ПРИЕМНИК АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Техническое решение относится области регистрации упругих волн, в частности, колебаний инфрачастотного диапазона, и может быть использовано при регистрации колебаний в твердых, жидких и газообразных средах, в частности, в сейсморазведке, метеорологии, дефектоскопии твердых тел и т.д.
Известен трехкомпонентный сейсмограф (US, патент №3626364 G 01 V 1/16, 1971), содержащий три подвешенные в магнитном поле на точечном подвесе массы, которые практически без трения могут перемещаться под действием внешнего акустического воздействия в определенном направлении. При использовании сейсмографа регистрируют акустический сигнал, вызывающий перемещение каждой из масс и генерируют сигнал, характеризующий акустическое воздействие (звуковые колебания), вызывающие перемещение соответствующей массы.
Недостатком известного сейсмографа следует признать его невозможность применения для регистрации инфразвуковых колебаний, а также высокую инерционность, уменьшающую точность измерений.
Известен также трехкомпонентный сейсмический приемник (SU, авторское свидетельство 1057910 G 01 V 1/16, 1983), три однотипных преобразовательных элемента, расположенных в корпусе под углом к горизонтали и различающиеся азимутальными углами на 120°, причем указанные элементы жестко зафиксированы крышкой. Крышка и корпус выполнены с приливами для установки и
закрепления разъема, соединяющего сейсмический приемник с кабелем.
Недостатком известного сейсмического приемника следует признать непригодность его для регистрации сейсмических колебаний в инфрачастотном диапазоне, а также невысокую точность измерений.
Известен трехкомпонентный приемник акустических колебаний (RU, патент 2128850 G 01 V 1/16, 1999), содержащий основание, закрытое корпусом, причем на основании закреплены под углом 70-110° друг относительно друга три однотипных преобразователя сейсмических колебаний в механические колебания, образующие трехкомпонентный преобразователь и соединенных посредством общего разъема с блоком регистрации.
Недостатком известного трехкомпонентного приемника акустических колебаний следует признать невозможность использования его для весьма слабых микросейсмических сигналов в инфразвуковом диапазоне частот, а также невысокий порог чувствительности в этом диапазоне.
Техническая задача, решаемая посредством предложенной конструкции, состоит в повышении точности измерений при полевых наземных или донных исследованиях, а также регистрации колебаний при размещении приемника на плавсредстве.
Технический результат, получаемый при реализации предложенной конструкции, состоит в снижении порога чувствительности, что позволяет регистрировать весьма слабые микросейсмические сигналы в инфразвуковом диапазоне частот.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать приемник акустических колебаний, содержащий основание, на котором закреплен трехкомпонентный преобразователь, закрытый корпусом и соединенный посредством
-0,5
разъема с блоком регистрации, при этом на основании и/или на корпусе закреплен, по меньшей мере, один дополнительный преобразовать, ориентированный соосно с одной из осей трехкомпонентного преобразователя и соединенный тем же разъемом с тем же блоком регистрации. Экспериментально установлено, что при использовании дополнительных преобразователей, установленных соосно с одной из осей трехкомпонентного преобразователя порог чувствительности снижается в n раза, где n - число используемых приемников. Второй и последующие дополнительно установленные преобразователи могут быть размещены соосно как трехкомпонентному преобразователю, так и любому дополнительному преобразователю. Место крепления дополнительных преобразователей (основание или корпус) определено направлением оси, соосно с которой будет закреплен дополнительный преобразователь. Крепление может быть осуществлено как непосредственно на основание или корпус, так и с использованием промежуточных крепежных элементов, обеспечивающих передачу колебаний чувствительным элементам преобразователей. В одном акустическом приемнике могут быть использованы как однотипные преобразователи, так и разнотипные. В предпочтительном варианте реализации желательно использовать преобразователи, способные регистрировать акустические колебания инфразвуковом диапазоне частот.
На схеме показано принципиальное устройство предлагаемого приемника сейсмических колебаний, при этом использованы следующие обозначения: основание 1, корпус 2, трехкомпонентный преобразователь 3, дополнительный преобразователь 4, разъем 5, блок регистрации 6.
В дальнейшем сущность предложенного технического решения будет показана с использованием примеров реализации.
Приемник акустических колебаний содержал основание, на котором закреплены трехкомпонентный электрохимический преобразователь и дополнительный электрохимический преобразователь, закрытые корпусом и соединенные посредством разъема с блоком регистрации, причем дополнительный преобразователь расположен соосно по оси Х-Х трехкомпонентному преобразователю. Блок регистрации содержал каналы регистрации, каждый из которых содержит последовательно включенные предварительный усилитель, формирователь амплитудно-частотной характеристики и оконечный усилитель, причем оконечные усилители соединены с общим регистратором.
Данный приемник акустических колебаний был использован для обнаружения залежи углеводородов на суше путем регистрации сейсмических колебаний инфрачастотного диапазона. По сравнению с приемником акустических колебаний, использованным в качестве ближайшего аналога, порог чувствительности был понижен в 1,4 раза.
Приемник акустических колебаний содержал основание, на котором закреплен трехкомпонентный электродинамический преобразователь, дополнительный электродинамический преобразователь закреплен на корпусе, при этом трехкомпонентный и дополнительный преобразователи размешены в пространстве, ограниченном корпусом и основанием и соединены посредством разъема с блоком регистрации, причем трехкомпонентный и дополнительный преобразователи расположены соосно по оси Y-Y. Блок регистрации содержал каналы регистрации, каждый из которых содержит последовательно включенные предварительный усилитель, формирователь амплитудно-частотной характеристики и оконечный
усилитель, причем оконечные усилители соединены с общим регистратором.
Данный приемник акустических колебаний был использован для обнаружения залежи углеводородов на шельфе путем регистрации сейсмических колебаний инфрачастотного диапазона. По сравнению с приемником акустических колебаний, использованным в качестве ближайшего аналога, порог чувствительности был понижен в 1,4 раза.
Приемник акустических колебаний содержал основание, на котором закреплены трехкомпонентный электродинамический преобразователь и первый дополнительный электродинамический преобразователь, закрепленные соосно по оси Х-X, второй дополнительный электрохимический преобразователь закреплен на корпусе соосно с трехкомпонентным преобразователем по оси Y-Y, при этом все трехкомпонентный и дополнительные преобразователи размещены в пространстве, ограниченном корпусом и основанием и соединены посредством разъема с блоком регистрации. Блок регистрации содержал каналы регистрации, каждый из которых содержит последовательно включенные предварительный усилитель, формирователь амплитудно-частотной характеристики и оконечный усилитель, причем оконечные усилители соединены с общим регистратором.
Данный приемник акустических колебаний был использован для обнаружения залежи углеводородов на морском дне путем регистрации сейсмических колебаний инфрачастотного диапазона. По сравнению с приемником акустических колебаний, использованным в качестве ближайшего аналога, порог чувствительности был понижен в 1,7 раза.
Использование приемника акустических колебаний предлагаемой конструкции позволяет понизить порог
чувствительности, что обеспечивает регистрацию весьма слабых микросейсмических сигналов в инфразвуковом диапазоне частот, свидетельствующих о возможном наличии залежи углеводородов, а также о возможном возникновении очага землетрясения.