УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ (ВАРИАНТЫ)

Полезные модели относятся к устройствам и средствам, предназначенным для производства сейсморазведочных работ в полевых условиях на твердой поверхности, выявления особенностей распространения упругих волн при изучении геологического строения и физико-механических свойств грунтов. К подобным средствам разведочной геофизики, в частности, относится буксируемый волоком магистральный кабель (сейсмическая коса, сейсмокоса), к которому крепятся с интервалами дополнительные кабели разветвленной кабельной сети.
Известна буксируемая волоком разветвленная сейсмокоса, содержащая магистральный кабель и прикрепленные к нему с интервалами сейсмоприемники (см. патент RU 2061245). Сейсмоприемники соединены с кабелем заодно целое посредством отводков.
Недостатком известного устройства является невозможность подключения/отключения дополнительных сейсмодатчиков к магистральному кабелю в полевых условиях, когда требуются оперативные дополнительные замеры характеристик геологического строения и физико-механических свойств грунтов.
Известно устройство для сейсмической разведки, предназначенное для работы в полевых условиях, содержащее сейсмостанцию, состоящую из одного или нескольких блоков «Лакколит 24-М2», персонального компьютера Note book с программным обеспечением, коммутатор каналов с электронным управлением и полевую сейсмокосу с разделкой под разъемы, а также - сейсмоприемники (см. «Цифровая сейсмостанция «Лакколит Х-М2» фирмы ООО «НПЦ Георадарные технологии»,
публикация по эл. адресу в Интернете: http://www.geotech.ru/lakk.html, 22.06.2005 г.).
Предусмотрено подключение входа сейсмостанции к выходу сейсмокосы, и ее входа к выходу соответствующего сейсмоприемника.
Недостатком известного устройства является трудоемкость монтажа дополнительных сейсмодатчиков к магистральному кабелю в полевых условиях, когда возникает необходимость в оперативном изменении параметров замера сигналов и, следовательно, изменение числа подключаемых сейсмодатчиков или их конфигурации.
Известно устройство для сейсмической разведки, предназначенное для работы в регионах с ледяным и снежным покровом, а также для работы на суше или на дне моря, содержащее буксируемую разветвленную сейсмоприемную косу, состоящую из магистрального кабеля, выполненного в виде секций, и жестко прикрепленной к нему с интервалами по меньшей мере одной сейсмогруппы, выполненной в виде соединенных друг с другом в связку сейсмоприемников (см. патент RU 2110814, МКИ G 01 V 1/38), выбранное заявителем в качестве ближайших аналогов предложенных вариантов устройства для сейсмической разведки.
Каждая сейсмогруппа представляет собой связку, выполненную в виде заформованных во вспомогательные кабели с определенными интервалами сейсмоприемников (геофонов), снабженных шарнирами полукарданного типа. Жесткое крепление сейсмогрупп к магистральному кабелю выполнено по всей длине сейсмокосы с интервалами. Прочность на разрыв в местах соединения сейсмогруппы с магистральным кабелем составляет не менее 250 кг.
Жесткое крепление сейсмогрупп к магистральному кабелю по всей длине сейсмокосы затрудняет и усложняет замену количества или конфигурации сейсмодатчиков, монтаж новых и ремонт дефектных
компонентов. Кроме того, наличие карданных подвесов усложняет конструкцию устройства.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, трудоемкость замены, монтажа и ремонта дефектных компонентов в то время, когда продолжаются рабочие операции. Другим недостатком является не высокое качество принимаемых сигналов в том случае, когда требуется оперативное изменение параметров замера сигналов, а именно, изменение числа рабочих сейсмодатчиков, или их конфигурации.
Технический результат предложенных вариантов устройства для сейсмической разведки заключается в упрощении конструкции устройства, в быстроте и легкости подключения и оперативности монтажа любого числа и конфигурации сейсмодатчиков, в возможности обслуживания большого числа геофонов.
Кроме того, технический результат заключается в повышении качества принимаемых сигналов за счет получения требуемых параметров замера сигналов, повышении точности и надежности частотных сигналов.
Технический результат полезной модели направлен на устранение указанных недостатков ближайшего аналога и достигается следующими решениями, объединенными общим творческим замыслом.
В устройстве для сейсмической разведки, содержащем разветвленную сейсмоприемную косу, состоящую из магистрального кабеля и прикрепленных к нему с интервалами сейсмогрупп, каждая из которых состоит из соединенных в связку сейсмоприемников, согласно первого варианта полезной модели, сейсмогруппы прикреплены механически и электрически к магистральному кабелю с помощью соединительного механизма.
В устройстве для сейсмической разведки, содержащем разветвленную сейсмоприемную косу, состоящую из магистрального кабеля и прикрепленных к нему с интервалами сейсмогрупп, каждая из которых состоит из соединенных в связку сейсмоприемников, согласно второго
варианта полезной модели, сейсмогруппа состоит из двух параллельно расположенных связок сейсмоприемников, соединенных между собой с помощью тройника и прикрепленных механически и электрически к магистральному кабелю с помощью соединительного механизма.
Прикрепление сейсмогрупп, каждая из которых состоит из соединенных в связку сейсмоприемников, механически и электрически к магистральному кабелю разветвленной сейсмоприемной косы с помощью соединительного механизма упрощает конструкцию устройства и позволяет быстро подключать и оперативно монтировать группу от трех до двенадцати сейсмодатчиков любой конфигурации, позволяет одновременно обслуживать большое число геофонов. Предложенная конструкция обеспечивает высокое качество принимаемых частотных сигналов за счет повышения их точности и надежности.
Показания различных групп геофонов в сравнении с одним геофоном, полученные во время лабораторных исследований предложенного устройства по первому варианту, представлены в таблицах №1 и №2.
Таблица №1.
Параметры различных групп геофонов при частоте 10±5%, гц
Количество геофонов в группе
Сопротивление цепи катушки, Ом
283±5%
Один геофон
849±5%
Группа 1×3
1698±5%
Группа 1×6
3396±5%
Группа 1×12
Таблица №2.
Параметры групп геофонов при: - коэффициенте затухания колебаний с шунтом 1 кОм - 0,7±5%; - коэффициенте нелинейных искажений (коэффициенте гармоник) не более 0,2%;
Количество геофонов в группе
Чувствительность (коэффициент преобразования) с шунтом 1 кОм, В/м/с
19,7±5%
Один геофон
59,1±5%
Группа 1×3
118,2±5%
Группа 1×6
236,4±5%
Группа 1×12
Выполнение сейсмогрупп из двух параллельно расположенных связок сейсмоприемников, соединенных между собой с помощью тройника и прикрепленных механически и электрически к магистральному кабелю разветвленной сейсмоприемной косы с помощью соединительного механизма, особенно необходимо в условиях с наиболее сложной рельефной структурой местности, требующей наибольших точности замера и надежности частотных сигналов, а также оперативности монтажа наиболее разветвленных групп сейсмодатчиков, содержащих две ветви геофонов, в каждую из которых может быть подключено, например, от трех до шести геофонов, без прерывания процесса разведки. Показания различных групп геофонов, полученные во время лабораторных исследований предложенного устройства по второму варианту, представлены в таблицах №3 и №4.
Таблица №3.
Параметры групп геофонов при частоте 10±5%, гц
Количество геофонов в группе
Сопротивление цепи катушки, Ом
424,5±5%
Группа 2×3
849±5%
Группа 2×6
Таблица №4.
Параметры групп геофонов при: - коэффициенте затухания колебаний с шунтом 1 кОм - 0,7±5%; - коэффициенте нелинейных искажений (коэффициенте гармоник) не более 0,2%;
Количество геофонов в группе из двух связок
Чувствительность (коэффициент преобразования) с шунтом 1 кОм, В/м/с
59,1±5%
Группа 2×3
118,2±5%
Группа 2×6
Заявляемые варианты устройства для сейсмической разведки применимы в разведочной геофизике для полевых геофизических работ по сбору, регистрации и обработке сейсмических сигналов. Следовательно, предлагаемые технические решения соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность вариантов устройства для сейсмической разведки поясняется чертежами.
На фиг.1 показан вид в плане первого и второго вариантов устройства для сейсмической разведки.
Устройство для сейсмической разведки по первому варианту содержит разветвленную сейсмоприемную косу 1, состоящую из магистрального кабеля 2 и прикрепленных к нему с интервалами сейсмогрупп 3, выполненных в виде соединенных друг с другом в связку сейсмоприемников 4. Сейсмогруппы 3 прикреплены механически и электрически к магистральному кабелю 2 с помощью соединительного механизма 5.
Устройство для сейсмической разведки по второму варианту содержит разветвленную сейсмоприемную косу 1, состоящую из магистрального кабеля 2 и прикрепленных к нему с интервалами сейсмогрупп 3, выполненных в виде соединенных друг с другом в связку сейсмоприемников 4. Каждая сейсмогруппа 3 состоит из двух параллельно расположенных связок сейсмоприемников 4, соединенных между собой с помощью тройника 6 и прикрепленных механически и электрически к магистральному кабелю 2 с помощью соединительного механизма 5.
Сейсмокосу 1 перемещают по твердой поверхности исследуемой местности во время поиско-разведочных работ вручную или с помощью прицепного транспортного средства, которое включает записывающие устройства и связанную с ними аппаратуру. Сейсмокосу 1 вместе с прикрепленными к ней с интервалами сейсмогруппами 3 тянут канатом (канат на чертеже не показан). Сейсмические сигналы получаются посредством принимающих приборов: сейсмоприемников 4 (геофонов), соединенных друг с другом в связке и образующих сейсмогруппу 3, механически и электрически соединенную с магистральным кабелем с помощью соединительного механизма 5.
Сейсмические сигналы передаются магистральным кабелем 2 к записывающим устройствам (на чертеже не показаны). Магистральный кабель 2 снабжен токовыводами 7, расположенными с заданными интервалами по длине кабеля.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Во время сейсморазведочных работ связки сейсмоприемников распределяют на поверхности исследуемой территории в зависимости от особенностей и сложности рельефа: в местах с наиболее сложным геологическим строением местности распределяют параллельно расположенные в группе 3 связки сейсмоприемников, в местах с пологим рельефом распределяют однониточные связки сейсмогрупп 3. крепят Связки сейсмогрупп 3 оперативно крепят соединительными механизмами 5 к токовыводам 7 магистрального кабеля 2 сейсмокосы 1.