РЕЧНОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНЫЙ КОМПЛЕКС
RIVER SEISMIC EXPLORATION SYSTEM

Изобретение относится к области невзрывной сейсморазведочной техники при поиске полезных ископаемых, в частности на нефть и газ.
Известен сухопутный невзрывной сейсморазведочный комплекс по патенту РФ №2272302 от 20.03.2006 г. Он включает в себя сухопутное транспортное средство, в салоне которого, в стапеле, подвижно размещается источник сейсмических колебаний минометно-плунжерного типа, система механизмов для подъема и опускания источника. Здесь источник сейсмических колебаний выполнен по патенту РФ №2145428 от 10.02.2000 г. Он включает миномет с поддоном, состоящим из трубы, ударной плиты и плунжера, при этом миномет с трубой поддона жестко скреплены.
Этот источник оказывает на грунт ударно-механическое воздействие, при котором грунт упруго сжимается, вязко сминается и перемещается совместно с ударной плитой. Для подвижного соединения источника с днищем транспортного средства в днище выполнен люк, в котором размещается труба поддона с ударной плитой, при этом плита поддона постоянно находится с наружной стороны днища.
Для приведения источника в рабочее положение он с помощью специальных механизмов опускается вниз до плотного контакта плиты с грунтом, а затем поджимается к грунту усилием, близким к весу транспортного средства. Сейсмический сигнал создается во время выстрела миномета. При выстреле вертикально вверх плунжер источника получает скорость порядка 5-6 м/с и «подскакивает» на высоту 1.5-2 метра. Во время выстрела плита миномета наносит по грунту ударный импульс, равный произведению скорости плунжера на его массу. Плунжер после подскока, задерживается в крайнем верхнем положении или без задержки падает обратно, создавая повторный сейсмический сигнал, по мощности, равный первому.
Данный сейсморазведочный комплекс принимается в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является ограниченная область его использования - только сухопутная сейсморазведка.
П.1. Целью изобретения является устранение данного недостатка, то есть расширение области использования невзрывного сухопутного источника сейсмических колебаний минометно-плунжерного типа по патенту РФ №2145428 от 10.02.2000 г. за счет его использования для ведения сейсморазведочных работ в водных условиях узкой речной прибрежной полосы с одновременным повышением качества сейсмического сигнала. Здесь сейсмический сигнал создается всегда на одном и том же геофизическом уровне (на уровне водной речной поверхности), что исключительно важно с точки зрения качества сейсмического сигнала.
Данная цель достигается тем, что источник сейсмических колебаний минометно-плунжерного типа с ударно-механическим воздействием на грунт устанавливается в трюме речного плавающего средства, которое позволяет вести сейсморазведочные работы в условиях узкой речной прибрежной полосы. В качестве такого плавающего средства принимается тандем из жестко скрепленных между собой речной баржи и речного катера толкающего типа, при этом днище баржи в передней части выполняется в форме лыжи, а плавающее средство, с правой стороны, снабжается двумя ветвями тросово-лебедочных механизмов для крепления плавающего средства к берегу реки.
Схема речного сейсморазведочного комплекса (плавающее средство с невзрывным источником сейсмических колебаний минометно-плунжерного типа и ударно-механическим воздействием на грунт), в рабочем положении, показана на Фиг.1, где 1 - миномет; 2, 3 - труба и ударная плита поддона миномета; 4 - плунжер; 5 - днище баржи; 6 - люк в днище; 7 - внутренняя направляющая труба; 8 - внешняя направляющая труба; 9 - баржа; 10 - днище баржи в форме лыжи; 11 - палуба; 12 - грунт; 13 - вода.
Схема крепления плавающего средства к берегу реки показана на Фиг.2, где 14 - речной катер толкающего типа; 15 - баржа; 16 - источник сейсмических сигналов; 17 - тросы; 18 - забивные сошники.
Речной сейсморазведочный комплекс работает следующим образом.
Выбирается отлогий участок берега; плавающее средство на некотором расстоянии от берега устанавливается под некоторым углом «Y» к берегу и, попутно с течением реки, разгоняется. Днище баржи, выполненное в передней части в форме лыжи, наезжает на отлогое дно реки до полной остановки плавающего средства. Данное положение плавающего средства фиксируется двумя ветвями тросово-лебедочных механизмов (по схеме, показанной на Фиг.2). На этом завершается процесс установки речного сейсморазведочного комплекса в рабочее положение. Процесс создания сейсмических колебаний осуществляется здесь аналогично с сейсморазведочным комплексом по патенту РФ №2145428 от 10.02.2000 г. (МПК G01V 1/104).
Выполнение сейсморазведочного комплекса подобным образом позволяет реализовать поставленную цель. Предлагаемый сейсморазведочный комплекс может вести сейсморазведку в речных условиях.
П.2. Целью изобретения является совершенствование сейсмических характеристик речного сейсморазведочного комплекса по П.1.
Данная цель достигается тем, что в речном сейсморазведочном комплексе по П.1 вместо источника с ударно-механическим воздействием на грунт (по патенту РФ №2145428 от 10.02.2000 г.), используется источник с ударно-звуковым воздействием, в котором миномет оснащен снизу тяжелым ударником, размещен в трубе поддона и соединен с трубой подвижно, с помощью кольцевого бурта на ударнике и пружинного механизма, укрепленного на внутренней поверхности трубы. Схема такого источника представлена Фиг.3, где 1 - миномет, 5 - днище судна; 19 - тяжелый ударник; 20, 21 - труба и плита поддона; 22, 23 - верхняя и нижняя полки на внутренней поверхности трубы поддона; 24 - бурт ударника: 25 - пружинный механизм; 26 - плунжер. Схема источника частично заимствована из патента РФ №2345386 от 27.01.2009 г. Здесь между торцом ударника 19 и плитой 21 постоянно сохраняется зазор в 10-15 см для разгона ударника при выстреле миномета. Максимальное расстояние от днища судна до плиты поддона ограничивается длиной трубы поддона 20 и составляет порядка 0,5-0.75 м, а допустимая максимальная глубина реки достигает 1 метра.
Перед выстрелом плита 21 с помощью поддона выдвигается вниз и с большим усилием поджимается к грунту. При выстреле плунжер движется вверх, а миномет с ударником 19, сжимая буртом 24 пружину 25, движется вниз. В момент достижения ударником максимальной скорости он торцом ударяет по плите 21, при этом плита остается неподвижной, а сейсмический сигнал образуется за счет ее звуковых колебаний.
Ударно-звуковое воздействие на грунт принципиально отличается от ударно-механического и в ряде случаев позволяет получать более чистые от помех сейсмические сигналы.
Речной сейсморазведочный комплекс, оснащенный источником с ударно-звуковым воздействием на грунт, работает следующим образом. Выбирается участок реки с глубиной не более 1 метра; плавающее средство устанавливается под некоторым углом «Y» к берегу; данное положение плавающего средства фиксируется двумя ветвями тросово-лебедочных механизмов (по схеме показанной на Фиг.2). Плита 21 источника выдвигается вниз до контакта с грунтом дна реки и с большим усилием поджимается к нему (по схеме представленной на Фиг.3). На этом завершается процесс установки речного сейсморазведочного комплекса в рабочее положение.
Сейсморазведочный комплекс, оснащенный источником с ударно-звуковым воздействием на грунт, может работать и по схеме, показанной на Фиг.1.
Процесс создания сейсмических колебаний осуществляется здесь аналогично с сейсморазведочным комплексом по патенту РФ №2145428 от 10.02.2000 г. (МПК G01V 1/104).
Выполнение сейсморазведочного комплекса подобным образом позволяет реализовать поставленную цель. Оснащение сейсморазведочного комплекса источником с ударно-звуковым воздействием на грунт речного дна позволяет существенно улучшить качество сейсмического сигнала.