RU1770923C - Способ возбуждени сейсмических колебаний - Google Patents

Abstract

Использование: в сейсмичекой разведке на основе возбуждени  сейсмических колебаний взрывом. Сущность изобретени : дл  формировани  топливно-воздушной взрывчатой смеси над поверхностью земли располагают емкость с топливом и зар дом конденсированного взрывчатого вещества (КВВ). При этом масса топлива КВВ, а также относительные параметры расположени  емкости с топливом и инициатора задаютс  определенными соотношени ми, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области геофизики , в частности, к технике дл  сейсмологической разведки, на основе использовани  взрывчатого вещества дл  возбуждени  сейсмических колебаний.

Известны способы, использующие в качестве ВВ топливновоздушные взрывчатые смеси (ТВВС). Способ возбуждени  сейсмических колебаний в грунте заключаетс  в подаче в скважину газообразной взрывчатой смеси или жидкого ВВ и последующей его детонации.

Наиболее широкое распространение получило использование ТВВС во взрывной камере, когда сначала формируют внутри взрывной камеры эту смесь, а затем инициируют ее детонацию, в результате чего продукты детонации, расшир  сь, толкают поршень и удал ют им по земле, создава  в ней сейсмические колебани .

В частности, известен выбранный в качестве прототипа способ возбуждени  сейсмических колебаний. ТВВС формируют после подачи и смешивани  в рабочем объеме камеры топлива и воздуха, а инициирование детонации осуществл ют с помощью подрыва топливно-кислородной смеси в форкамерах, соединенных отверсти ми с рабочим объемом камеры. Между моментом начала подачи в камеру топлива и воздуха и моментом инициировани  в готовой смеси детонации выдерживаетс  временной интервал , включающий врем  приготовлени  смеси и допустимую технологическую задержку . Сама камера устанавливаетс  на поверхности земли.

Недостаток известного способа заключаетс  в том, что возбуждаемые сейсмические сигналы маломощны, распростран ютс  на небольшие рассто ни  и не позвол ют зондировать большие массивы земных недр по площади и гл/бине.

Объ сн етс  это тем, что примен емые дл  осуществлени  данного способа взрывные камеры имеют небольшие рабочие объемы камер, что ограничивает мощность генерируемых сейсмических колебаний. Неограниченно повышать объемы взрывных

СП

С

|

О

о го

CJ

камер нельз , т. к. они должны быть мобильны и легко перемещатьс  на транспортных средствах, а увеличение объема приводит к резкому росту массы взрывных камер. Кроме того, взрывные камеры - это сложные конструкции, которые требуют специального изготовлени  и доставки к месту работы.

Целью изобретени   вл етс  упрощение способа при возбуждении сильных сигналов , при одновременном снижении затрат на производство и транспортировку средств возбуждени  сейсмических колебаний .

Чертеж иллюстрирует процесс реализации предлагаемого способа.

Способ возбуждени  сейсмических колебаний осуществл етс  следующим образом .

Емкость 1 с топливом размещают на высоте h над поверхностью земли, например , на подставке 2. В емкости устанавливают диспергирующий зар д законденсированного взрывчатого вещества (КВВ) и скрепленный с ним капсюль-детонатор . На рассто нии I, равном (1 /2 - 2/3) R, где R - радиус облака ТВВС, и на высоте h устанавливают один или несколько инициирующих зар дов 5 (КВВ). После этого осуществл ют подрыв диспергирующего зар да 3. При этом происходит разрушение емкости 1 и диспергирование топлива в воздухе , образуетс  аэрозольное облако 4 ТВВС. После подрыва диспергирующего зар да с определенной задержкой по времени осуществл ют подрыв инициирующих зар дов 5, расположенных вокруг емкости, которые возбуждают детонацию облака 4 (горение облака в детнационном режиме).

Высоту подъема емкости с топливом h выбирают в диапазоне 0,25-0,5 высоты Н формируемого облака. Така  высота подъема емкости над землей обеспечивает достаточно эффективный взрывТВВС. Однако эффективность взрыва зависит от выбора конкретной высоты h. При h/H 0,25, троти- ловый эквивалент (ТЭ) резко уменьшаетс , т.е. мощность взрыва падает. При h/H 0,5 роста ТЭ не наблюдаетс , а увеличение высоты установки всегда св зано с дополнительными материальными, организационными и др. издержками.

Установка инициирующих зар дов на рассто нии I, равном 1/2 - 2/3 радиуса облака , и на высоте h обеспечивает наибольшие и стабильные параметры взрыва, так как в этой зоне образуетс  ТВВС, наиболее близка  к стехиометрическому составу и наиболее чувствительна  к возбуждению детонации. Это подтверждено многочисленными , проведенными авторами, экспериментами . Кроме того, эти эксперименты показали, что масса диспергирующего зар да должна составл ть 4-10% от массы диспергируемого топлива. При меньшей

массе зар да топливо будет диспергироватьс  на крупные куски и облако ТВВС не будет способно детонировать, при большей - возможно загорание топлива при диспергировании. Можно использовать

0 один или несколько инициирующих зар дов . Увеличение числа зар дов повышает надежность инициировани .

Размеры облака R и Н определ ютс  перед использованием способа при методи5 ческих подрывах. Емкость с топливом и диспергирующим зар дом устанавливают на высоту, заведомо большую Н/2 (равную 6-7 высотам емкости), подрываетс  диспергирующий зар д, а процесс формировани  обла0 ка снимаетс  кинокамерой. При съемке устанавливаетс  линейный и временной масштабы. Дл  линейного масштаба может использоватьс  размещенна  в поле зрени  съемки мерна  веха. Временной масштаб

5 определ етс  количеством кадров съемки в единицу времени. По данным киносъемки определ ютс  радиус и высота облака. По данным киносъемки можно определить и ориентировочный временной интервал

0 между моментами срабатывани  диспергирующего и инициирующего зар дов. Он должен быть не менее времени достижени  0,9 максимальных размеров облака. При меньших временах задержки смесь не подготов5 лена к детонации. При значительном увеличении времени возможно рассеивание облака, особенно при сильном ветре. Величина временной задержки зависит от массы и типа топлива, но дл  реально при0 мен емых масс топлива составл ет доли секунды. Так, например, при диспергировании 140 кг бензина задержка не более 0,5 с. Фактическое (оптимальное) врем  задержки определ етс  дл  каждой конструкции

5 емкости и диспергирующего зар да при методических подрывах.

Предлагаемый способ не более опасен в работе, чем примен емые в сейсморазведке взрывы зар дов КВВ, приподн тые над

0 землей. Опасность перемещени  облака при ветре и срабатывание зар да в случайном месте исключаетс  ввиду кратности по времени всего цикла взрыва ТВВС. Даже при ураганном ветре 30 м/с облако переме5 ститс  не более чем на, м.

Ниже приводитс  конкретный пример выполнени  предлагаемого способа.

В качестве емкости дл  топлива использовалась стандартна  бочка объемом 200 л, изготовленна  из стали толщиной 1 мм. Бочка размещалась вертикально над открытой поверхностью земли на дерев нной подставке высотой 2 м. Внутри емкости по ее оси укрепл етс  цилиндрический зар д KB В типа аммонал - 200 массой 6 кг. К зар ду крепилс  капсюль-детонатор ЭД-8. Затем в емкость заливалось топливо (125 кг бензина). На рассто нии 6 м от оси емкости на высоте 2,5 м от земли на шестах крепились 3 зар да KB В типа аммонал - 200 массой по 2 кг, равно удаленные друг от друга. При проведении опыта сначала подрывалс  диспергирующий зар д в емкости, благодар  чему емкость разрушалась и над поверхностью земли формировалось аэрозольное облако бензиновоздушной взрывчатой смеси . Через 500 мс одновременно подрывались 3 инициирующих зар да, и облако ТВВС сгорало в детонационном режиме (детонировало ), возбужда  в земле сейсмические колебани .

В этих опытах радиус и высота облака определены при методических подрывах и равны соответственно 12 и 8 м, т.е. инициирующие зар ды устанавливались на рассто ни х , равных 0,5 радиуса облака, и на высотах, равных 0,31 высоты облака,

Маса топлива, используемого в описанном примере и сгоревшего в детонационном режиме, более чем в 100 раз превышает максимальную массу топлива, которую можно использовать дл  детонации в способе- прототипе, так как объем существующих взрывных камер в устройствах дл  сейсморазведки позвол ет использовать дл  формировани  ТВВС не более 1 кг топлива. Таким образом, в предлагаемом способе реализуетс  более мощный взрыв и более мощные сейсмические колебани .

Дл  обеспечени  предлагаемого способа не требуетс  сложных конструкций, упро0

щаютс  услови  применени  в наличии практически в любой геологоразведочной экспедиции, ведущей буровзрывные работы . Использование же способа-прототипа затруднено сложност ми, св занными со специальным изготовлением, поставкой и обслуживанием взрывной камеры.

Кроме того топливо (бензин, керосин) в 2-3 раза дешевле, чем типичные KB В, следует , что использование ТВВС существенно эффективнее и дешевле применени  поверхностных подрывов КВВ,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5

   Способ возбуждени  сейсмических колебаний , включающий формирование топ- ливно-воздушной взрывчатой смеси (ТВВС) и ее инициирование через временной ин0 тервал г от начала формировани  ТВВС, от- личающийс  тем, что, с целью упрощени  способа при возбуждении сильных сигналов при одновременном снижении затрат на производство и транспор5 тировку средств возбуждени  сейсмических колебаний, дл  формировани  ТВВС над поверхностью земли размещают емкость с топливом и зар дом конденсированного взрывчатого вещества (КВВ), масса которо0 го составл ет 4-10% от массы топлива, и выполн ют подрыв зар да КВВ, при этом инициирование ТВВС осуществл ют посредством подрыва по крайней мере одного зар да КВВ, размещенного на высоте цент5 ра емкости с топливом и на рассто нии I (1/2 - 2/3)R от нее, а высоту установки емкости с топливом h выбирают из соотношени  h (1 /4 - 1 /2)Н, где R и Н - соответственно радиус и высота облака, при этом R,

   0 Н, а также г устанавливают по априорным данным.

   4

   ////// ///

   )

   /////У