SU1277033A1 - Способ возбуждени вибрационных сейсмических сигналов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1 . Способ возбуждени  вибрационных сейсмических сигналов источником возбуждени , содержащим излучающую платформу, соединенную через упругую камеру с виброплатформой, в котором регулируют частоты колебаний и ход виброплатформы путем изменени  объема упругой камеры в функции заданной частоты колебаний виброплатформы , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД источника путем снижени  нелинейных искажений возбуждаемых сигналов, регистрируют возбуждаемый сейсмический сигнал, сравнивают его по фазе с сигналом положени  виброплатформы и регулируют ее ход путем изменени  объема упругой камеры в функции зарегистрированного сейсмического сигнала до совпадени  сравниваемых фаз возбуждаемого и зарегистрированного сейсмических сигналов. 2. Вибрационный источник сейсмических сигналов, содержащий установленную на грунт излучающую платформу , соединенную через упругую камеру с виброплатформой, с установленной на ней силовой системой, котора  соединена с датчиком частоты колебаний и положени  излучающей платформы и выходами регул торов частоты колебаний и хода излучающей платформы , а вход регул тора частоты i колебаний соединен с первым выходом С/) датчика частоты колебаний и положени  виброплатформы, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  коэффициента полезного действи  источника путем снижени  нелинейных искажений возбуждаемых сигналов , в него введены адаптивный регу1 л тор и сейсмоприемник, установленный в скважине, выход которого подключен к первому входу адаптивного регул тора, второй вход которого соСО со единен с вторым выходом датчика частоты колебаний и положени  излуч§1ющей платформы, а выход соединен с входом регул тора хода излучающей платформы.

Description

Изобретение относитс  к геофизическим изыскани м, конкретно к аппаратуре, используемой дл  оптимизации режимов работы мощных вибросейсмоисточников , которые могут примен тьс  при геофизических исследова ни х структуры Земли, геологоразведке , прогнозировани  землетр сений и горных ударов и т.д. Известен способ управлени  сейсмическим источником, согласно которому перед возбуждением регистрируют частотную характеристику системы полость - грунт и выбирают по ней диапазон частот возбуждени , в котором отдачи сейсмической энергии в грунт максимальна I. Недостатком этого способа  вл етс  то, что за пределами известной характеристики грунта невозможно получить резонансный режим работы источника . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ управлени  вибрацион ным источником сейсмических сигналов содержащий излучающую платформу, .со единенную через упругую камеру с ви роплатформой, в котором регулируют частоту колебаний и ход виброплатформы путем изменени  объема дпруго камеры в функции заданной частоты колебаний виброплатформы, а также устройство дл  возбуждени  сейсмических сигналов, содержащее установ ленную на грунт излучающую платформ соединенную через упругую камеру с виброплатформой, с установленной на ней силовой системой, котора  соединена с датчиком частоты колебаний и положени  излучающей платформы , и выходами регул торов частоты колебаний и хода излучающей платформы , а вход регул тора частоты соединен с первым выходом датчика колебаний и положени  виброплатформы . Резонансный режим работы источника колебаний, соответствующий мак симальной мощности с.ейсмического сигнала в грунте, обеспечиваетс  ре гул торами частоты колебани  генери рующей системы и хода излучающей платформы путем регулировани  дав лени  в упругой камере в зависимост от частоты 2. Недостатком указанных способа и устройства  вл етс  то, что настрой ка на резонанс осуществл етс  тольк электромеханической системы и при этом не учитываетс  характеристика грунта, котора  существенно вли ет на общий резонанс системы виброисточник - грунт и в конечном итоге приводит к недоиспользованию мощности виброисточника. Целью изобретени   вл етс  повышение КПД источника путем снижени  нелинейных искажений возбуждаемых сигналов. Поставленна  цель достигаетс  тем, тем, что согласно способу управлени  вибрационным источником сейсмических сигналов, содержащим излучающую платформу, соединенную через упругую камеру с виброплатформой, заключающемус  в том, что регулируют частоту колебаний и ход виброплатформы путем-изменени  объема упругой камеры в функции заданной частоты колебаний виброплатформы, регистрируют возбуждаемый сейсмический сигнал , сравнивают его по фазе с сигналом положени  виброплатформы и регулируют ее ход путем изменени  объема упругой камеры в функции зарегистрированного сейсмического сигнала до совпадени  сравниваемых фаз возбуждаемого и зарегистрированного сейсмических сигналов. Вибрационный источник сейсмических сигналов, содержащий установленную на грунт излучающую платформу, соединенную через упругую камеру с виброплатформой, с установленной на ней силовой системой, котора  соединена с датчиком частоты колебаний и положени  излучающей платформы и выходами регул торов частоты колебаний и хода излучающей платформы, а вход регул тора частоты колебаний соединен с первым выходом датчика частоты колебаний и положени  виброплатформы , введены адаптивный рег гул тор и сейсмоприемник, установленный в скважине, выход которого подключен к первому входу адаптив ного регул тора, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика частоты колебаний и положени  излучающей платформы, а выход соединен с входом регул тора хода излучающей платформы. При работе виброисточника на поверхность грунта воздействует гармоническа  сила F, котора  возбуждает колебани  грунта с виброскоростью V. Дп  оценки сейсмической мощности Р, , принимаем) грунтом от виброисточника , можно использовать нввестное выражение р, 4-. Ф -. где S - угол, характеризующий фазовый сдвиг между виброскоростью V -- и силой at F, величина которого при изменении частоты возмуща ющей силы колеблетс  от 90 до О , а X - вибросмещение грунта. Резонанс системы виброисточник грунт соответствует фазовому сдвигу V О , при котором вибросмещение грунта X максимально. Изменением коэффициента жесткост С 2 пневмокамеры можно совместить по ложение резонансного максимума амплитудно-частотной характеристики с текущим значением частоты возмущающей силы и получить при этом максимальный коэффициент передачи колебаний излучающей платформы в среду при различных коэффициентах жесткос ти грунта С,. Перемещени  излучаю щей платформы X и виброплатформы X - так же, как и изменение возмущаю щей силы F, осуществл ютс  по синус идальному закону: , sin (uJt +4,); X,, В sin (u)t +v); F F sin iA t, где B 2 амплитуда вибросмещен нижней и верхней плат формы; ц и Ч ,j соответственно их фаз uJ - их углова  скорость: F - амплитудное значение возмущающей силы на виброплатформе. Из выщеизложенного следует, что, настраива сь регулированием амплиту ды хода упругой камеры на номинальный сдвиг по фазе между сигналом ви роскорости виброплатформы и сигнало перемещени  излучающей камеры, получают резонанс механической колеблющейс  системы. В соответствии с предложенным сп собом осуществл етс  следующа  последовательность операций. Измер ют виброскорость перемещени  грунта с помощью установленного в скважине н глуби е коренных пород сейсмоприемника . Сигнал виброскорости сравнивают по фазе с сигналом положени  виброплатформы . При несовпадении фаз сравниваемых сигналов регулируют объем упругой камеры, добива сь совмещени  фаз сравниваемых сигналов, что соответствует настройке, на резонанс устройства возбуждени  сейсмических колебаний с грунтом на заданной частоте . При переходе устройства на другуюу частоту колебани  последовательность операций повтор етс . На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ управлени  резонансным вибрационным сейсмоисточником. Устройство дл  возбуждени  сей смических сигналов содержит излучающую платформу 1, котора  св занас грунтом, имеющим коэффициенты жесткости С и демпфировани  К . Излучающа  платформа 1 св зана через регулируемую упругую камеру 2 с виброплатформой 3, котора  взаимодействует с генерирующей системой, в состав которой вход т два электродвигател  4, валы которых соединены с валами регулируемых дебалансных механизмов 5, оси вращени  которых расположены горизонтально и параллельно друг другу и к которым подг ключен датчик 6 частоты колебани  и положени  виброплатформы 3. К одному из выходов датчика подключен регул тор 7 частоты колебани  виброплатформы 3, к второму один из входов адаптивного регул тора 8, второй вход которого св зан с выходом-сейсмоприемника 9, а выход регул тора 8 соединен с входом регул тора 10 хода виброплатформы. Устройство работает следующим образом. Заданна  в регул торе.7 частота колебаний дебалансных механизмов 5 отрабатываетс  путем регулировани  напр жени  питани   корной цепи . электродвигателей 4 от регул тора 7. Реальна  частота колебани  дебалансов измер етс  фотоэлектрическим датчиком 6, передаетс  в регул тор 7 дл  сравнени  с заданной частотой. Пропорционально квадрату реальной частоты колебаний дебалансов регул тор 7 также вьздает сигнал на регулирование радиуса центра масс механизмов 5 и получени  заданной величи- .

Claims (2)

1. Способ возбуждения вибрационных сейсмических сигналов источником возбуждения, содержащим излучающую платформу, соединенную через упругую камеру с виброплатформой, в котором регулируют частоты колебаний и ход виброплатформы путем изменения объема упругой камеры в функции заданной частоты колебаний виброплатформы, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД источника путем снижения нелинейных искажений возбуждаемых сигналов, регистрируют возбуждаемый сейсмический сигнал, сравнивают его по фазе с сигналом положения виброплатформы и регулируют ее ход путем измене ния объема упругой камеры в функции зарегистрированного сейсмического сигнала до совпадения сравниваемых фаз возбуждаемого и зарегистрированного сейсмических сигналов.

2. Вибрационный источник сейсмических сигналов, содержащий установленную на грунт излучающую платформу, соединенную через упругую камеру с виброплатформой, с установленной на ней силовой системой, которая соединена с датчиком частоты колебаний и положения излучающей платформы и выходами регуляторов частоты колебаний и хода излучающей платформы, а вход регулятора частоты колебаний соединен с первым выходом датчика частоты колебаний и положения виброплатформы, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия источника путем снижения нелинейных искажений возбуждаемых сигналов, в него введены адаптивный регулятор и сейсмоприемник, установленный в скважине, выход которого подключен к первому входу адаптивного регулятора, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика частоты колебаний и положения излучающей платформы, а выход соединен с входом регулятора хода излучающей платформы.