ВИБРАЦИОННЫЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Заявленная полезная модель относится к области сейсморазведки и может быть использована для возбуждения упругих колебаний в процессе геологоразведочных работ.
Известен вибрационный источник сейсмических сигналов (US 4718049, 05.01.1988), содержащий транспортное средство с размещенными на нем возбудителем вибраций, снабженном механизмом подъема и опускания, и систему гидропитания. Возбудитель вибраций выполнен в виде гидроцилиндра двухстороннего действия, содержащего инерционную массу со сквозным цилиндрическим каналом, в котором размещен поршень. Поршень возбудителя вибраций жестко закреплен на опорной плите посредством верхней и нижней крестовин и четырех распорных труб, расположенных по краям крестовин между ними, и проходящих внутри распорных труб соединительных силовых шпилек, один резьбовой конец которых ввернут в опорную плиту, а на второй резьбовой конец навернута гайка, стягивающая крестовины и распорные трубы с опорной плитой. Для обеспечения надежного жесткого крепления поршня он предварительно сжимается между верхней и нижней крестовинами посредством подачи рабочей жидкости под давлением в полость между верхним торцом поршня и расточкой в верхней крестовине, после чего он фиксируется в сжатом состоянии посредством фиксирующего устройства. За счет предварительного сжатия поршня силовые шпильки дополнительно нагружаются растягивающими усилиями, при этом усилие затягивания гаек на шпильках при сборке выбирается из условия нераскрытия стыков между крестовинами, опорной плитой и распорными трубами при работе источника.
Недостатком данного источника является сложность конструкции возбудителя вибраций, обусловленная наличием промежуточного звена - нижней крестовины и фиксирующего устройства поршня, довольно сложного в изготовлении, а также необходимостью применения дополнительных устройств для подачи давления при предварительном сжатии поршня. Кроме того, в процессе функционирования данного источника сейсмических сигналов не может быть достигнуто равномерное распределение передаваемых усилий на опорную плиту по причине возможного изгиба последней. Следствием этого является невысокое качество излучаемого в грунт сигнала.
Известен вибрационный источник сейсмических сигналов менее сложной конструкции (SU 1000967, 28.02.1983 - прототип), содержащий размещенные на транспортном средстве систему гидропитания и опорную плиту с установленным на ней возбудителем вибраций. Возбудитель вибраций выполнен в виде гидроцилиндра двухстороннего действия, имеющего инерционную массу со сквозным цилиндрическим каналом, в котором размещен полый поршень, жестко закрепленный на опорной плите посредством верхней нажимной плиты и расположенной в полом поршне центральной соединительной силовой шпильки, один резьбовой конец которой ввернут в опорную плиту, а на другой резьбовой конец навернута гайка, стягивающая верхнюю нажимную плиту с опорной плитой.
Однако в процессе функционирования данного источника сейсмических сигналов также вероятен изгиб опорной плиты и, как следствие, неравномерное распределение передаваемых на нее усилий и невысокое качество излучаемого в грунт сигнала.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании вибрационного источника сейсмических сигналов лишенного указанного недостатка.
Технический результат, который может быть при этом получен, состоит в улучшении характеристик излучаемого в грунт сигнала за счет обеспечения равномерного распределения передаваемого усилия на опорную плиту.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в вибрационном источнике сейсмических сигналов, содержащем размещенные на транспортном средстве систему гидропитания и опорную плиту с установленным на ней возбудителем вибраций, выполненным в виде гидроцилиндра двухстороннего действия, имеющего инерционную массу со сквозным цилиндрическим каналом, в котором размещен полый поршень, жестко закрепленный на опорной плите посредством верхней плиты и расположенной в полом поршне центральной соединительной силовой шпильки, один резьбовой конец которой ввернут в опорную плиту, а на другой резьбовой конец навернута гайка, стягивающая верхнюю плиту с опорной плитой, верхняя плита выполнена в виде крестовины, при этом возбудитель вибраций снабжен четырьмя распорными трубами, расположенными по краям крестовины, и проходящими внутри распорных труб боковыми соединительными силовыми шпильками, один резьбовой конец которых ввернут в опорную плиту, а на другой резьбовой конец навернута гайка, стягивающая крестовину и распорные трубы с опорной плитой.
На фиг.1 представлен предлагаемый вибрационный источник сейсмических сигналов, размещенный на транспортном средстве; на фиг.2 - вибрационный источник сейсмических сигналов (разрез по линии А-А), а на фиг.3 - возбудитель вибраций (вид сверху - вид Б).
Предлагаемый вибрационный источник сейсмических сигналов содержит размещенные на транспортном средстве 1 систему гидропитания 2 и опорную плиту 3, на которой жестко закреплен возбудитель вибраций 4. Опорная плита 3 посредством механизма подъема-опускания 5 переводится из транспортного положения в рабочее и наоборот. Перемещение опорной плиты 3 осуществляется посредством гидроцилиндров 6 механизма подъема-опускания 5, штоки 7 которых закреплены на нажимных плитах 8, а гильзы 9 - на раме транспортного средства 1. Направление перемещения опорной плиты 3 производится направляющими колоннами 10, нижние части которых закреплены на нажимных плитах 8, а верхние - соединены между собой посредством поперечины 11, что обеспечивает синхронизацию взаимного перемещения нажимных плит 8. При опускании на грунт опорная плита 3 прижимается к нему через пневмоопоры 12 весом транспортного средства 1, передаваемым гидроцилиндрами 6. Возбудитель вибраций 4 выполнен в виде гидроцилиндра двухстороннего действия, содержащего инерционную массу 13 со сквозным цилиндрическим каналом, в котором размещен полый поршень 14. Поршень 14 жестко закреплен на опорной плите 3 посредством выполненной в виде крестовины верхней плиты 18, а также центральной 15 и проходящих внутри четырех распорных труб 19 боковых 16 соединительных силовых шпилек, один резьбовой конец которых ввернут в опорную плиту 3, а на другой резьбовой конец навернута гайка 17, стягивающая крестовину 18 и распорные трубы 19, расположенные по краям крестовины 18, с опорной плитой 3. Размеры элементов конструкции выполнены таким образом, что при затянутой центральной 15 и незатянутых боковых 16 шпильках между крестовиной 18 и распорными трубами 19 образуется зазор. При последующем затягивании гаек 17 на боковых шпильках 16 происходит упругая деформация крестовины 18, зазор выбирается и распорные трубы 19 также предварительно сжимаются. Усилие затягивания гаек 17 на боковых шпильках 16 выбирается из условия нераскрытия стыков между крестовиной 18, опорной плитой 3 и распорными трубами 19 при работе источника.
Вибрационный источник работает следующим образом.
При подаче давления от системы гидропитания 2 в цилиндры 6 опорная плита 3 по направляющим колоннам 10 опускается на грунт и через пневмоопоры 12 прижимается к нему весом транспортного средства 1. После прижатия опорной плиты 3 к грунту в полости 20, 21 возбудителя вибраций 4 от системы гидропитания 2 попеременно подается давление, за счет чего инерционная масса 13 совершает возвратно-поступательное движение относительно поршня 14 и, соответственно, опорной плиты 3. Реактивные силы, возникающие при движении инерционной массы 13, вызывают колебания опорной плиты 3, в результате чего в грунте возбуждаются сейсмические волны.
Таким образом, при работе источника поршень 14 и распорные трубы 19 остаются в постоянном напряженном состоянии сжатия, чем обеспечивается необходимая жесткость и устойчивость всей конструкции крепления возбудителя вибраций 4. Кроме этого, данная конструкция крепления возбудителя вибраций 4 обеспечивает более равномерное распределение передаваемых усилий на опорную плиту 3 за счет применения пяти соединительных силовых шпилек: одной центральной 15 и четырех боковых 16, что уменьшает изгиб опорной плиты 3 при работе источника и, соответственно, улучшает качество излучаемого в грунт сейсмического сигнала.