СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ТРАНЗИТНЫХ ЗОН

Техническое решение относится к устройствам средств сейсморазведки в труднодоступных переходных (транзитных) зонах вода-суша, в том числе на болотах, растровых озерах, в плавнях и т.п.
Известен ряд систем [4-7], предназначенных для сейсмичесих работ на мелководье, и используемых при этом пневматических источников (ПИ) сейсмических сигналов [9-11]. Однако эти устройства имеют недостаточно широкие возможности: их применение ограничено либо зимними условиями [4, 5], либо использованием [6, 7] мелкосидящего судна-носителя сейсморазведочной аппаратуры. Сейсморазведка на болотной местности или на предельном мелководье (до 0,5 м глубиной) посредством известных систем [4-7] является проблематичной.
Известная установка [3] для сейсморазведки на болотах с использованием источника вибрационных механических колебаний (вибратора) является весьма громоздкой и не может являться альтернативой устройствам с малогабаритными мелководными ПИ, например такими, ка [9-11].
На предельном мелководье и в болотистой местности для проведения сейсморазведки наиболее эффективными являются мобильные сейсморазведочные комплексы типа [2].
Известный мобильный сейсморазведочный комплекс [2] включает транспортное средство с размещенным на нем пневмоисточником упругих
волн, опускаемым в заданную точку мелководья посредством спускоподъемного устройства и подключенным к ресиверам со сжатым воздухом, а также к блоку управления и синхронизации. При этом в качестве транспортного средства в летний период используется малогабаритный автомобиль, в кузове которого размещены ПИ, спускоподъемное устройство, ресиверы и блок управления и синхронизации, а в зимнее время транспортным средством является снегоход типа «Буран», а ПИ с соответствующими узлами сейсморазведки размещен на прицепной буксируемой платформе, выполненной в виде саней.
Однако установка [2], в ряде случаев, имеет недостаточную проходимость (например, на болотистой местности), что ограничивает ее применение. Недостатком комплекса [2], в ряде случаев, также является недостаточная глубинность сейсморазведки ввиду ограниченной энергетической характеристики отдельного (единичного) ПИ и спектра излучаемого сигнала, что не позволяет повысить информативность сейсморазведки.
Возможность бурения в труднодоступных транзитных мелководных зонах может быть обеспечена при использовании специальной конструкции самоходного или несамоходного многокорпусного понтонного модуля [1].
Модульный комплекс [1], принятый за прототип, содержит транспортное средство в виде самоходной или несамоходной платформы, оснащенной технологическим оборудованием, включающим лабораторное помещение контейнерного типа с блоком управления, компрессор высокого давления с ресивером, источник упругих колебаний, дизель-электростанцию и спуско-подъемное устройство в виде лебедки, причем платформа снабжена размещенными вдоль ее бортов закольными сваями для фиксации установки в заданной точке сейсморазведочного профиля.
При этом комплекс [1] выполнен в виде многокорпусного понтонного модуля из унифицированных элементов, на рабочей палубе которого размещается технологическое оборудование различного назначения:
геофизическое, буровое, транспортное, которое выполнено в виде съемных блоков.
Модульный комплекс [1] предназначен, в основном, для инженерно-геологических работ, и применение его для сейсморазведки транзитных зон ограничено и требует определенной модернизации: рационального размещения ПИ. Недостатком комплекса [1] является также сравнительно низкая энергия излучения упругих волн одним ПИ, что снижает глубинность сейсморазведки и, как следствие, - ее информативность.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании установки для сейсморазведки транзитных зон вода-суша на базе известных устройств [1, 2], позволяющей реализовать синергию их достоинств путем комплексирования и рационального размещения оборудования.
Основной технический результат предлагаемой сейсморазведочной установки - увеличение глубинности сейсморазведки путем излучения в низкочастотном спектре нескольких источников, которые сгруппированы в одной установке, заглублены в грунт и излучают упругие волны в заданной последовательности. Достоинством предлагаемой установки является также использование нескольких пневмоисточников (групповой источник упругих волн), что повышает энергию излучения и, соответственно, - информативность сейсморазведки. Кроме того, предлагаемая установка позволяет максимально использовать устройство известной установки [1] без замены оборудования и исключить применение в транзитных зонах громоздких, сложных и трудоемких систем [3] с механическими вибраторами.
Технический результат достигается следующим образом.
Сейсморазведочная установка для транзитных зон содержит транспортное средство в виде самоходной или несамоходной платформы, оснащенной технологическим оборудованием, включающим лабораторное помещение контейнерного типа с блоком управления, компрессор высокого
давления с ресивером, источник упругих колебаний, дизель-электростанцию и спуско-подъемное устройство в виде лебедки, причем платформа снабжена размещенными вдоль ее бортов закольными сваями для фиксации установки в заданной точке сейсморазведочного профиля.
Отличительной особенностью установки является то, что источник упругих колебаний выполнен в виде группового источника, включающего несколько малогабаритных пневматических источников (МПИ) сейсмических сигналов, причем МПИ через переходные устройства вмонтированы в погружаемые в грунт концы закольных свай, а последовательность возбуждения упругих волн МПИ посредством блока управления устанавливается соотношением:
n
где t - начало времени срабатывания n-го МПИ (n=2, 3, ...) в групповом источнике;
1
t - начало времени срабатывания первого МПИ (n=1) в групповом источнике;
Δt - временная задержка между срабатыванием двух последовательных n-го и (n+1)-го МПИ;
n - число МПИ в групповом источнике.
Установка также отличается тем, что число МПИ в групповом источнике равно n=6, а временная задержка Δt между срабатыванием двух последовательных МПИ составляет 5 мс, при этом спектр частот, излучаемых групповым источником упругих волн, находится в диапазоне 10-30 Гц.
При этом для погружения в грунт закольных свай со смонтированными на их концах МПИ она снабжена домкратом, или вибромолотом, или вибропогружателем, при этом нижнее основание погружаемого в грунт на глубину 0,5-2,0 м МПИ имеет остроконечную насадку.
Кроме того, отличием установки является то, что каждый МПИ выполнен с рабочим объемом 0,6 л, имеет цилиндрическую форму с
диаметром не более 120 мм, высотой не более 500 мм, вес МПИ составляет не более 10 кг, а на каждой точке сейсмического профиля групповой источник, включающий n МПИ, производит от 10 до 20 циклов возбуждения упругих волн.
В конкретном случае при сейсморазведке на болотах и мелководных растровых озерах установка может быть выполнена в виде несамоходного многокорпусного понтонного модуля, буксируемого вездеходом (болотоходом).
На фиг.1 представлена общая конструктивная схема предлагаемой сесморазведочной установки для транзитных зон (вариант транспортного средства в виде многокорпусного понтонного модуля, буксируемого болотоходом); на фиг.2 приведен суммарный излучаемый сигнал группового источника упругих волн, включающего шесть МПИ (Δt=5 мс), и его спектр в диапазоне 10-30 Гц.
Установка (фиг.1 ) содержит транспортное средство 1 в виде самоходной или несамоходной платформы, оснащенное технологическим оборудованием, включающим лабораторное помещение 2 контейнерного типа с блоком 3 управления, компрессор 4 высокого давления с ресивером, источник упругих колебаний, дизель-электростанцию 5 и спуско-подъемное устройство 6 в виде лебедки. Платформа снабжена размещенными вдоль ее бортов закольными сваями 7. Групповой источник упругих колебаний включает малогабаритные пневмоисточники МПИ 8, снабженные переходными устройствами 9 и остроконечными насадками 10. Установка снабжена домкратом (вибромолотом, вибропогружателем) 11. Платформа буксируется болотоходом 12.
Работа установки заключается в следующем.
Самоходная (или несамоходная) платформа 1 (фиг.1) устанавливается (выводится) в заданную точку профиля исследований транзитной зоны. Закольные сваи 7 со смонтированными на их концах через переходные устройства 9 МПИ 8 заглубляются в грунт на глубину 0,5-2,0 м
посредством домкрата (вибромолота, вибропогружателя) 11 [8]. В соответствии с выражением (1) размещенный в лабораторном помещении 2 блок 3 управления устанавливает последовательность возбуждения упругих волн МПИ 8, рабочие циклы которых обеспечиваются компрессором 4 с ресивером (подробно работа МПИ 8 описана в [9-11]. При числе МПИ 8 в групповом источнике, равном шести, и при задержке между срабатыванием двух последовательных МПИ, равной 5 мс, спектр излучаемых частот (фиг.2) находится в диапазоне 10-30 Гц, что обеспечивает заданную глубинность сейсморазведки. Питание оборудования установки обеспечивается дизель-электростанцией 5, а спуско-подъемные работы производятся лебедкой 6.
В качестве МПИ 8 использованы ПИ, аналогичные [9, 10], или (предпочтительно) специализированный МПИ «Малыш» [11] с рабочим объемом 0,6 л, имеющие цилиндрическую форму с диаметром не более 120 мм и высотой не более 500 мм. Вес таких МПИ составляет не более 10 кг. При этом погружаемый в грунт на глубину 0,5-2,0 м МПИ 8 снабжен снизу остроконечной насадкой 10 для облегчения процесса заглубления. В зависимости от заданной блоком 3 управления программы исследований на каждой точке сейсмического профиля групповой источник, включающий группу МПИ 8, в соответствии с выражением (1) производит от 10 до 20 циклов возбуждения упругих волн.
В конкретном случае при сейсморазведке на болотах и мелководных растровых озерах установка может быть выполнена в виде несамоходного многокорпусного понтонного модуля (например, «Литораль» [1]), буксируемого вездеходом (болотоходом) 12.
Таким образом, предлагаемая конструкция сейсморазведочной установки позволяет увеличить глубинность сейсморазведки путем излучения в низкочастотном спектре нескольких источников, которые сгруппированы в одной установке, заглублены в грунт и излучают упругие волны в заданной последовательности. Повышение энергии излучения, реализуемое посредством применения группы МПИ соответственно
повышает информативность сейсморазведки. При этом достигается рациональное размещение оборудования с использованием известной установки [1] и исключение применения в транзитных зонах громоздких, сложных и трудоемких систем [3] с механическими вибраторами.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ
I. Прототип и аналоги:
1. RU 32291 U1, 10.09.2003. (прототип).
2. RU 23178 U1, 27.05.2002. (аналог).
3. RU 2004107007 А, 27.09.2005. (аналог).
II. Дополнительные источники по уровню техники:
4. RU 23338 U1, 10.06.2002.
5. RU 7515 U1, 16.08.1998.
6. RU 9533 U1, 16.03.1999.
7. RU 2231087 С1, 20.06.2004.
8. RU 2004106518 А, 10.08.2005.
9. RU 21244 U1, 27.12.2001.
10. RU 23339 U1, 10.06.2002.
11. RU 2005134530/22 А, реш. о выдаче 29.11.2005.