Erdboden eine bestimmte Flüssigkeitsmenge hoher Dichte, beispielsweise Wasser, impulsdurchlässig angeordnet und in die ein Schallgeber (14) gebracht wird, der anschließend mit Druckluft gefüllt wird, die lö@zlich ir die umgebende Flüssigkeit in einem Impuls zur erzeugung kräftiger akustischer Wellen durch den Boden der Flüssigkeitsmenge in die Werde geleitet wird, um seismische Erschütterungswellen zu erzeugen, und daraus die Zusammensetzung der E@dkruste zu ermitteln.
2. Verfahren zur seismischen Erforschung der geologischen Bodenformation nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e daß der Vorgang der Schallerzeugung beliebig oft in yeriodischen oder aperiodischen Abständen wiederholt wird.
3. Verfahren zur seismischen Erforschung der geologischen Bodenformationen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Schallgeber (14) unterhalb des Schwerpunktes der Flüssigkeitsmenge angeordnet ist und der Impuls unterhalb des Schwerpunktes nach unten gerichtet erfolgt.
4* Verfahren zur seismischen Erforschung der geologischen Bodenformationen nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß oberhalb des Flüssigkeitsspiegels die emporgeschleuderte Flüssigkeit in einem Raum aufgefangen und in die ursprünglich vorhandene Flüssigkeit zurückgeführt wird.
5. Verfahren zur seismischen Erforschung der geologischen Bodenformationen nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Mehrzahl von Einrichtungen nach festgelegten Plan auf der Erdoberfläche verteilt und gemeinsam zusammen oder hintereinander betätigt wird.
6. Verfahren zur seismischen Erforschung der geologischen Boden-Sfornationen nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in den mit Druckluft gefüllten Schallgeber Brennstoff eingeführt wird, der gezündet und verbrannt wird, um den Druck der eingeschlossenen Druckluft zu erhöhen.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Einrichtung aus einem Tank (12) mit festem, flexiblem Boden (16) zur Auflage auf die Erdoberfläche, Mitteln zur Füllung des Tanks mit Flüssigkeit, einem Behälter zur Schallerzeugung (14) innerhalb des Tanks, Einrichtungen zur Zuführung von Druckluft (83) und Freigabemitteln (97) zum Festhalten und Freigeben desselben in die Flüssigkeit besteht.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h --n e t, daß die Freigabemittel aus einem schnell fliegenden Flugkolben und einer zugehörigen Steuereinrichtung besteht.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c -n e t, daß diese auf einem Fahrzeug montiert ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 7 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Mittel (26,28) zur Speicherung und Freisetzung großer Gas- oder Luftmengen aus dem Tank (12) und zur Trennung derselben von mitgerissener Flüssigkeit, sowie zur Rückführung derselben in den Tank vorgesehen sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 7 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das im Tank angeordnete Mittel, beispielsweise ein drehbar gelagerter Arm (15), dazu dienen, den auf den Schallgeber (14) wirkenden Rückstoß beim Freigeben des Impulses aufzufangen.
12. Einrichtung nach Anspruch 7 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h e n t, daß ein Hydrophon (66) in der im Tank (12) angeordneten Flüssigkeit eingebaut ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 7und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , das ilittel (152,Fig.7) zur Einführung von Brennstoff in den Schallgeber (14), zur Vermischung mit der darin befindlichen Luft, zur Zündung und Verbrennung des Gemisches und zur plötzlichen Freigabe in den Tank vorgesehen sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 7 undJoder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß auf dem Chassis (36) des Fahrzeuges V. orrichtungen (40, 41) angebracht sind, um den Tank zu tragen, auf den Erdboden zu setzen und von diesem zu heben.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h net, daß das Chassis (36) eine Öffnung (43) aufweist, durch die der Tank (12) nach oben und unten ragt.
16. Einrichtung nach Anspruch 14 und/oder 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, das Mittel (48) zur Leerung des Tanks angebracht sind.
17. Einrichtung nach Anspruch 14 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Fahrzeug Vorder- und Hinterräder besitzt und der Tank zwischen diesen in Fahrt- und Arbeitastellung angeordnet ist.
1 inrichtung nach Anspruch 14 und/oder einem der folgenden dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Tank (12) feste, stabile Seitenwände und eine starke, flexible Membran (16) aufeist, die sich über das der Erde zugewandle Ende des Tanks erstreckt.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Tank (12) eine konisch ausgebildete Reaktionszone (27) aufweist, die ein Andrücken des Tanks auf die Oberfläche der borde sowohl unter dem Gewicht der Flüssigkeitsmenge als auch unter dem Druck der kräftigen Schallimpulse bewirkt.
20. Seismisches Untersuchungsveriahren zum Gebrauch an Land zur Erforschung der Bedingungen und Charakteristik der geolotischen Erdformationen unterhalb der Erdoberfläche, g e -k e n n z e i c h n e t durch ein seismisches Vibrationsverfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, bestehend aus einer Schallquelle zur Ubertragung kräftiger seismischer Erschütterungen in häufigen Intervallen, einem Tank, der eine Flüssigkeit hoher Dichte enthält und der auf dem Erdboden mit einer Membran auflegt, einem in diesem Tank unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten Schallgeber (14), Mittel zur Zuführung von Druckluft (83) in den untergetauchte Schallgeber (14), der Freigabemittel (97) aufweist, die wiederholt Druckluft aufnehmen und plötzlich freigeben können, einer elektrischen Kontrollschaltung (89,148) zur Betätigung des Schallgebers in häufigen Intervallen, um seismische Erschütterungen zu erzeugen, einer Mehrzahl von ber die Erdoberfläche verteilten Geophonen (60) zur Aufzeichnung der Folge der seismischen Erschütterungen an den einzelnen Aufzeichnungspunkten, einer Leitung (62) von jedem Geophon (60) zur Aufnahmeanlage (64), um die empfangenen Daten aufzuzeichnen und auszuwerten.
21. Seismisches Untersuchungsverfahren nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Hydrophon (66) innerhalb der Flüssigkeit im Tank (12) angeordnet und das Hydrophob durch Leitungen mit der Aufnahmeanlage (64) verbunden wird.
22. Seismisches Untersuchungsverfahren naoh den Ansprüchen 20 und 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Mehrzahl von Tanks (10-1, 10-2) auf der Erdoberfläche an ausgemessenen Punkten verteilt wird und din Me#weite einer zentralen Aufnahmeanlage zugeführt werden