НЕВЗРЫВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
NON-EXPLOSIVE DEVICE FOR EXCITING SEISMIC VIBRATIONS

Изобретение относится к области сейсмической разведки и предназначено для возбуждения упругих волн продольного или поперечного типа с использованием энергии сжатых пружин.
Известно устройство для возбуждения сейсмических колебаний, содержащее падающий груз, гидроцилиндр, поршень, опорную плиту, управляющий клапан (патент №2322685, опубликовано 6.07.2006 МПК G01V 1/147).
Недостаток известного устройства заключается в сложности конструкции, изготовление которой возможно в технически оснащенном механическом цеху.
Наиболее близким техническим решением является устройство, которое содержит пружины, платформы, ударные элементы, приводимые в действие соленоидами (патент №2302016, опубликован 27.06.2007 г. МПК G01V 1/02).
Недостатки устройства - малая мощность, дополнительные затраты на электропитание, ограничение применения в труднодоступных районах.
Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение мощности воздействия на грунт, снижение материальных затрат и возможность изготовления любой полевой сейсмической партией.
Поставленная цель достигается тем, что, в отличие от известного, устройство изготовляется только из механических общедоступных материалов, состоит из толстостенного цилиндра, вваренного в массивную плиту, внутри которого находятся три автомобильные рессорные пружины, надетые на шток с ударным бойком и замковым вырезом, выступающим над массивной крышкой в положении сжатых пружин, что достигается натяжением при помощи автомобиля.
Предлагаемое устройство изображено на чертеже
Устройство состоит из толстостенной трубы-цилиндра - 1, ударного бойка - 2, направляющих пальцев - 3, направляющих фасок - 4, шариков подпружиненных - 5, массивной платформы - 6, рабочих пружин - 7, центрирующих шайб - 8, штока - 9, ограничительной шайбы - 10, упорного троса - 11, натяжного троса - 12, массивной крышки - 13 с пусковой вилкой - 14, цапф - 15, пускового винта с правой ленточной резьбой - 16 и с левой ленточной резьбой - 17, крюков - 18 для троса, замка - 19, стягивающих болтов - 20 и переходника - 21.
Устройство работает следующим образом: собранная установка укладывается в лежачее положение и спусковым винтом - 16 раздвигаются щечки пусковой вилки - 14, освобождая замок - 19 штока - 9, трос плиты - 6 цепляется за устойчивый неподвижный предмет, а натяжным тросом - 12, используя автомобиль, производится сжимание пружин - 7 до появления над крышкой - 13 замка - 19 штока - 9, после чего спусковым винтом - 16, 17 сжимается спусковая вилка - 14 вокруг замка - 19. Заряженная система освобождается от буксирных тросов - 12 и устанавливается на пункт возбуждения в вертикальное или горизонтальное положение, после чего спусковым винтом - 16, 17 освобождается замок - 19 штока - 9, что позволяет мгновенно выделится энергии сжатых пружин - 7, которая расходуется на выброс бойка - 2 со штоком - 9 для удара о грунт.
Предлагаемый источник сейсмических колебаний для возбуждения продольных и поперечных волн основан на упругих свойствах рессорных пружин отечественных автомобилей класса “Жигули” или “Волга”. Возможно применение других типов пружин с аналогичными упругими свойствами, либо прочих разновидностей, но с изменением соответствующих характеристик основных узлов установки.
Приведенная установка рассчитана на применение трех рессорных пружин а/м “Жигули”, надеваемых на шток длиной 1200 мм и диаметром 50 мм. Пружины разделяются между собой ограничительными шайбами, удерживающими их в соосности со штоком. Шток вваривается в ударный боек массой 27,5 кг. В боек монтируются три подпружиненных шарика диаметром до 25 мм, которые чеканятся таким образом, чтобы их свободный ход составлял не менее 3-5 мм. Шарики предназначены для центрирования ударного бойка при наклонных и горизонтальных ударах для возбуждения поперечных волн. Для предотвращения произвольного поворота снаряда внутри трубы в боек с противоположных сторон ввариваются направляющие пальцы, которые контролируют положение снаряда, двигаясь вдоль прорезанных пазов в трубе на высоту полного сжатия пружин. Собранный снаряд помещается в толстостенную трубу, нижний торец которой входит в отверстие массивной платформы заподлицо с нижней поверхностью платформы. Сварное соединение трубы и платформы производится по контакту трубы с верхней плоскостью платформы. Сверху на шток нанизывается крышка-головка, которая крепится восьмью болтами с наваренным на трубу переходником. Чтобы снаряд не выпадал из трубы после “разрядки” пружин, поверх штока предусмотрена ограничительная шайба. В положении полного сжатия пружин на штоке предусмотрен замковый вырез, куда заводятся щечки стопорной раздвижной вилки, шарнирно закрепленный на крышке установки. Щечки раздвижной вилки у свободных концов имеют отверстия с ленточной резьбой: одна - правой, другая - левой. Спусковой винт с одного конца имеет левую ленточную резьбу, с другого - правую. Винт крепится к крышке двумя цапфами, одна из которых расположена между щечками раздвижной вилки, а другая - ближе к периферии крышки на одной линии с отверстиями щечек вилки и второй цапфы. Диаметр спускового винта (20-25 мм) в местах крепления цапф уменьшается на глубину резьбы.
Сжатие пружин осуществляется с помощью автомашины, путем натяжения троса штока, при закрепленной платформе к любому неподвижному и устойчивому предмету (дерево, столб, вторая автомашина и т.п. После выхода замка штока задвигаются щечки вилки и заряженный ударник устанавливается в исходную точку и исходное положение. Запуск производится раздвижкой щечек вилки при помощи спускового винта. Для предотвращения заглубления бойка в рыхлые грунты под удар подкладывается металлическая плита, по массивности соизмеримая с массой бойка.
Основные технические характеристики установки следующие:
масса установки
128 кг;
масса ударной части
47,5 кг;
высота
1200 мм
расчетное ускорение ударного снаряда
150,6 м/сек;
рабочий ход ударного снаряда
450 мм;
количество рабочих пружин
3;
время разгрузки напряжения пружин
0.078 сек;
мощность
52 л. с.
Предлагаемое устройство позволяет повысить мощность воздействия на грунт, снизить затраты, упростить конструкцию.