RU2040018C1 - Device for excitation of seismic waves - Google Patents
Device for excitation of seismic waves Download PDFInfo
- Publication number
- RU2040018C1 RU2040018C1 SU5055635A RU2040018C1 RU 2040018 C1 RU2040018 C1 RU 2040018C1 SU 5055635 A SU5055635 A SU 5055635A RU 2040018 C1 RU2040018 C1 RU 2040018C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- head
- weight
- shell
- tongs
- Prior art date
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- RLLPVAHGXHCWKJ-IEBWSBKVSA-N (3-phenoxyphenyl)methyl (1s,3s)-3-(2,2-dichloroethenyl)-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CC1(C)[C@H](C=C(Cl)Cl)[C@@H]1C(=O)OCC1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 RLLPVAHGXHCWKJ-IEBWSBKVSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 101000983970 Conus catus Alpha-conotoxin CIB Proteins 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано для возбуждения упругих волн при проведении разведки месторождений полезных ископаемых сейсмическим методом, а также при инженерно-геологических изысканиях. The invention relates to geophysical research and can be used to excite elastic waves when conducting exploration of mineral deposits by the seismic method, as well as in geotechnical surveys.
Известно устройство для возбуждения сейсмических волн, содержащее транспортное средство, на котором размещены лебедочный механизм подъема-сбрасывания, соединенный тросом через захват-сбрасыватель с грузом, и опора с осью, и жестко связанную с осью, выполненную в виде стрелы вышку с роликом, соединенную с вращателем [1]
Это устройство не может предотвратить повторный удар груза о поверхность земли при его свободном падении с вышки-стрелы без захвата-сбрасывателя.A device is known for exciting seismic waves, comprising a vehicle on which a hoist lifting-dumping mechanism is placed, connected by a cable through a gripping-dropping device with a load, and a support with an axis, and a tower with a roller rigidly connected to the axis, connected to rotator [1]
This device cannot prevent a re-strike of the load on the surface of the earth when it freely falls from the boom-tower without a gripper-ejector.
Известно устройство для возбуждения сейсмических волн, содержащее транспортное средство, механизм подъема-сбрасывания, соединенный через лебедку, полиспастную систему, состоящую из блоков и троса, с грузом, установленным с возможностью вертикального перемещения на мачте (раме) с вертикальными направляющими, которая установлена на транспортном средстве с возможностью вертикального перемещения относительно него и в нижней своей части шарнирно связана с излучающей плитой, имеющей датчик удара, соединенный с блоком (системой) управления и механизмом подъема-сбрасывания, выполненный в виде гидроцилиндра, на штоке которого установлен шкив, а шкивы и тросы полиспастной системы расположены на раме с вертикальными направляющими, причем отношение высоты направляющих рамы к величине рабочего хода штока гидроцилиндра равно передаточному числу полиспастной системы [2]
Недостаток устройства в его сложности и малой надежности механизма подъема-сбрасывания, который требует достаточно высокой точности в настройке и непрерывного контроля за ее параметрами.A device for exciting seismic waves, comprising a vehicle, a lift-drop mechanism connected via a winch, a pulley system consisting of blocks and a cable, with a load mounted for vertical movement on a mast (frame) with vertical guides, which is mounted on a transport means with the possibility of vertical movement relative to it and in its lower part is pivotally connected to a radiating plate having an impact sensor connected to a control unit (system) and a lifting-dumping mechanism, made in the form of a hydraulic cylinder, on the rod of which a pulley is installed, and pulleys and cables of the sheave system are located on a frame with vertical guides, and the ratio of the height of the frame guides to the stroke size of the hydraulic cylinder rod is equal to the gear ratio of the sheave system [2]
The disadvantage of the device is its complexity and low reliability of the lift-drop mechanism, which requires a sufficiently high accuracy in tuning and continuous monitoring of its parameters.
Известно устройство для возбуждения сейсмических волн, содержащее вертикальную мачту с направляющими, падающий груз, механизм подъема-сбрасывания, соединенный тросом с лебедкой и грузом через систему блоков, излучающую плиту, причем механизм подъема-сбрасывания снабжен клещевым захватом с размещенными на его рычагах упругим элементом и узлом управления срабатыванием клещевого захвата [3]
Такое устройство не может предотвратить повторный удар груза по излучающей плите.A device for exciting seismic waves, comprising a vertical mast with guides, a falling load, a lift-drop mechanism connected by a cable to a winch and a load through a block system emitting a plate, the lift-drop mechanism is provided with a tong-grip with an elastic element placed on its arms and tick gripper control unit [3]
Such a device cannot prevent a re-strike of the load on the radiating plate.
Техническим результатом изобретения является повышение сейсмической эффективности возбуждения сейсмических волн путем предотвращения повторных ударов по излучающей плите. The technical result of the invention is to increase the seismic efficiency of the excitation of seismic waves by preventing repeated impacts on the radiating plate.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для возбуждения сейсмических волн, содержащем вертикальную мачту с направляющими, излучающую плиту, падающий груз с головкой, механизм подъема-сбрасывания груза, соединенный тросом с лебедкой посредством системы блоков, состоящий из клещевого захвата головки груза с размещенным на его рычагах упругим элементом и узлом управления срабатыванием клещевого захвата, и датчик удара, соединенный с блоком управления и синхронизации, падающий груз выполнен в виде жесткой упругой оболочки с противовесом-дебалансом в верхней части, а оболочка заполнена сыпучей массой, при этом отношение акустических жесткостей материалов сыпучей массы и оболочки меньше единицы, причем отношение глубины ее заполнения к высоте груза в 2 раза меньше величины отношения плотностей материалов, их составляющих. Механизм подъема-сбрасывания груза установлен на каретке, опирающейся роликами на направляющие мачты, при этом узел управления размещен на каретке и выполнен в виде пневмоцилиндра, головка груза выполнена конусной, а поверхности сцепления головки и клещевого захвата имеют одинаковую кривизну. The technical result is achieved in that in a device for exciting seismic waves, comprising a vertical mast with guides, a radiating plate, a falling load with a head, a load lifting-dumping mechanism connected by a cable to the winch by means of a block system, consisting of a tick-shaped grip of the cargo head placed on its levers with an elastic element and a control unit for activating a tick-borne grip, and an impact sensor connected to the control and synchronization unit, the falling load is made in the form of a rigid elastic shell with a counterbalance-unbalance in the upper part, and the shell is filled with granular mass, while the ratio of acoustic stiffness of the materials of the granular mass and the shell is less than unity, and the ratio of the depth of its filling to the height of the load is 2 times less than the ratio of the densities of the materials that make up them. The lifting-dropping mechanism of the load is installed on the carriage, supported by rollers on the guide masts, while the control unit is placed on the carriage and is made in the form of a pneumatic cylinder, the load head is made conical, and the engagement surfaces of the head and the tongs have the same curvature.
На фиг. 1 изображено устройство для возбуждения сейсмических волн, вид сбоку; на фиг.2 каретка с клещевым захватом; на фиг.3 падающий груз в контакте с рабочей плитой в момент удара, продольный разрез. In FIG. 1 shows a device for exciting seismic waves, side view; figure 2 carriage with a tongs; figure 3 falling load in contact with the working plate at the time of impact, a longitudinal section.
Устройство для возбуждения сейсмических волн состоит из транспортного средства 1, несущей рамы 2, шарнира 3, мачты 4, гидродомкрата 5, гидродомкратов 6 мачты, направляющих 7, лебедки 8, троса 9, каретки 10, груза 11, плиты 12, поворотных шарниров 13, 14, клещевого захвата 15, пневмоцилиндра 16, штоков 17, газового ресивера 18, несущего шарнира 19, роликов 20, 21, упругих элементов 22, 23, полости 24, сыпучего материала 25, головки 26, шарнира 27, противовеса 28, проушин 29, датчика 30 удара, блока 31 управления, электропневмоклапана 32. A device for exciting seismic waves consists of a vehicle 1, a bearing
Устройство для возбуждения сейсмических волн работает следующим образом. A device for exciting seismic waves works as follows.
Устройство выводится из транспортного положения, для чего производится переключение передач движителя и освобождение груза 11, плиты 12, мачты 4, каретки 10 от удерживающих хомутов (не показаны). Мачта 4 под действием гидродомкрата 5 приводится в рабочее вертикальное положение, поворачиваясь на шарнире 3 несущей рамы 2, при этом плита 12, подвешенная на поворотных шарнирах 13 и 14 к мачте 4, занимает горизонтальное положение и придавливается к земле при помощи гидродомкратов 6 мачты 4. Затем мачта в вертикальном положении фиксируется хомутами на раме транспортного средства 1. The device is brought out of the transport position, for which the gears of the propulsor are shifted and the
Каретка 10 на тросе 9, проходящем через систему неподвижных блоков к лебедке 8, опускается к грузу 11 под действием своего веса, плавно раскручивая барабан лебедки. Клещевые захваты 15 входят в соприкосновение с конусной головкой 26 груза 11 и под действием силы веса каретки 10 раздвигаются. При этом каретка продолжает опускаться, скользя вдоль направляющих 7 мачты 4 на роликах 20, которые упругими элементами 22 распираются так, что каретка 10 не может изменить свое положение внутри направляющих 7. Клещевые захваты 15 продолжают раскрываться, поворачиваясь на несущем шарнире 19, до тех пор, пока не выйдут за основание конусной головки 26 и под действием упругих элементов 22 не обхватят головку 26 груза 11. Движение каретки 10 вниз вдоль направляющих 7 мачты 4 прекращается. Барабан лебедки 8 приводится во вращение в обратном направлении, наматывая на себя трос 9. Груз 11, находясь в зацеплении с кареткой 10 при помощи клещевого захвата 15, под действием троса 9 начинает движение вверх вдоль мачты 4. При этом ролики 20 и 21, плотно сидящие на направляющих 7 мачты 4, под действием упругих элементов 23 препятствуют изменению положения груза 11 и каретки 10. The
Груз 11 поднимается на заданную высоту, где тормозами лебедки 8 фиксируется. При этом предварительно датчик 30 удара, установленный на плите 2, присоединяется к блоку 31 управления, после чего устройство подготовлено к процессу возбуждения сейсмических волн. The
По команде сейсмостанции, поступающей на пульт 31 управления, происходит присоединение электропневмоклана 32 к источнику питания. Электропневмоклапан срабатывает и открывает доступ газу высокого давления из ресивера 18 в пневмоцилиндр 16. Взаимодействуя с пневмопоршнями двустороннего действия, газ высокого давления выталкивает штоки 17 пневмоцилиндра 16, в результате чего рычаги клещевого захвата 15 поворачиваются на шарнире 19, освобождая головку 26 груза 11. Груз начинает свободно скользить вдоль направляющих 7 мачты 4, удерживаемый внутри них упругими элементами 23 через ролики 21. At the command of the seismic station, arriving at the
Взаимодействуя с плитой 12, груз 11 резко тормозится. При этом происходит перераспределение скоростей движения между плитой 12 и грузом 11. Вследствие того, что плита 12 опирается на грунт, груз 11 резко затормозится и по материалу корпуса груза начинает движение волна сжимающих напряжений в направлении, противоположном движению груза, т.е. вертикально вверх (на фиг. 3 это обозначено стрелками), со скоростью звука в материале груза. По истечении времени t1 l/c1, где l высота груза 11; с1 скорость распространения звуковых волн в материале корпуса груза, волна сжимающих напряжений достигает верхней плоскости груза и отражается от нее волной растягивающих напряжений. При этом направление массовой скорости частиц на фронте этой волны не изменяется, а скорость ее распространения совпадает со скоростью звука. Через промежуток времени t2l/c1 эта волна достигает основания груза 11, что ведет к отскакиванию груза от плиты 12. Таким образом, время между ударом груза 11 по плите 12 и отскоком его составляет Т t1 + t2 2 l/c1.Interacting with the
Одновременно с этим внутри полости 24 груза 11 движется сыпучая масса 25, которая характеризуется своей скоростью распространения звука С2. При движении волны сжатия по корпусу груза 11 часть ее переходит и в сыпучую массу 25 с коэффициентом по амплитуде κ, определяемым упругими постоянными материалов корпуса груза 11 и сыпучей массы 25. Его выражение хорошо известно κ где ρ1,2 плотности материалов груза 11 и сыпучей массы 25; С1,2 скорости распространения звука в них соответственно.At the same time, a
Таким образом, в процессе соударения внутри материала груза 11 образуются три волны, которые за время Т 2l/C1 движутся в противоположные стороны относительно друг друга. Они обладают импульсами, так как в этом движении участвуют массы, составляющие груз 11. Для того, чтобы груз находился в покое после удара о плиту 12, необходимо, чтобы сумма импульсов всех движущихся масс была равна нулю.Thus, during the collision process, three waves are formed inside the material of the
При этом груз 11 находится на плите 12 и движется вместе с ней, деформируя нижележащие слои грунта. После передачи первоначального импульса грунта движение плиты 12 и груза 11 прекращается, а в породу вниз уходит волна сжатия, преобразующаяся в дальнейшем в упругую сейсмическую волну. In this case, the
Удар груза 11 по плите 12 приводит к срабатыванию датчика 30 удара, который посылает импульс электрического тока в блок 31 управления, где происходит формирование отметки момента. Одновременно с этим в блоке управления формируется сигнал, который отключает электропневмоклапан 32 от источника питания. Электропневмоклапан возвращается в свое нейтральное положение и перекрывает доступ газу из ресивера 18 в пневмоцидлиндр 16. Оставшийся газ через проходные отверстия пневмоклапана 32 сбрасывается в атмосферу. Упругий элемент 22 стягивает рычаги клещевого захвата 15, толкая штоки 17 внутрь пневмоцилиндра 16. После выполнения этих операций приводится в действие лебедка 8. Трос 9, сматываясь с барабана лебедки, освобождает каретку 10, которая начинает опускаться, скользя на роликах 20 вдоль направляющих 7 мачты 4. Клещевой захват 15 входит в соприкосновение с головкой 26 груза 11. Головка груза находится строго в вертикальном положении вследствие того, что она соединяется с грузом посредством шарнира 27 и проушин 29. При этом наличие противовеса 28, масса которого значительно больше массы головки 26, обеспечивает поворот головки 26 на шарнире 27 до достижения вертикального положения в поле силы тяжести. Клещевой захват 15, продолжая свое движение вниз, надевается на конусный наконечник головки 26 под действием своего веса, скользя вдоль боковой поверхности головки 26. Рычаги захвата 15 растягивают упругий элемент 22 и частично выводят штоки 17 из пневмоцилиндра 16. Достигая основания конусного наконечника головки 26, клещевой захват 15 под действием упругого элемента 22 захлопывается под этим основанием, плотно прилегая по всей нижней поверхности головки 26, выполненной по дуге окружности с центром на оси шарнира 19. Поверхности клещевого захвата 15, удерживающие головку 26, выполнены по этой же дуге окружности. Такое соединение головки 26 с клещевым захватом 15 существенно уменьшает силу нормального давления головки 26. The impact of the
После захлопывания клещевого захвата 15 вокруг головки 26 производится намотка троса 9 на барабан лебедки 8. Каретка 10 вместе с грузом 11 начинает движение на роликах 20 и 21 вверх по направляющим 7 мачты 4. Самопроизвольному раскрытию захвата 15 препятствует действие упругого элемента 22 и штоков 17 пневмоцилиндра 16. По достижении заданной высоты подъема движение каретки 10 с грузом 11 прекращается, устройство вновь подготовлено для производства очередного воздействия на поверхность грунта. Дальнейшие операции для сбрасывания груза повторяются, как описано выше. After the tongs 15 are slammed around the
После завершения работы устройства на одном пикете возбуждения каретка 10 вместе с грузом 11 плавно опускается в нижнее положение, где соответствующими хомутами фиксируется на мачте 4 и площадке для груза 11 (не показаны). Гидродомкратами 6 освобождаются мачта 4 и плита 12, которая приподнимается за одну сторону над поверхностью земли. После этого установка перемещается на новый пикет возбуждения. After the device is completed on one excitation picket, the
Для передвижения установки в конце работы или в процессе проведения сейсмических наблюдений на сильно пересеченной местности после проведения операций закрепления каретки 10 и груза 11 производится опускание мачты 4 гидродомкратом 5 при свободном барабане лебедки 8. To move the installation at the end of the work or during seismic observations on very rough terrain after the operations of fastening the
Устройство для возбуждения сейсмических волн обладает целым рядом преимуществ. Во-первых, простота и надежность конструкции базируются на известных решениях буровой техники, которые эксплуатировались в течение многих лет и отработаны. Во-вторых, применение груза, состоящего из двух различных материалов, предотвращает процесс отскока его от платформы. Это позволяет исключить из конструкции сложные и дорогостоящие элементы захвата движущегося вверх груза-бойка. В-третьих, отсутствие в устройстве механизмов и частей, требующих взаимного согласования в процессе работы, обеспечивает простоту обслуживания и высокую надежность работы устройства на профиле практически независимо от климатических условий. Эти преимущества позволяют повысить сейсмическую эффективность возбуждения упругих волн. A device for exciting seismic waves has a number of advantages. Firstly, the simplicity and reliability of the design are based on well-known solutions of drilling equipment, which have been exploited for many years and worked out. Secondly, the use of a load consisting of two different materials prevents the process of bouncing it off the platform. This allows you to exclude from the design of complex and expensive elements of the capture moving upward load-striker. Thirdly, the absence of mechanisms and parts in the device that require mutual coordination during operation ensures ease of maintenance and high reliability of the device on the profile almost regardless of climatic conditions. These advantages make it possible to increase the seismic efficiency of the excitation of elastic waves.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5055635 RU2040018C1 (en) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Device for excitation of seismic waves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5055635 RU2040018C1 (en) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Device for excitation of seismic waves |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2040018C1 true RU2040018C1 (en) | 1995-07-20 |
Family
ID=21610067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5055635 RU2040018C1 (en) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Device for excitation of seismic waves |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2040018C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2328017C1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-06-27 | Юрий Петрович Бевзенко | Mobile device for seismic wave excitation |
| CN110579793A (en) * | 2019-08-28 | 2019-12-17 | 青岛地质工程勘察院 | A Portable Hammer Vibration Source and Method for Seismic Exploration |
-
1992
- 1992-07-21 RU SU5055635 patent/RU2040018C1/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1187128, кл. G 01S 1/147, 1985. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 1603322,кл. G 01S 1/147, 1990. * |
| 3. Патент Франции N 2631458, кл. G 01S 1/147, 1988. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2328017C1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-06-27 | Юрий Петрович Бевзенко | Mobile device for seismic wave excitation |
| CN110579793A (en) * | 2019-08-28 | 2019-12-17 | 青岛地质工程勘察院 | A Portable Hammer Vibration Source and Method for Seismic Exploration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4050540A (en) | Movable device for generating acoustic shear waves in the earth | |
| US4844661A (en) | Method and device for driving tools into the ground | |
| CN104142278B (en) | Drop hammer type coupled static-dynamic loadingi impact experiment apparatus | |
| US6427987B1 (en) | Radially compressed elastic rope | |
| CN209992685U (en) | Shallow impact hammer source excitation device | |
| US4118994A (en) | Movable device for generating acoustic shear waves in the earth | |
| CN110455573B (en) | Deep-sea sediment in situ intubation device | |
| CN210665280U (en) | Landslide monitoring experimental device | |
| RU2040018C1 (en) | Device for excitation of seismic waves | |
| US4609066A (en) | Mixed device for generating longitudinal or shear waves | |
| CN1036081A (en) | Improved device for generating acoustic waves of seismic prospecting | |
| CN112761155B (en) | Hammering pore-forming equipment capable of reducing noise | |
| US2851121A (en) | Method and apparatus for seismic exploration | |
| JPS6259270B2 (en) | ||
| JPS62250389A (en) | Device for generating sound wave by shock obtained by dropping weight to filler metal coupled with wall surface ofwell | |
| CA2185297C (en) | Vibratory ground-survey system | |
| CN119828212A (en) | Drop hammer seismic source device and drop hammer seismic source vehicle for urban active fault investigation | |
| CN218956821U (en) | Automatic heavy hammer excitation source device for seismic exploration | |
| CN221148941U (en) | Tunnel advanced geological prediction elastic wave method seismic source excitation device | |
| CN207780259U (en) | A kind of geophysical exploration manually seismic source apparatus | |
| JPH027954Y2 (en) | ||
| US4850451A (en) | Device for generating in the ground both transverse and longitudinal acoustic waves in a plurality of different directions | |
| US2763148A (en) | Apparatus for making impact tests | |
| SU791888A1 (en) | Apparatus for making expanded portions at well bottom | |
| JPS5941242Y2 (en) | Rubble foundation compaction and leveling equipment |