Устройство для ориентации горизонтальных сейсмоприемников трехкомпонентных установок по заданному азимуту

Устройство для ориентации горизонтальных сейсмоприемников трехкомпонентных установок по заданному азимуту

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СЕЙСМОПРИЕМНИКОВ ТРЕХКРШОНЕНТНЫХ УСТАНОВОК ПО ЗАДАННОМУ АЗИМУТУ, содержащее блок ориентации , соединеиньй с горизонтальными сейсмоприемниками, .отличающееся тем, что, с целью автоматизации процесса ориентации, блок ориентации выполнен в виде магнитной стрелки с зеркалом, закрепленным на одном из ее концов, и вращающегося зубчатого кольца с установленным на нем лампой осветителя и фоторезистором , соединенного через вал с основанием, на котором укреплены горизонтальные сейсмоприемники. сл 4; 4; Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 01 Ч 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

БРЕ и ОТКР ЫТИ (21) 2774415/ 18-25 (2?) 01.06.79 (46) 07.03.85. Бюл. У 9 (72) А.Н. Мозженко (7i) Всесоюзный научно-исследовательский институт геоАизических методов разведки Научно-производственного объединения "СоюзгеоАизика" (53) 550.834(088.8)

{56) 1. Мозженко А.Н. и Померанце ва И.В. Сейсмические исследования с аппаратурой "Земля". М., "Недра", 1977.

2. Маловицкий Я.П. и др. Морские геоАизические исследования. N., "Недра", 1977.

3. Виноградов @.В. Некоторые результаты опробования скважинного трехкомпонентного сейсмоприемника с автоматической ориентировкой.—

В сб.: Поперечные и обменные волны в сейсморазведке. Под ред. Пузырева Н.Н. М., "Недра", 1967, с.141-145 (прототип) „„SU„„1144067 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ

ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СЕЙСИОПРИЕМНИКОВ

ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ УСТАНОВОК ПО ЗАДАННОМУ АЗИМУТУ, содержащее блок ориентации, соединенный с горизонтальны.ми сейсмоприемниками, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью автоматизации процесса ориентации, блок ориентации выполнен в виде магнитной стрелки с зеркалом, закрепленным на одном из ее концов, и вращающего- ся зубчатого кольца с установленным на нем лампой осветителя и Аоторезистором, соединенного через вал с основанием, на котором укреплены горизонтальные сейсмоприемники.

1144067

Изобретение относится к сейсмической разведке для регистрации сейсмических сигналов в тех случаях, когда необходимым условием является установка и сохранение осей чув- 5 ствительности горизонтальных сейсмоприемников по заданному азимуту, автоматически, без вмешательства человека.

Изобретение может использоваться в 10 морской сейсмической разведке при установке его на дно акваторий самоориентирующихся установок сейсмоприемников, в сейсмическом зондировании земной коры и мантии Земли !5 при разбрасывании приборов с вертолетов, при локации источников сейсмических волн, когда. устройство забрасывается в труднодоступные места с помощью авиации и в ряде других 20 областей, где установка и ориентация сейсмоприемников непосредственно человеком затруднена или невозможна °

Известно техническое решение, в котором используется ручная установка горизонтальных сейсмоприемников в трехкомпонентных устройствах но азимуту на суше, в котором установка трехкомпонентных приборов, один из которых является вертикальным (Е), а два других — горизонтальные, устанавливаемые по азимуту (. ), линии азимутов определяются на пунктах наблюдения с помощью 35 буссоли и закрепляются путем прочерчивания линий в направлениях Север-1Ог

Запад-Восток. Оси направленности горизонтальных приборов совмещаются визуально с нужным направлением (1) . 40

Недостатком такой установки горизонтальных сейсмоприемников является обязательное присутствие челове, ка, осуществляющего такую установку, исключающее процесс автоматиза- 45 ции.

Известно устройство, применяемое при работах в морских условиях, где используется подвес, ориентирующий по горизонтали взаимно перпендикулярные 50 горизонтальные и вертикальные сейсмоприемники в пространстве. Ориентация горизонтальных приемников по азимуту здесь отсутствует (2) .

Наиболее близким техническим ре- 55

1 шением к предлагаемому является система для ориентировки горизонтальных сейсмоприемников, входящих в качестве составляющего элемента в трехкомпонентную установку, используемую в сквзжинных наблюдениях, в которой ориентация горизонтальных сейсмоприемников осуществляется гидроскопическим устройством, являющимся составной частью блока ориентации (3) .

Недостатками известной системы ориентации являются необходимость ручной ориентировки системы прежде чем она будет запущена в работу и необходимость включения гироскопа на время измерений, что исключает автоматическое поддерживание заданного азимута и снижает точность установки.

I åëü изобретения - автоматизация процесса ориентации горизонтальных сейсмоприемников по заданному азимуту. Сопутствующей целью изобретения является существенное повышение точности установки по азимутам горизонтальных сейсмоприемников.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для ориентации горизонтальных сейсмоприемников трехкомпонентных установок по заданному азимуту, содержащем блок ориентации, соединенный с горизонтальными сейсмоприемниками, блок ориентации выполнен в виде магнитной стрелки с

i зеркалом, закрепленным на одном из ее концов, и вращающегося зубчатого кольца с установленными на нем лампой осветителя и фоторезистором соединенного через вал с основанием, на котором укреплены горизонтальные сейсмоприемники.

На фиг. 1 показано устройство, разрез на фиг. 2 — электрическая схема устройства.

В центре карданного кольца 1 на подшипниках 2 подвешена карданная площадка 3. Подшипники карданного кольца 1 не показаны. В центре площадки 3 закреплена опора 4, в которой установлены подшипники 5. В подшипниках 5 вращается вал 6, на нижнем конце которого закреплено основание 7 горизонтальных сейсмографов 8 — 10. Здесь включены на одну компоненту по два прибора (сейсмоприемник, противоположный прибору 10, не показан). K основанию 7 прикреплен вертикальный прибор 11, а к его нижней части прикреплены два эксцентричных диска 12 для балансировки

1144067 всего устройства в кардане 1-3. К верхнему концу вала 6 прикреплено зубчатое кольцо 13 большого диаметра, в центре которого находится конус 14, на острие которого надет подшипник

15 магнитной стрелки 16. На северном конце стрелки 16 закреплено зеркало 17. На зубчатом кольце 13 установлена в одной линии лампа 18, линза l9 каллиматора и фотодиод 20. 1О

В центре стрелки 16 имеется выступ

21, входящий в захват-цапфу 22, прикрепленную к якорю 23 реле 24, которое размещено в центре стакана

25. На верхней крьппке размещены блок 15

26 электроники, редукционная шестерня 27 и мотор 28 постоянного тока.

Все устройство закрыто крьппкой 29;

С целью предохранения попадания в компас демпфирующей жидкости 30 на вал одет сальник 31 Токосъемник 32 снимает напряжение с обмоток сейсмоприемников, он одет на вал 6 под шестерней 13.

Электрическая схема устройства 25 (фиг. 2) содержит реле 33 усилителя

34 фотокопии тока, конденсатор 35 блокировки, усилитель 36 запуска схемы и его входной конденсатор 37, пусковое реле 38, контакты 39 реле

38 и контакты 40 реле 33, гнезда источника 41 питания, контакт 42 блокировки реле 38.

Устройство работает следующим образом.

В определенный момент времени на вход усилителя 36 (фиг. 2) подается

4 импульс тока через конденсатор 37 и включает реле 38. Контакт 39 включает обмотку мотора 28, цепи питания 4О реле-соленоида, лампу 18 и усилитель

34 Аототока. Контакт 42 самоблокирует реле 38. Мотор через редукторные шестерни 27 и 13 начинает вращать вал 6 с закрепленным на его нижнем 45 конце основанием 7 сейсмоприемников.

В это время реле-соленоид поднимает магнитную стрелку 16 и прижимает ее к торцу стакана 25, закрепляя ее наподвижно. Зубчатое кольцо 13 вращается (1 об/мин) и доходит до того момента, когда световой луч лампы 18, сфокусированный коллима тором 19, отражаясь от зеркала 17, попадает на фотодиод 20 и вызывает ток на входе усилителя 34. В этот момент срабатывает реле 33 и его контакт 40 разрывает на мгновение цепь 41 питания. Реле 38 обесточивается и его нормально замкнутый контакт 39 закорачивает обмотку мотора 28 Если линия лампы 18 и фотодиода 20, проложенная через центр зубчатого кольца 13, заранее установ-лена по максимальной оси чувствительности сейсмоприемника 1(-компоненты, то после остановки мотора его ось направлена по азимуту Север-10г.

Время остановки мотора ДНИ вЂ при .закорачивании его обмотки не более 0,1 с. При указанной редукции инерционная ошибка составляет +0,6 градуса. Для уменьшения этой ошибки . можно заранее передвинуть приборы на это расстояние. Меняя (до уста- новки приборов) положение оси чувствительностей сейсмоприемников, либо вращая по окружности лампу 18 и фотодиод 20 на диске шестерни 13, можно предварительно выставлять любой азимут пары горизонтальных сейсмоприемников. Во избежание самовозбуждения схемы (фиг. 2) реле 33 заблокировано конденсатором 35. Лампа 18 и фотодиод 20 могут быть заменены контактом, а зеркало 17 вторым контактом.

Возможность установки по заданному азимуту горизонтальных сейсмоприемников с точностью, превьппающей в 5-6 раз ручную установку приборов, а главное проведение азимутальной установки в местах недоступных человеку, создает значительные преимущества предлагаемого способа и устройства перед известными. Особенно это ва но, когда через заданные п,,омежутки времени необходимо провести повторный, автоматический контроль азимутальной установки приборов, что представляет интерес при применении устройства при морских работах..Глубинные течения могут повернуть установку, опрокинуть и т.д. Суточный или любой другой импульс кварцевых часов предлагаемой станции может служить пусковым импульсом реле 38 для повторения самоориентации.

Экономический эффект при использовании предлагаемого устройства ожидается значительным, поскольку оно открывает новые возможности для быстрого освоения шельфовых зон морей и океанов с целью поисков и обнаружения новых месторождений нефти и газа.

1144067

Филиал ИПП Патент, г.Уз город, ул.Проектяая, 4