УНИВЕРСАЛЬНЫЙ НЕВЗРЫВНОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ СЕЙСМОИСТОЧНИК ДЛЯ ТРАНЗИТНЫХ ЗОН
UNIVERSAL NON-EXPLOSIVE PULSED ELECTRODYNAMIC SEISMIC VIBRATOR FOR TRANSIT ZONES

Изобретение относится к используемым при проведении сейсморазведочных работ невзрывным импульсным наземным сейсмоисточникам, создающим сейсмические волны в грунте посредством его деформации.
Известен сейсмоисточник для импульсного создания сейсмических волн на акваториях (патент на изобретение РФ №2246741, опубл. 20.02.2005г.), содержащий частично погруженное в воду плавсредство, упругие элементы, пригруз и источник линейной механической силы, первая подвижная часть которого присоединена к пригрузу, отличающийся тем, что в днище плавсредства выполнено отверстие, по периметру которого к днищу присоединен корпус, который может быть частью плавсредства, вторая подвижная часть упомянутого источника силы присоединена к ударнику-излучателю, который расположен над отверстием и частично погружен в воду, ударник через упругие элементы соединен с пригрузом, а пригруз оперт на корпус, или ударник через упругие элементы соединен с корпусом, а пригруз оперт на ударник либо корпус; ударник имеет возможность перемещения вниз, пригруз имеет возможность перемещения вверх; в воде под ударником помещен объемный упругий элемент - ресивер, выполненный с возможностью частичного уменьшения своего объема при увеличении давления в окружающей его воде. К недостаткам такого устройства можно отнести ограниченную область применения. Данный источник рассчитан для работы только на воде и не может работать в условиях заболоченной местности и транзитных зон где вода чередуется с твёрдым покрытием и растительностью.
Известен невзрывной импульсный наземный сейсмоисточник (патент на изобретение РФ №2522143, опубл. 10.07.2014 г.), содержащий жесткую плиту-излучатель, пригрузочную массу (пригруз), демпфер и индукционно-динамический двигатель, помещенный между пригрузом и плитой с возможностью создания между ними импульсной силы, отличающийся тем, что на плиту своей нижней частью оперт жесткий защитный кожух, внутри которого помещены пригруз, демпфер и двигатель с возможностью перемещения пригруза внутри кожуха, который посредством манжеты соединен с плитой-излучателем с возможностью смещения плиты относительно кожуха на расстояние не менее деформации грунта плитой. Недостатком такого устройства является негерметичный корпус, что не позволяет работать в условиях повышенной влажности (болотистые участки, транзитные зоны). Отсутствие плавучести не позволяет использовать данный источник на воде, что ограничивает область применения.
Известен импульсный невзрывной сейсмоисточник с электромагнитным приводом (патент на изобретение РФ №2555213, опубл. 10.07.2015 г.), содержащий жесткую плиту - излучатель сейсмических волн, пригруз, демпферы, электрическую систему питания, состоящую из зарядного устройства и конденсаторной батареи, и электромеханический преобразователь, отличающийся тем, что излучатель выполнен в виде полого короба с плоским днищем, внутри короба в центре размещен пригруз переменной массы, внутри короба по разные стороны от пригруза размещены зарядное устройство и конденсаторная батарея, электромеханический преобразователь выполнен в виде короткоходового импульсного электродвигателя, состоящего из якоря и индуктора, составляющих единое целое с пригрузом, с пазами на стороне, обращенной к якорю, в которых размещена катушка возбуждения, между якорем и индуктором размещены пластины с возможностью регулирования рабочего зазора между якорем и индуктором, зарядное устройство с конденсаторной батареей соединено силовым кабелем с катушкой возбуждения.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание импульсного сейсмоисточника с высокими показателями эффективности работы и расширенными возможностями его применения в труднодоступных районах и в сложных климатических условиях.
Техническим результатом является повышение надежности сейсмоисточника при эксплуатации в сложных климатических условиях и расширение возможностей проведения сейсморазведочных работ.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что импульсный невзрывной сейсмоисточник содержит герметичный корпус с днищем изготовленным из стали, внутри которого расположена жесткая плита-излучатель сейсмических волн, на верхней поверхности которой размещены первые катушки возбуждения, выполненные в виде спирали из меди, при этом на плиту-излучатель опёрты изоляционные пластины, в пазу на нижней поверхности которых размещены прилегающие к первым катушкам возбуждения вторые катушки возбуждения, выводы которых соединены с блоком накопительных конденсаторов и их зарядным устройством, и электронным шкафом управления, и на каждой пластине установлен пригруз с линейным подшипником с возможностью перемещения пригруза вдоль установленной на плите-излучателе направляющей трубы, при этом внутри трубы размещён демпфер, а корпус выполнен с возможностью размещения на нём навесной поплавковой системы.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показан продольный разрез сейсмоисточника и позициями обозначены:
1 – плита-излучатель,
2 – первая катушка возбуждения,
3 - изоляционные пластины,
4 – вторая катушка возбуждения,
5 – блок накопительных конденсаторов,
6 – пригруз,
7 – линейный подшипник,
8 – направляющая труба,
9 – демпфер,
10 – кабельный ввод,
11 – корпус.
Импульсный невзрывной сейсмоисточник с электромагнитным приводом содержит герметичный корпус с днищем изготовленным из стали, внутри которого расположена жесткая плита-излучатель сейсмических волн (1), на верхней поверхности которой крепится первые катушки возбуждения (2), выполненные в виде спирали из меди. На плиту (1) опёрты изоляционные пластины (3), в пазу на нижней поверхности которых размещены прилегающие к первым катушкам возбуждения (2) вторые катушки возбуждения (4) выводы которых соединены с блоком накопительных конденсаторов (5) и их зарядным устройством и электронным шкафом управления (на рисунке не показан). На каждой пластине (3) установлен пригруз (6) с линейным подшипником (7) с возможностью перемещения пригруза (6) вдоль установленной на основании (1) направляющей трубы (8). Внутри трубы (8) размещён демпфер (9). Подвод электропитания к блоку накопительных конденсаторов (5) осуществляется по кабелю через проходной герметичный кабельный ввод (10) на герметичном корпусе (11). Корпус сейсмоисточника выполнен с возможностью крепления к нему навесной поплавковой системы.
Устройство работает следующим образом.
При подключении батареи конденсаторов (6) к шкафу управления, через зарядное устройство, происходит накопление энергии в обмотке вторых катушек возбуждения (4) для формирования мощного импульса тока. После заряда батареи конденсаторов до необходимой мощности, по команде со шкафа управления, происходит подача электрической энергии на вторые катушки возбуждения. При взаимодействии магнитного поля вторых катушек возбуждения (4) с магнитным полем первых катушек возбуждения (2) происходит преобразование электромагнитной энергии в механическую энергию, реализуемую в виде импульса силы плиты излучателя (1) с плоским днищем корпуса на грунт. Мощность импульса может регулироваться величиной заряда батареи конденсаторов с помощью шкафа управления.
Использование герметичного корпус с днищем из специальной стали позволяет работать практически в любых условиях (вода, болото, транзитные зоны, прибрежная растительность, участки с высокой абразивностью грунта). Использование навесной поплавковой системы позволяет источникам работать в условиях как мелководья, так и водных объектов со значительной глубиной. При проведении испытаний источник показывает стабильную работу на плаву при глубине 5-8 метров.
Использование парных катушек значительно повышает эффективность работы устройства, что позволяет снизить напряжения заряда конденсаторной батареи, и, следовательно, уменьшить время готовности источника к очередному импульсу. Наличие парных катушек также позволяет увеличить магнитное поле в рабочей зоне, что в свою очередь повышает мощность источника в целом.