UA151511U - Спосіб генерування сейсмічних хвиль для проведення геофізичних досліджень - Google Patents

Abstract

Спосіб генерування сейсмічних хвиль для проведення геофізичних досліджень, що включає оснащення та встановлення в ґрунті поблизу вільної поверхні трьох жорстко з'єднаних між собою механічно зрівноважених газоімпульсний пристроїв з вікнами на нижньому їх торці, заправку їх сумішшю ацетилену та кисню під високим тиском та одночасне ініціювання суміші газів, згідно з корисною моделлю ударні хвилі в результаті детонації суміші газів в газоімпульсних пристроях, фокусуючись в точці, створюють точкове джерело сейсмічної хвилі, яка поширюється в глибину середовища.

Description

Корисна модель належить до області геофізики і може бути використана при сейсмічній розвідці корисних копалини невибуховими джерелами.

Відомі газодинамічні способи генерування сейсмічних хвиль, в яких вибухова газова суміш заповнює циліндр з рухливою нижньою стінкою - поршнем або діафрагмою |, 2). Такий циліндр притискають до поверхні землі автомобілем, на якому змонтовано джерело, після чого газ підпалюють і відбувається його швидкоплинне згорання, при якому об'єм газу різко зростає. Газ різко тисне на поршень або мембрану і, оскільки рух циліндра вгору ускладнений інертною масою автомобіля, то цей тиск передається в грунт, формуючи при цьому сейсмічну хвилю.

Основним недоліком таких сейсмоджерел, що створює обмеженість їх експлуатації, є складність конструкції пристрою, а отже висока собівартість. Крім того, такі джерела мають значні габаритні розміри та масу через наявність так званого "привантажу" і це обмежує їх використання в важкодоступних місцях.

Також відомі газоїмпульсні способи генерування сейсмічних хвиль, які грунтуються на підриванні суміші газів за допомогою спеціальних пристроїв у водоймі (1, З). При цьому продукти детонації викидаються у воду, збуджуючи в ній пружну хвилю. Недолік таких способів полягає у тому, що вони мають обмежену область використання.

Як найближчий аналог вибрано спосіб генерування сейсмічних хвиль (|4|, який грунтується на тому, що газоподібні вибухові суміші закачують у ділянку свердловини, обмежену пакером, після чого проводять її підрив за допомогою електродетонатора або високовольтного джерела струму. При цьому формується ударна хвиля, яка є джерелом сейсмічних хвиль. Недоліком такого способу є те, що при поширенні детонаційної хвилі уздовж ділянки свердловини, заповненої газоповітряною сумішшю, в масив гірської породи випромінюються, в основному, поперечні сейсмічні хвилі. При цьому для отримання потужних сейсмічних хвиль необхідно закачувати значні об'єми газів, що неможливо із-за обмеженого об'єму свердловинної труби.

Крім того, використання високовольтних ініціаторів вибуху на великих глибинах складно реалізувати, а використання детонаторів потребує спеціального дозволу.

В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності джерела сейсмічних хвиль за рахунок підривання системи із трьох жорстко зв'язаних між собою, механічно зрівноважених, направлених подовжених зарядів із суміші ацетилену та кисню, що знаходиться

Зо в оболонці під високим тиском і розташовані на одній лінії в грунті поблизу вільної поверхні.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі генерування сейсмічних хвиль для проведення геофізичних досліджень, що включає одночасне підривання на одній лінії в грунті поблизу вільної поверхні трьох жорстко зв'язаних між собою подовжених газоімпульсних пристроїв з вікнами, що знаходяться на їх нижньому торці. При цьому середній заряд розташований вертикально до денної поверхні землі, а два бокових нахилені під кутом. Глибина встановлення бокових зарядів та кут їх нахилу вибираються такими, щоб забезпечити концентрацію енергії вибуху зарядів в точці. Крім того, нахил бокових зарядів забезпечує зрівноваженість системи.

Очікуваним від застосування способу технічним результатом є створення потужного точкового джерела сейсмічних хвиль для проведення геофізичних досліджень за рахунок одночасного підривання механічно зрівноваженої системи із трьох газових зарядів, заповнених ацетиленокисневою сумішшю, що знаходиться в оболонці під високим тиском.

На кресленні схематично показаний пристрій генерування сейсмічних хвиль для проведення геофізичних досліджень, який пояснює суть запропонованого способу.

Газоїмпульсний пристрій для генерування сейсмічних хвиль включає в себе три ідентичні циліндричні газові заряди в металевій оболонці - 1, металеве кріплення - 2 для з'єднання зарядів між собою, а також балони з киснем і ацетиленом, забезпечені редукторами та шлангами для заправки газових пристроїв. На нижньому торці кожного з газових зарядів розміщено вікно - 3, на яке встановлюють діафрагму із дюралюмінію, а на верхньому торці - ініціювальний пристрій - 5, та штуцер для заправки газами - 4.

Корисна модель здійснюється наступним чином. Попередньо проводиться підготовка площадки. Для цього на поверхні землі на одній лінії за допомогою ручного бура або механічними засобами пробурюють три шпури. Середній шпур пробурюють вертикально до денної поверхні землі, а два бокових - під однаковим кутом с в сторону середнього шпуру.

Глибина шпурів та їх нахил вибираються такими, щоб забезпечити концентрацію енергії вибуху зарядів в точці О. Далі проводиться збирання газових пристроїв. Для цього на нижньому торці кожного з них встановлюється діафрагма, а на верхньому - ініціатор вибуху. Далі заряди встановлюють в шпури та жорстко з'єднують між собою за допомогою металевого кріплення, після чого кожен із них через штуцер для заправки газами заповнюють послідовно ацетиленом бо та киснем в необхідній пропорції. Для одночасного підривання зарядів ініціатори вибуху з'єднують паралельно та підключають до пристрою ініціювання. Після підпалювання ацетиленокисневої суміші у кожному заряді виникає детонація, яка, поширюючись вздовж пристроїв, руйнує дюралюмінієві діафрагми та створює потужні ударні хвилі. Концентруючись в точці ОО, вони створюють вибухову хвилю, яка, поширюючись вглиб середовища, перетворюється в сейсмічну. Зрівноваженість системи під час підривання газової суміші забезпечується жорстким металевим кріпленням та нахилом бокових газових зарядів.

Технічний результат від застосування корисної моделі досягається підриванням зрівноваженої системи із трьох направлених газових зарядів із високою концентрацією ацетиленокисневої суміші, розташованих в грунті поблизу вільної поверхні, та концентрацією енергії їх вибуху в точці.

Джерела інформації: 1. Хмелевской В.К., Горбачев Ю.ИЙИ., Калинин А.В., Попов М.Г., Селиверстов Н.И., Шевнин

В.А. Геофизические методьій исследований. Под ред. Н.И. Селиверстова. Петропавловск-

Камчатский: изд-во КГПУ, 2004. - 232 с. 2. Патент Мо 603929 СРСР Установка газовой детонации (Гранник Б.Ю., Шевелев В.А.,

Андреев В.К.). Опубл. 25.04.78. 3. Харламов Ю.А. Развитие детонационно-газовьїх технологий. Вісник східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. 2017. Мо 7 (237). - С. 114-131. 4. Патент Мо 2199660 РФ. Устройство для многократного создания сейсмических волн в массиве горньїх пород (Костюченко В.Н., Кочарян Г.Г., Свинцов И.С.). Опубл. 27.02.2003, Бюл.

Мо 6.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Спосіб генерування сейсмічних хвиль для проведення геофізичних досліджень, що включає оснащення та встановлення в грунті поблизу вільної поверхні трьох жорстко з'єднаних між собою механічно зрівноважених газоїмпульсних пристроїв з вікнами на нижньому їх торці, заправку їх сумішшю ацетилену та кисню під високим тиском та одночасне ініціювання суміші газів, який відрізняється тим, що ударні хвилі в результаті детонації суміші газів в

   Зо газоїмпульсних пристроях, фокусуючись в точці, створюють точкове джерело сейсмічної хвилі, яка поширюється в глибину середовища.

   Ме пинетрів іні нвання щ 7 . Грунт ; ш й Шк 3 ас у ї Ї Її Яся ї