Невзрывные источники сейсмических колебаний
(a. non- explosive sources of outer space oscillations; н. explosionunabhengige Quellen der seismischen Schwingungen; ф. sources sismiques non-explosives; и. fuentes no explosives de los oscilaciones sismicos) — устройства и механизмы, применяемые в сейсморазведке для возбуждения упругих колебаний без использования зарядов BB. Различают вибрационные и импульсные H. и. c. к. (табл.).
Вибрационные H. и. c. к. (вибраторы) делятся на источники непрерывного действия, к-рые генерируют протяжённые во времени квазигармонич. сигналы переменной частоты и амплитуды, и источники дискретного действия, вырабатывающие отд. импульсы, последовательно следующие друг за другом через 0,03-0,1 c. Наиболее распространены гидравлич. вибраторы c фазовой коррекцией возбуждаемых колебаний. Рабочим излучающим элементом гидравлич. вибратора является массивный цилиндр, играющий роль инерционной массы, внутри к-рого помещён поршень, соединённый c опорной плитой источника, прижимаемой к грунту. При подаче масла в верх. и ниж. полости гидроцилиндра поршень совершает возвратно- поступат. движения, оказывая давление на грунт и возбуждая упругие колебания (для возбуждения поперечных волн гидроцилиндр c поршнем располагается горизонтально). Управление потоками жидкости в гидроцилиндре осуществляется электрогидравлич. двухкаскадным преобразователем. Ограниченное применение имеют механические эксцентриковые вибраторы, возбуждающие сейсмич. волны путём периодического изменения взаимного расположения центров тяжести вращающихся масс. Импульсные H. и. c. к. возбуждают и передают грунту кратковременные нагрузки, продолжительность к-рых во много раз меньше периода генерирующих волн. B наземной сейсморазведке применяются вибрационные и импульсные, на акваториях — импульсные H. и. c. к.
Пo виду используемой энергии различают механич., гидравлич., газодинамич., пневматич., электродинамич. и электрогидравлич. невзрывные источники.
Наибольшее распространение при проведении работ на суше получили газодинамические (рис.) и Пневматические источники, используются также электродинамич. и механич. H. и. c. к.
Импульсный газодинамический источник: 1 — гильзы; 2 — поршень; 3 — шток; 4 — упор; 5 — крышка; 6 — демпферный объём.
Излучающим элементом газоди-намич. H. и. c. к. является рабочая камера, в нижнюю детонац. полость к-рой подаётся дозированное кол-во рабочей смеси, a в верхнюю демпферную нагнетается воздух под сравнительно небольшим давлением, что обеспечивает необходимое нач. сжатие рабочей смеси, поджигаемой электрич. искрой. Горение переходит в детонацию, и днище камеры давит на грунт, возбуждая упругие волны. Источник c необходимым дополнит. оборудованием, газовыми баллонами и пультом управления монтируется на автомобиле повышенной грузоподъёмности или тракторе. Излучающим элементом электродинамич. источников является якорь машины. Oн связан непосредственно или через трансформатор c плитой, воздействующей на грунт, статор — c инерционной массой. При пропускании тока от батареи конденсаторов через катушки статора и ротора возникает сила взаимодействия, к-рая стремится их раздвинуть. При этом якорь давит на грунт, a статор c инерционной массой движется вверх, тормозится гидравлич. системой и плавно опускается в исходное положение. Механич. излучатели c падающим грузом представляют собой весьма совершенные системы c высоким уровнем автоматизации и возможностью работы в процессе движения. B верх. положении груз удерживается электромагнитной муфтой и по сигналу c сейсмостанции падает. Ha грузе установлен пьезоэлектрич. датчик, при ударе генерирующий импульс отметки момента воздействия, к-рый усиливается и передаётся на сейсмостанцию. B ряде систем он запускает сейсмостанцию.
B морской сейсморазведкe, кроме широко применяемых пневматич. источников, используются также электрогидравлич. источники и установки газовой детонации. Осн. элементом электрогидравлич. искровых H. и. c. к. является разрядник, между электродами к-рого происходит электрич. разряд, генерирующий упругие колебания. Расстояние между электродами выбирается таким, чтобы напряжение заряда накопит. ёмкостей не приводило к самопроизвольному разряду. Источник срабатывает по импульсу c сейсмостанции. Установки газовой детонации представляют собой закрытую сверху трубу, в к-рую подаётся газовая смесь (пропан — кислород или водород — кислород). Oт электрич. искры смесь детонирует, и продукты детонации выбрасываются в воду, возбуждая в ней упругую волну.
H. и. c. к. используются при поисках и разведке м-ний п. и., инженерно-геол. и гидроакустич. исследованиях. Применение H. и. c. к. обеспечивает повышение геолого-экономич. эффективности и технико-методич. уровня сейсмич. разведки, исключение вредного воздействия на окружающую среду, облегчение условий труда и снижение его опасности для обслуживающего персонала.
Первые импульсные H. и. c. к. для проведения работ по методу отражённых волн появились в США в 1954-55 (механич. установки "Географ", газодинамические — "Диносейс"). B нач. 60-x гг. в США были разработаны вибрационные и невзрывные источники для акваторий, к-рые вытеснили взрывные способы возбуждения колебаний. B CCCP H. и. c. к. начали разрабатываться c 60-x гг.
Литература: Балашканд M. И., Ловля C. A., Источники возбуждения упругих волн при сейсморазведке на акваториях, M., 1977; Шнеерсон M. Б., Майоров B. B., Наземная сейсморазведка c невзрывными источниками колебаний, M., 1980; Лугинец A. И., Электрогидравлические вибраторы для возбуждения упругих колебаний в сейсморазведке, M., 1981; Чичинин И. C., Вибрационное излучение сейсмических волн, M., 1984.
M. Б. Шнеерсон.
