Устройство для возбуждения сейсмических колебаний

Устройство для возбуждения сейсмических колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

::"„;тона МБД

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (») 564613 (61) Дополнительное к авт. свид-ну— (22) Заявлено 12.05.72 (21) 1783993/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.07.77 Бюллетень № 25

{4б) Дата опубликования описания 21.08.77 (51) М. Кл.

Я 01Ч 1/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений н открытий (53) УДК 5 5 О. 83 4 (088.8) K. А. Хорьков, В, И. Попов, В. Ф. Кулаков, Б. А. Франковский и Ю. Г, Шмигирилов (72) Авторы изобретения

Томский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. C. М. Кирова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЙЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к устройствам для возбуждения сейсмических колебаний при геофизических исследованиях электрогидравлическими методами; электрическим разрядом в жидкости в скважинах или специальных камерах на дневной поверхности, в море.

Известно устройство для возбуждения сейсмических колебаний электрогидравлическим методом, содержашее в качестве накопителя-источника энергии конденсаторную батарею (1). Недостатком устройства является малая энергоемкость конденсаторов на единицу объема, что ограничивает мощность установок и уменьшает эффектив ность электрогидравлического метода возбуждения колебаний.

Наиболее близким к предложенному является устройство для возбуждения сейсмических колебаний, содержащее накопи» тель-источник энергии, электрогидравлический излучатель и коммутируюшее устройство (2j.

В качестве источника энергии применен трехфазный генератор промышленной часто ты с приводом от бензинового агрегата типа ЖЭС-4, установленный на отдельной автомашине. Этот источник энергии предназначен для зарядки накопителя энергии5 конденсаторной батареи емкостью 36 мкф, с рабочим напряжением 30 кВ и энергией

16 кДж. Вес конденсаторной батареи

1500 кг, С помощью блоков повышения рабочего

10 напряжения и выпрямления (автотрансформатора, высоковольтного трансформатора и выпрямителя) напряжение 220 в источника электрической энергии повышается до напФ ряжения 30 кВ, выпрямляется и подается

15 на емкость-накопитель энергии, Электрогидравлический излучатель энергии, выполненный в виде двух электродов, связан с емкостным накопителем через управляемое коммутируюшее устройство в виде разряд20 ника. Разряд конденсаторной батареи осушествляется при.сближении шаров разрядника под действием пружины, которая устанавливается в исходное положение и удерживается электроприводом. Накопитель

26 энергии, блоки повышения рабочего напряже5646 13 ния и выпрямления, коммутируюшее устройство и блок управления работой устройства смонтированы на второй автомашине. Кондея«. саторная батарея заряжается до той энер гии, которая передается в излучатель и оп-. ределяет энергоемкость и габариты устройст-. ва. Повышение мощности сушествуюших передвижных установок, а следовательно, и . мошности сейсмических колебаний ограничивается габаритами и весом этих устано- 10 вок.

Недостатками известных устройств являются большой вес и объем конденсаторов на единицу запасаемой энергии (энергия конденсаторов на единицу объема рав- 15 на 0,02-0,15 Дж/см ), а также малая

3 длительность разряда конденсаторных батарей (100-200 мкс ) . П ри такой дл ительности разряда спектр волны давления имеет в рабочем диапазоне частот сейсмозапи- 20 сываюшей аппаратуры (50-200 Гц) незначительную амплитуду.

Бель изобретения — повышение энергии разряда, а следовательно, мошности сейсмических колебаний в рабочем диапазоне 25 частот сейсмозаписываюшей аппаратуры.

Поставленная цель достигается тем, что накопитель-источник энергии выполнен в виде параллельно включенных конденсаторной батареи и ударного генератора, 30

На фиг. 1 показана электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2— графики ЭДС и тока ударного генератора, напряжения конденсаторной батареи и напряжения дуги, на фиг, 3 — график давления.

Предложенное устройство для возбуждения сейсмических колебаний (см. фиг. 1) содержит низковольтный ударный генератор 1,. обмотка статора которого подключе- 40 на через выпрямительный блок 2 и дроссель насышения 3 к электрогидравлическому излучателю 4, выполненному из двух электродов, Параллельно к электрогидравлическому излучателю присоединена дополнительная

45 конденсаторная батарея 5 через управляе» мое коммутирующее устройство 6, напри мер разрядник, Устройство работает следуюшим образом.

В исходном состоянии ударный генератор 1 приводится во врашение or вала отбора мошности автомашины и возбуждается до номинального значения ЭДС (кривая 7 на фиг, 2). Однако этой ЭДС недостаточно для пробоя межэлектродного промежутка электрогидравлического излучателя 4. Вспомогательная высоковольтная конденсаторная батарея 5 предварительно заряжена до напряжения, достаточного для пробоя меж лектродного промежутка, ноцепь разорвана управляемым коммутирукйцим устройством

6. Энергия, запасаемая конденсаторной батареей, составляет 2-3% энергии, которую ударный генератор отдает нагрузке, С сефсмостанции на блок управления работой устройства подается управляюший сигнал. Блок управления передает сигнал на управляемое коммутируюшее устройство

6 (фиг. 1), которое замыкает цепь высоковольтной конденсаторной батареи 5, Высокое напряжение прикладывается к электродам излучателя 4 (кривая 8, фиг. 2).

Межэлектродный промежуток пробивается, возникает дуга, и ударный генератор 1 отдает запасенную энергию дуге. (Кривая импульса тока 9 ударного генератора 1 и кривая напряжения 10 . дуги представлены на фиг. 2). Вызываемый электрогидравлический эффект передает импульс давления (кривая 11 на фиг. 3) земле. Управляющая схема позволяет изменять угол включения ударного генератора на дугу а (фиг. 2).

Эксперименты показывают, что наибольшее давление развивается при угле включения

d =60 эл. град. Импульс давления практически повторяет импульс тока ударного генератора, имея на переднем фронте (кривая 11, фиг. 3) небольшой всплеск, соответствуюший разряду вспомогательной конденсаторной батареи 5.

Выпрямительный блок 2 (фиг. 1) гасит дугу после рабочего импульса, срезая последующую отрицательную полуволну тока, Чтобы не произошло пробоя обмотки ударного генератора от высокого напряжения конденсаторной батареи осушествляется защита обмотки и вентильного блока с помошью дросселя насышения 3 в течение времени достаточного для пробоя межэлектродного промежутка электрогидравлического излучателя 4, Применение низковольтного ударного генератора с параллельно включенной высоковольтной конденсаторной батареей позволяет значительно повысить энергоемкость устройства и увеличить амплитуду низкочастотных составляю них спектра импульса давления, лежаших в рабочем диапазоне частот сейсмоэаписываюшей аппаратуры, что, в свою очередь, значительно повышает эффиективность устройства для возбуждения сейсмических колебаний.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения сейсмических колебаний,содержашее накопитель-источник энергии, электрогидравлический излучатель и коммутирующее устройство, о т564613

1. Патент США ¹ 3347336, кл. 181 5, 1967.

Уиг. 1

Составитедь Л. Солодипов

Техред А. Богдан Корректор А. Гриценко

Редактор Т. Орловская

Заказ 2174/211 тираж 717 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент"., r. Ужгород, ул. Проектная, 4, л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения энергии разряда, а следовательно, и мошности сейсмических колебаний, накопитель-источник энергии выполнен в виде параллельно включенных кднденсатоОной батареи и ударного генератора, Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:

2. Мазов М. B. и др. Возбуждение упругих .волн в грунте с помошью электрических разрядов в жидкой среде. Вопросы разведочной геофизики", в. 4" 1 "Недра», 1964, с. 56-59 (прототип).