DE2041612A1

DE2041612A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Emission von Transversalwellen in den Erdboden

Info

Publication number: DE2041612A1
Application number: DE19702041612
Authority: DE
Inventors: Michel Lavergne
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1969-09-02
Filing date: 1970-08-21
Publication date: 1971-03-11
Also published as: SU412695A3; DE2041612B2; FR2060151A1; JPS5024681B1; GB1300317A; DE2041612C3; US3716111A

Description

sMüNOHKria 2041612 DIPL. ING. DIETRICB: LBWALD rOMTMBMoniiMi ι«

TW.ÄFOJI BO Ml 4

Affaire 980 ' »■*

INSTITUT FRANOAISDU PBTROLE DES OARBURAIiTS ET LUBRIPIAHTS, Rueil-Halaaison/Prankreich

"Verfahren und Torrichtung zur Emission von Iransversalwellen in den Erdboden"

Nach den zur Zelt verwendeten Verfahren zur Beimischen Prospektion, emittiert nan in den Erdboden akustische Wellen, die eich in den Untergrund fortpflanzen. Haupte&ohlieh verwendet man diejenigen dieser Wellen, die eioh in,der Tiefe nach einem Auadehnungsgesetz fortpflanzen und an den verschiedenen Schichten dee Untergrundes reflektiert werden. Diese Wellen werden im allgemeinen Iiongltudinalwellen genannt und sind den Spezialisten unter dem Hamen "Wellen des P-Typs" bekannt.

Jedooh sind diese Wellen» die sich in die Tiefe nach einem Verzerrungsgesetz fortpflanzen und an den verschiedenen Schichten des Untergrundes reflektiert und Traneversalwellen genannt werden» ebenfalls interessant.

Jüan unterseheidet zwei Arten von Traneversalwelleni

Die Traneveraal wellen, die eine horieontalpolarisierte Bewegung der Partikel abgeben und Al· von Spezialisten auoh SH-VeIlen" genannt werden;

und die Tronsversalwellen, die eine Bewegung der Partikel ergeben, welche in einer Vertikalebene polarisiert ist und die auch ^MSV-Wellen^M genannt werden*

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BAD ORSOiNAL

FOlTM)IlCIBOItTO MOKOKIM UHU · IYFOIAMK M ONGB EN. KTO-M*. Il 4 A»·*

Die Verwendung der Transversalvollen bei der seismischen Prospektion kann oft zu Informationen komplementär au denen führen, die durch die Longitudinal well en geliefert werden oder kann in gewissen Fällen seismische Informationen geben, die sich für die prospektierten Abschnitte des Untergrundes teseer Interpretleren lassen.

Mehrere Gründe kennen mir Stützung des Interesses genannt wer» den, welches durch die Verwendung dieser Transverealvellen gegeben ist s

a) Der Vert ihrer Fortpflanzungsgeschwindigkeit in den Sedlmentgeetelnen betragt etwa die Hälfte derjenigen der Geschwindigkeit der Longltudlnalvellen und so«it let der Vert der Länge der Transyerealwelle etwa gleioh der Hälfte derjenigen der Longitudlnalvelle bei gleicher Prequens. Dae AufltJeungsveraögen, d.h. die Möglichkeit Bwel unter geringes Abstand befindliche 8chiohten des Untergrundes ssu trennen, wird somit wesentlich verbessert, was in gewissen Fällen von erhebllohea Interesse sein kann, insbesondere für detaillierte Untersuchungen etratigraphisoher Sohrigflachen oder "Fallen".

b) Die höri* polarisierten Transversalwellen (Wellen SB) weisen die Interessante Besonderheit auf, dsJ sie βloh ηloht in andere Wellentypen bei Vorhandensein stratlgraphleoher Diskontinuitäten umwandeln lassen, und «war in des Ausmafl, in de« dleee Diskontinuitäten symaetrlsoh snr vertikalen Fortpflansungeebene dieser Wellen sind. Ib Gegeneats su den Longltudlaalwellen (P)*die eine Umwandlung in vertikale Transversalvellen (8V) erleiden, oder la Oegeneats su den vertikalen Transversalwellen (SV)₉ die eine umwandlung in longitudinal Wellen (F) an jeder (Irenefläche des Untergrundes erleiden, und wenn die Wellenfronten an den erensflächen nicht perallel sind, . erhält «an fOr die Transversalwe11en (SB) eine Beibehaltung dee gleichen VeIlentype. Sie bei sohrftgea Unfall an Terrains alt einer grölen Ansahl von Diskontinuitäten erhaltenen Seiseograaeie sind also

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BAD ORIGINAL

viel einfacher für die Wellen SH als für die Vtllen P oder

c) Die Kenntnis der Fortpflanzungsgeschwindigkeiten der Iraneverealwellen zusammen alt der Kenntnis der Fortpflanzungsgeschwindigkeiten der Longitudinal ve 11 en und der Dichtigkeiten dee Bodens erlaubt es, gewisse physische Parameter der Qmsteine zu bestimmen! Youngnodul , Poisson-Zahl, ?eatigkeltemodul, KompreBsi/bilitatsraodulj dlee let unaögllch, wenn nan nicht die Fortpflanäsungsgeschwiadigkeitan der Longitudinalwellen kennt.

Mehrere Verfahren wurden bereite vorgeschlagen, üb Xraneversalwellen sAiseusendenj sie boten jedoch, nicht die Vorteile dee Verfahreas nach der Erfindung, durch welches ee möglich wird, seismische Impulse, die wesentlich kürzer sind und von reinerer Forra and« eu liefern.

Ein eretee Verfahren bestand darin, Horieontalvlbratoren au verwenden, die des Erdboden durch Reibung alternative Ho^izotttalbewegungen erteilten (beispielawelie US-Pateat· Bclirift 3159233 und US-Patents ohr If t 3886783).

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin,-dafi die durch dio Vibratoren auegeeandten Inpulse von langer Dauer, ie allgemeinen mehrere Sekunden lang, sind. Obwohl die Correlation·- technik .. es ermöglicht, die Inpulse durch Behandlung Aer Aufzeichnungen zusammenzuschnüren, ist ee klar, daß es in gewissen Fällen notwendig werden kann, bei der Xaiasion über kurae Itapulse von einer Dauer von weniger als 30 Millisekunden beispielsweise verfügen au können.

Ein andere» Verfahren besteht darin, horlßontal eine Hasse auf ein Im Erdboden festes Auflager horizontal su schleudern, derer+, daß in dan Erdboden eine Horizontalkraft Übertragen (siehe beispielsweise US-Patentechrift 2 740 4Θ8).

. -■ ♦ -

10981 1/TAO A

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diesem Verfahren jedoch wird die Masee an einen Beiken über Drähte aufgehängt, was Äaohteile alt eich bringt. Insbesondere sind die Akt ions- und Reaktlonekräfte auf den Irdboden nicht kontrollierbar.

Krflndungegemäß soll «in neuartiges Verfahren stur Aussendung von Transvere al wellen in den Erdboden so vie eine Vorrichtung sa dessin Durchführung vorgeschlagen werden, durch Ale ·■ möglich werden soll, kuree Impulse reiner Fora ausstuienden und regelbare Afctlone- und Reaktlonskrttfte au liefern.

Dieses Verfahren besteht darin, mitteli alnea Generators «wei gleiche und entgegengesetäte IrIite J^ und Ig su erceugen und diese Kräfte mittels Systemen unterschiedlicher festlgkelts« koefflciente k₁ bsv. k_? bu regeln, ua entgegengesetete und ungleiche Kräfte P^ und P'₂ au erhalten, die de« Erdboden In einer Ib wesentlichen horiaontalen Richtung erteilt werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrene umfaBt einen Generator, der ewel gleiche und entgegengesetzte Kräfte I₁ «ad I₂ liefert, Einrichtungen sum Regeln dieser Kräfte, um entgegengesetEte und unglelohe Kräfte f] und f^f ₂ *u erhalten und Einrichtungen «rar Übertragung dieser Kräfte Tf, IJ auf den Irdboden in einer im wesentlichen horlsontalen Eiohtüng.

Diese Vorrichtung uafaBt desweiteren Einrichtungen, die reibungslos den Generator mit dem Erdboden verbinden.

BelsplelBwelee Ausführungeformen der Erfindung sollen nun anhand der be11legenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Fig. 1 dae prineipielle Verfahren nach der Erfindung illuatrlert;

. 2 zeigt oohematisch eine erste AusfUhrungsform der Vorrichtung nur Durchführung der Erfindung»

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Pig. 3 zeigt graphisch die Kräfte 1\ und PJ, die de* Xrdboden in einer ia wesentlichen horlsontalen Richtung erteilt werden, als Punktion der Zeit ι und selgt auch graphisch die resultierende Kraft P_t'_f die den Erdboden in einer ipewiientllohen horisontalen Richtung erteilt wird, als Punktion *er" Zeit;

Pig. 4 seigt scheaatlsoh die Anordnung der Sende· und Empfangseinrichtungen ftir den Pail von Tranevereelwtllen der SV-Art I

PIg. 5 seigt sohaaatlsoh die Anordnung der Sende- und _t EBpfangereinrichtungen ia Fall von Traneverealwellen der SH-Arti ο

Pig. 6 zeigt sohematlseh eine zweite AusfÜhrungsfora der Vorrichtung nach der !Erfindung ι

Pig. 7 seigt soheBatlsoh eine dritte Ausfuhrungsfom der Vorrichtung nach der Erfindung;

Pig. 8 seigt soheaatisoh eine viert· Aueftthrungsfom einer solchen Vorrichtung;

Pig. 9 seigt sohematisob. eine fünfte, Pig. IO schanktisch eine sechste und

Pig. 11 schenatisch eine siebte AusftlhrungsforB nach der Erfindung.

Sas Prinzip des erfindungsgeateen Verfahrens soll alt Beiug auf Pig. 1 beschrieben werden.

Ein Kr&ftegenerator O, dessen Vertikalaohae turch den Punkt verläuft, übt gleichseitig in Richtung OZ eint Horisontalkraft P₂ β - P₁ aus.

Die Vorrichtung uafaßt llnriohtungen 5 und 5 vm jeweils die Aktions- und Reaktionskrifte P₁ und P₂ su eteuern und sie ungleich su aaohen. Bei diesen Einrichtungen kann es sieh ua

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um verformbar« Elemente ralt den Steifigkeitskoeffiaienten Ic₁ und k₂ handeln, die jeweils auf die Kräfte P₁ und Pg» uo ate in Kräfte F¹.. und F'₂ umzuwandeln, einwirken.

Die Vorrichtung umfaßt im Übrigen Elemente 2 und A zur Transmission von Kräften F₁' bzw. F«' in den Richtungen OI und - OX. Diese Kräfte werden dem Erdboden entweder direkt durch Anbringen der Transmissionselemente 2 und 4 auf den Wandungen des Erdbodens, die im wesentlichen senkrecht zur Achse OX ver-Inufen oder über in den Erdboden eingepflanzte Auflager erteilt, die unter Abständen X₁ und x« vom Punkt 0 Jeweile in den Richtungen OX und -OX angeordnet sind.

Da die Kräfte F₁ ¹ und Fg¹ ungleich sind, resultiert hieraue

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tint Kraft P_t', dl· auf dta Srdtodtn la Ior· einee et Iapuleee übertragen wird«

Tatsäohlion 1st abliefe di« Entfernung Z₁ - X₂, la tor Größenordnung, la allgemeinen klein verglichen alt dta Itagta der auegeeaadttajWtlltn (wenigsten· 10 a oder iiefer) «Ad dl· Auftreffpuniflt;· jL «ad X₂ der Krlftt J¹,, «nd fl k0iui«a prakfleoh •le BU8«iiB«xtfftlX'fad unter ^erttokilehtlgnac de* Malatftl«· der ausgeeandten" eelfkslechta Vellen aaeeeehea; vtirdta.

Sie Horizoätalkjr&ft F¹Ct), die «of dta Srdtoodte ensgtttlrl, vird, int also - P%(it) 4 7^f ₂(t) Mneichtlich Algteraiecliea Wftzttte

Sinee der veaöii-täiclisteii Merkaale der rorliegeadtii Srfiadiiaf besteht darin, da$ i|aa dit Steifigkeit k^ des Rtgtltleaeatts 3 und die steififijcettj K^₉ dta Regeltleatntes 5 von unteraehitdlicaem Wert wählt * J derart ₉ fiaS dl· Obertragiiacffuaktloata

—i und =—£

untersohiodlich sind", ^ras es entfglloht, Erftfte T'j(t) und 2^₂Ct) mi erhalten^ dit^ hinsichtlich ihre* Jkidltitvertes nicht» gleich sind, trota der Gleichheit von T₁(I) «ad I₂Ct) hinsichtlich des AbeoltttwerttB.

Sonit ist die horiBontal auf den Erdboden ausgeübte Kraft ο F'.,(t) + F'₂(t) nicht WuIl und ihre Torrn kann beliebig gewählt und modifLsiert we.Men, indem nan die Vertt der Koeffizienten Ic₁ und k₂ .tür dle&teifigkelt der Eleaeate 3 und 5 variieren läßt.

Der Kräfte generator Q kam* tolfplelsweise aus eines ?*r<-

bestehen, die energetische Quellt iet pneuffiatiecher, hydraulisoher xider elektromagattisohtr Art oder ee kann eich auch ua tia Ibcplo>iioneeyetem haadela, wobei die energetische Quellt aus elaei| besten, flfletlgen oder ga·· formt go η Explosivstoff, einet) \#fitadeyetea oder eine« Explosiv-

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BAD ORiGiNAL

draht«jetee etc besteht

Binige Ausftlhruiigef orten einer Vorrichtung stir ltarohftthrung dee erfindungegemäfien Verfahrens sollen nun beispielsweise wiedergegeben werden«

Hach einer ersten in Pig. 2 dargestellten Ausfuhrungsfor· besteht der Generator O beispielsweise aus eine« ferkuasiene« eyetea mit eine* Kolben 7» der von eines Zylinder 1 bewegt wird; die Kraft P₁ wird durch den Kolben 7 und die Kraft Ig durch den Zylinder 1 dieses Systems übertrafen.

Der Generator G- wird ohne Reibung durch einen Träger 6, eine Luftkanmer,beispielsweise gelagert. Die auf den Brdboden durch den Träger 6 übertragenen Kräfte haben praktisch keinerlei Horiiontalfcomponente, da dieser Träger reibungslos arbeitet»

Beispielsweise kann man die resultierende Kraft 7'(t)_t die horizontal auf den Erdboden Ib Fall der Vorrichtung der Tig. ausgeübt wird, bereohnen.

Man beaeichnst «it

η die Masse des Kolbens 7

χ seine Entfernung you Punkt 0 in Richtung OX (x ist

seine Geschwindigkeit)

m, die Masse des Zylinders 1

x, die Entfernung des Punktes O auf der Achse - XOX ^J (i.-riet seine Abgeleitete naoh der Zeit, d.h. seine Geschwindigkeit)

IB₁ die Mae β θ der Pulsationsplatte 2 X₁ die Entfernung des Punktes 0 auf der Aobse - XOX

(wobni t* eeine Abgeleitete naoh der Seit» d.h. seine Geschwindigkeit, ist).

Og die Maseo der Pulsationsplatte 4 Xn dio Entfernung des Punktes 0 auf der Achse - XOX

(vobo< ±2 ß®irte Abgeleitete naoh der Seit« d.h. seine

Geschwindigkeit, lot).

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BAD ORIGINAL

-tr-

Aue TereinfachungegrBnden foil angenommen werden, daft dl· Ytr-Mndung dtβ Kolbens 7 alt der PuleAtionsplatte 2 ftarr lit

Man be«·lehnet «it
ι

den Reibungskoeffizienten des System VeI Jtttek* lauf deaf ZyIlodere 1,

die Sehe'lnleitverte des entsprechenden Srdsodene« jeweils für die Platten 2 und 4 bei« Teratltnie

±4 '

Das ixoeitipriniip des Syeteee let diareh Alt d der xolgenden Besleimncen darfeeteilt,

die ρloh la ^arsonleohen Puliationebereieh ca la^itn iu>

^f'

«an nun in ditiien Beeiehun^en (5) und ^X1 ^^Λ ^^ertickilohtlff* UAi AeJ ^ let, βο erhält «an die Kräfte Ϊ'., und im haraoni8ohen Bereich bui

(a 1 Q98 11/1404

BADORiGINAL

1 - j

Kg +

Man siebt, dai ea «8glich wird, F^ au regeln, indes «an ■ und B₁ variieren. IaJt j alar·« koMit mui₉ lndMi aaa Veraa-IaBt, 41a Xupplvng dar Platte M₁ «it da« lrdaodan ra rarllraa

Man kann Γ'₂ racala» indan «an ■«, ·₂,4 und It₂ TarlUraa IaJt.

Dae Sjrstaa *vm Arnfbrlagan der Xrlfta mti ta» Xvdtodan virt eohpieben duroh dia Obertrafunffifanlrlionaa fl «ad I*

■M*»

funktlonaa dar fraqpaas f ilnd.

»ι -Ί

Man kann baitplalavalia alna Eaeonana aahr noaar Tra^paaa» dia nur wenig gadlapft lit, dar Obertraguafafunktloa ?»- und tlaa

»1

Resonana sei nledrlgar Traquana, dia gat gadlapft let, dar Übertragungsfunktion ?'₉ «ntepraoham laaaan·

φ Dl· resultierende auf den Erdboden ausgeübte Kraft l.'(t) vlrd dann einerseits aus eine« posltiTen kureea lall starker laplltttda gebildet, der im wesentlichen auf f*^(t) avrtteksuftthren 1st und anderereelts aus eines negativen fell größerer Sauer «ad geringer Anplitude, der 1« wesentlichen auf T·₂(*) eurttoksu« führen ist»

So kann man beispielsweise die Werte der Punktionen J¹^ und f'₂(t) für den VaIl berechnen, wo der Brdboden bart 1st (geringer Scheinleitvert, ^₁ · ^₂ 9/0).

- 10 -

BAD ORiGiNAL

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- w-

I*

pie Übertragungefunktionen F^ und F*₂ ,

die Gleichungen (2) und (3) gegeben sind, sich dann also zu:

Hi- « 1 (4)

»1

1 + jG>

—s ■ (5)

-F₁ 1

Man sieht, daß F^₁Ct) - I₁Ct) 1st.

Um F^f ₂(t) zu erhalten, wendet nan die Fburlertranefonnation an, die umgekehrt zur Übertragungefunktion der zweiten Ordnung, die durch die Gleichung (5) gegeben 1st, let.

Bezeichnet man mit:

die Eigenpuleation dee aus Zylinder

m₃

1 und Feder 5 bestehenden Systeme und mit —- den Dämpfungekoeffizient,

ü(t) die He avi side-Einheitsfunktion j U(t) «ofür t<o, ♦ Konvolutionezeiohen »1für t>o_t

(Sin, Cos * Sinus bzw. Cosinus hyperbollcue so erhält manι

für 1:

*^° _| Jsm U|^aot-2r|Sln(.^Lot-Arg Coe^)W

*ν*>—Mw^o-*--<^Sin4 -1ώοί-2η81η(4r-1«ot-Arg Coer))pj(t) (6)

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BAD ORiGSNAL

für 1\ ■ 11
F**(t)—F₄(t) **L e""⁰" I -tut + 2 J U (t) (7)

^hH) t'**⁰ K -Η>* ^{+ 2} (

Fig. 3 eeigt graphisch beispielsweise die traft F^Ct)» Ale auf den Erdboden durch die Traneverealwellen-Sendeeinricbtuag im besonderen Fall ausgeübt wird, wo die Steifheit k« der Feder so gewählt wird, daß <*_n -_t/*2~" ^M ⁶²»⁸ ^¹¹"** ^d·»·

^wo

3
ReponanzfrequenB der Masse m, des Zylinders 1 auf der Feder 5 = 10 Herta iet und wo die Dämpfung *l ο 4 ■ 1 wird.

Mm bat angenommen, daß die durch den Generator 0 ausgeübte FrRft TT₁J(t) die in der Fig. angegebene Form aufwies, alt einer ZoitVonstanten, die in der Größenordnung von 5 Millisekunden gewHhlt wurds.

F'^t) ■ F.,(t) gibt aie durch die Platte 2 auf den Erdboden ausgeübte Kraft κη. Sie 1st gleich der durch den Generator ausgeübten Kraft, da angenommen wurde, daß der Erdboden einen ge-Scheinleitwert des Koeffizienten U& 0 aufwies.

F'₂(t) gibt die durch die Platte 4 auf den Erdboden über die Feder 5 ausgeübte Reaktionekraft wieder.

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1098 11/UO/.

F'(t) « F'^t) + F|(t) stellt die Horizontalkraft dar, die auf den Brdboden durch die Einrichtung auegeübt wird.

Die Kraft F»(t) wird in Richtung OX rait eine» Angriffepunkt ausgeübt, der sich den Mittelpunkt 0 der Vorrichtung nähern kann*

Die Parameter k«, k^, m», m werden unter Berücksichtigung der Frequenzen derart gewählt, daß:

(a) f ■ ω₀ kleiner oder gleich der niedrigsten Hutzfrequenz

des Emissionsspektrums wird. Zur seismischen Prospektion beispielsweise, wo das nutzbare Frequenzband zwischen 10 und 100 Hertz liegt, kann man wie im Beispiel der Fig· 3 t_Q * 10 Hz annehmen»

(b) 1_Λ «.fei wo U₁ »Y _ größer al® f_ und auch «o

groß wie man will wird: f < f ^ < ^m

Im Fall der Flg. 5 beispielsweise hat man f^ * «o gewählt, was βehr leicht ist. äa es hierzu genügt, die Verbindung zwischen Kolben 7 und Platte 2 starr auszuführen, d.h. k| « β zu wählen«

Praktisch 1st die obere Grenze dt>r ausgesaadten Frequenzen nicht durch f_1f sondern durch die Eigenfrequenz f^ von G oder die Kopplungsfrequenz f_c der Platte 2 mit dem Erdboden vom Leitwert (^₁ definiert.

Der Däapfungflkoeffizient *\ ■ wird ausreichend hooh

gewählt, um das Naohhallphänomen aufgrund einer bu schwachen Dämpfung zu verhindern· Praktisch muß dieser

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BAD ORIGINAL

if

Koeffizient flber 0,3 liegen.

Beispielsweise wird für den Fall, wo 0,3<\< 1 ist, die Diepfung oa so größer, je größer 1t wird.

Ia Fall wo 1[ gleioh oder grOfler 1 wird, 1st die Dämpfung vollständig.

Die Regelung von \ kann erfolgen, Indea der Reibungskoeffizient ^ modifiziert wird.

Sie Wahl der Richtung der Aohee OX hängt von der ixt der Transverealwelle, die man aussenden will, abs

XFm Transvereallwellen der Art SY auszusenden, richtet aan die Achse OX in Richtung des zu untersuchenden seismischen Profils, wobei auch die Seismograph»horizontal in Richtung des Profils, derart, fiaS die Wellen SY aufgenommen werden, angeordnet sind.

Um Tranaversalwe11en der Art SH auszusenden, richtet aan die Aohee OX in einer Richtung senkrecht zua su untersuchenden seismischen Profil, die Seismographen sind untereinander horizontal in einer Richtung senkreoht zum Profil angeordnet, derart, daß die Wellen SH aufgenommen werden.

Flg. 4 zeigt eine schematlsche Darstellung der Vorrichtung in der Draufsichtt

Geber oder Generator G und Seismographen S₁, Sg» S, ·*·³ _α für eine Prospektion von SV-Wellen.

Die Fig. 5 zeigt eine sohematlsche Darstellung der Anordnung in der Draufsicht, bestehend aus Geber 0 und Seismographen S₁, S₂, S,....S_n für eine Prospektion in SB-Wellen.

-U-

BAD ORIGiNAL

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Andere Ans fünrungef omen können la Halmen der lrf IMung iß Betracht gesogen werden.

So ersetzt «an beiepiele.wei.ee nach einer ewelten fore, bei der ee sich üb eine Variante au der in flg. 2 gezeigten handelt, die reibuagsfrele ^Lastisotie VsrfeinduBgeeinrichtung 6 durch eine flüssigkeit* Zn diese« fall ecnwlaat der Zylinder 1 dee Generators auf el%er flüssigkeit 8, die eich in eine« Behalter 9, Ifie ^iß **«· ⁶ dargestellt, befindet

Die Arbeitsweise der Vorrichtung iet in\diee·« Fell« die gleiche wie die nach 71g. 2.

Nach einer dritten Auefttnr«ngBfora der Vorrriehtuag · in Hg.7 dargestellt - ist die elastische reibungsfreie Verbindung duroh ein Velssyste« hergestellt. Der Zylinder 1 des Generators ruht dann auf de« Erdboden über Yftlilager 10.

Nach einer vierten Ausführungsfor« der TransTersalwellen-Sendeeinrichtung werden die horizontal«n Kräfte F¹^ und Ϊ¹« auf den Erdboden über Platten 11 und 12, die «It Spitsen beeetet eind, übertragen.

Sie Platte 11 ist fest alt einen Auflager 13 verbunden, gegen das der Kolben 7 schlägt. Sie Platte 12 trägt den Zylinder des Generators über ein reibung»frei·a Systesi das de« Kolben gegenüberliegende Ende des Zylinders 1 stütit sich auf ein feet «it der Platte 12 verbundenes Auflager über eine feder von der Steifigkeit k₂ oder auf 2 Auflager 14 und 15 über Bwei Federn 5 und 3 ab, deren federstelflgkelten k₂ bsv« k₁ eind.

Nach einer fünften Ausführungefona der Erfindung, bei der es sich üb eine Variante sur Letztgenannten handelt, 1st die Platte 11 ereetat duroh eine In den Erdboden getriebenen- -

Pfahl 16. Dieser Pfahl trägt das Auflager 13, auf

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BAD ORiGiNAL

-H-

daa. der Kolben 7 (PIg₀' 9) β chi igt.

Nach einer sechsten In Fig. 10 dargestellten Ausführungeform der Erfindung, bei der ee sieb ua eine Variante nur Torhergehenden Ausführungsform handelt, ruht der Zylinder 1 dee Generators auf dea Erdboden über dae reibungsfreie elastische Terblndungsejetea 6 βowlβ eine. Platte 17. Die Kräfte F'^ und F'j werden dea Erdboden Über «wei Vtrtlkale in den Boden eingetriebene Auflager erteilt, beispielsweise PfHhIe 16 und 18, welche alt Auflagern 13 und 14 versehen sind. Sa· dea Kolben 7 gegenüberliegende Ende des Zylinders 1 etütat sich im Augenblick des Rücklaufs gegen das Auflager 14 Über die Teder 5 ab.

Van kann sogar die Peder 5 fortfallen lassen und die Verbindung «wischen dea Zylinder 1 und dea Auflager 14 starr ausbilden, wenn aan nur eine Asymaetrle zwischen den Kräften P', und P*2 hervorruft, die ,dea .den erteilt werden, lndea aan eine Asymmetrie an den Kupplungebedingungen der Pfähle 16 und 16 nit dem Erdboden einführt ι Beispielsweise wird der Pfahl 16 sehr stark eingetrieben, ua alt dea Erdboden eine Hochfrequenskopplung au erreichenι der Pfahl 18 wird gering eingetrieben, ua alt de« Erdboden eine Nlederfrequenakopplung zu erreichen.

Man kann auch, ua diese Nlederfrequenskopplung zu erreichen, direkt den Zylinder 1 auf den lockeren Boden aufsetzen.

Eine siebte Ausführungsform, die das Aussenden ron Transversalwellen alttels eines Explosivgenerators emOglloht, ist in Flg. 11 dargestellt.

In diesem Pail wird die Energie In Porm von Druck durch Explosion einer Explosivladung 20 in einer eine Flüssigkeit enthaltenden Kammer 19 freigesetzt; die freigesetzte Kraft wird auf den Brdboden über eine der Wandungen der Kammer über-

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1 0 9 8 1 1 / U 0 4 BAD ORfGlNAL

tragen, «eich« durch, eine verfonb«r· Meebran 21 gebildet wird.· ,

Der uensrafcor ruht beispielsweise vie le Pall der Yig. β auf den Erdboden über ein elaefciaohea reibungsfreiee Τ·γ-blndungesyeten 6 und eine Platte 12, die alt in d«n Brdboden eingetriebenen Spitsen bsaatit litt dia PiaUe 12 let ait eines vertikalen festen Auflager U auf der Seite de· Endbelles 22 der Karaer 19 gegenüber der verformbaren Vand 21 versehen. Sin» Feder 5 verbindet da· Auflager H alt dieeen End fee Ll 22, Sin anderes fesfc alt einer ia wesentlichen horizontalen und am Srdboden ttber Spitaen befestigten Platte fee tee vertikales Auflager 13 ißt auf der Seite der verformbaren Wandung 21 der Zauer angeordnet.

Im Augenblick der Explosion wird die Kraft ff auf den Erdboden Über die verfombare Wandung 2 t und das Auflager 13 überkragen, wahrend die Kraft FJ durch den Sndteil 22 über die feder 5 und das Auflager 14 übertragen wird«

Sas Prineiρ der Aufbringung der KrAfte auf lan Erdboden ist das gleiche wie bei den verschiedenen vorhergehenden Pulen.

Selbstverständlich kann nan die vorher beschriebene Explosiv-Ladung»einrichtung durch irgendein anderes System ersetsen_f welches in der Lage ist, eine Inderung des Druoks in einer Kaaaer eu schaffen, welche Flüssigkeit enthält oder es kann auch die flüssigkeit der Kanaer durch ein gaifömiges Explosivgealsch in Rahaen der Erfindung ersetet werden.

Patentansprüche

BAD ORIGINAL

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Claims

Verfahren zur Auesendung von Tranevereal-Vellen la den Erdboden, dadaroh gekennββLehnet, dal mittels elaea Generatore zwei gleiche und entgegengesetzte Kraft· (F ^ i»^! F₂) erzeugt werden und daB diese Kräfte(F₁ und P-) gare werden, lndea ele mit unterschiedlichen Stelflgkeitskoefflzlenten k₁ bzw. kg behaftet «erden, ua entgegengesetzt· und ungleiche IrIfte (Pj und Pp au erhalten, die auf den Brdboden in einer in wesentlichen horizontalen Richtung ausgeübt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi die Koeffizienten k₁ und k~ durch Fi
Steifheitegrades eingeführt werden.

die Koeffizienten k₁ und k~ durch Federn unterschiedlichen

3. Vorrichtung zur Durchführung dee Verfahrens aach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwei gleiche und entgegengesetzte KrSfte (F₁ und P₂) liefernden Generator(G.); Einrichtungen zua Regeln dieser Krttfte, ua entgegengesetzte und ungleiche KrHfte (F*^ und Ρ*₂) zu erhalten} und durch Einrichtungen sub Obertragen dieeer Kräfte (F¹^ und F^f ₂) auf den Erdboden in einer la wesentlichen horizontalen Richtung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dafi der Generator (a) is wesentlichen elaea Zylinder (1) und einen Kolben (7), die gegeneinander beweglich sind, uafafit.

3. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dafi der Generator (Q) Lm wesentlichen eine eine Flüssigkeit ent· haltende Kammer (19) umfaflt, die an einem Ende elae ver-

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forabar· Wand (21) und aa anderen Ende einen steifen Xndtell'(22) aufweist.

6. Vorrichtung nach Inspruoh 3, gekennzeichnet durch relbungsfrele Yerblndungselnrlohtungen «wieeheη de· Generator (δ) und dem Brdboden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen aus einen elastischen Träger (6) bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennselehnet, daß die Verbindungeeinrichtungen aus eine« VMl«eyetea (10) bestehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinriohtungen aus einer Flüssigkeitsaaeee (8) bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruoh 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Regeln der Kraft (T₁) aus einer Feder (3) Ton der Steiflgkelt k₁ bestehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen sun Regeln der Kraft (T₂) aus einer Feder (5) von der Steifigkeit k₂ bestehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen bus Obertragen jeder Kraft (?}, f£) auf den Erdboden aus einer Pulsationsplatte (2, 4) bestehen, die sich gegen in wesentlichen vertikale Wandungen des Erdbodens abstützt.

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13« Vorrichtung nach Anspruch 3, daduroh gekennzeichnet, daB die Elnrlehtunfen etui Übertrafen Jeder Kraft (PJ, PJ) auf den Erdboden aue einer Pulsatloneplatte bestehen» die sich ftgen ein la westntllohtn vertikales Auflager (13» U) abstütet.

U. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch fekennselohnet, das das Anflafer (13, U) feet alt elnea Pfahl (16, 16) rerbunden let, der In den Erdboden In einer la wesentlichen vertikalen Richtung elnfetrleben 1st.

15» Vorrlohtunf nach Anspruch 13» dadurch fekennselohnet, daß das Auflager (13, 14) fest alt einer la wesentlichen horlsontalen aa Erdboden festen Platte (11, 12) verbunden

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