Виды сейсмоисточников

Классификация сейсмоисточников

Невзрывные сейсмоисточники

     На главную

    Классификация сейсмоисточников

      Сейсмические волны создаются посредством деформации грунта (или воды) в результате приложения к нему (к ней) механического им-пульса силы.

1. Прежде всего, сейсмоисточники следует классифицировать по спо-собу создания мощного механического импульса:
   
   
   • взрывные – создающие мощный механический импульс силы воздействия на грунт с помощью взрыва заряда взрывчатого вещества;
   • невзрывные – все прочие, в том числе с использованием взрыва в замкнутой камере.

         В первом случае взрыв может производиться на поверхности, над или под ней (в скважине глубиной до 50 м). Несмотря на кажущиеся универсальность и простоту способа объёмы взрывных сейсморазведочных работ повсеместно сокращаются ввиду сложностей организационного характера (доставка и использование взрывчатки), экологического вреда, наносимого при этом способе, а также ограниченности применения взрывных работ на урбанизированной территории и невозможности точного повторения воздействий в одной и той же точке.

2. Невзрывные сейсмоисточники по характеру изменения приклады-ваемой к излучающей плите силы и создаваемых при этом деформаций грунта, а также по методам обработки полученной с их помощью сейсмической информации подразделяются на три группы:
   
   
   • вибрационные;
   • импульсные;
   • кодоимпульсные (виброимпульсные).

        В силовых приводах сейсмоисточников всех этих типов могут приме-няться импульсные двигатели (мощные генераторы механических воздействий с импульсным возбуждением).

        Вибраторы сейсмического назначения должны создавать колебания грунта (длительностью 5–10 секунд) с разворотом по частоте. Затем следует пауза примерно такой же длительности. По оценкам специалистов доля вибрационных источников составляет более половины от общего рынка, остальная часть рынка занята источниками импульсного типа.

        Импульсные сейсмоисточники формируют одиночные воздействия на грунт длительностью 3–15 миллисекунд, следующие с интервалом 2–6 се-кунд. В зависимости от решаемых геофизических задач амплитуда усилия может составлять от 10^4 Н до 10^7 Н.

        Кодоимпульсные сейсмоисточники формируют серии импульсных воздействий, аналогичных по длительности воздействиям импульсных сейсмоисточников и несколько менее мощных (до 2*10^5 Н) длительностью серии 5–10 секунд, как вибраторы.

3. Невзрывные сейсмоисточники подразделяются также по виду на-грузки (объекту воздействия):
   
   
   • воздействующие на грунт. Этот вид нагрузки представляет наибольшие трудности разработчикам невзрывных сейсмоисточников, так как физические свойства грунта (плотность, упругость, волновые характеристики) существенно зависят от места установки сейсмоисточника;
   • воздействующие на водную среду в её жидком состоянии. Воздейст-вие на лёд на поверхности водоёма в зимнее время по своим особенностям ближе к воздействию на грунт;
   • сейсмоисточники для работы в переходных зонах (вода – суша).
   
   
4. По типу создаваемых сейсмических волн воздействующие на грунт сейсмоисточники подразделяются на установки, создающие:
   
   
   • продольные (Р) волны, смещение частиц грунта в которых происхо-дит в направлении распространения волны;
   • поперечные (S) волны, смещение частиц грунта в которых происхо-дит в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.
   
   При этом возможны две основные разновидности:
   
   
   • когда частицы грунта смещаются в вертикальной плоскости. Подоб-ные (SV) волны создаются при вертикальном воздействии на поверхность грунта;
   • когда частицы грунта смещаются в горизонтальной плоскости. По-добные (SH) волны создаются при вращательном воздействии на поверх-ность грунта.
   
   
5. По функциональному назначению, определяющему режим работы устройства, сейсмоисточники, относящиеся к группе устройств, создающих мощные механические воздействия, подразделяются на следующие типы:
   
   
   • стационарные установки для непрерывной работы, например, на действующих месторождениях нефти с целью увеличения дебита нефти;
   • передвижные (зачастую самоходные) установки для сейсморазведочных работ;
   • лёгкие переносные установки для инженерной сейсморазведки в ур-банизированных зонах, а также для сейсморазведки верхнего слоя осадочного чехла – "зоны малых скоростей".


6. По способу генерации механического импульса воздействия на грунт при возбуждения сейсмических волн импульсные сейсмоисточники можно классифицировать следующим образом:
   
   
   • Импульсные механические сейсмоисточники, создающие сейсмиче-ские волны в результате воздействия через расположенную на грунте плиту массивным ударником, движущимся с некоторой скоростью, приоб-ретаемой им при сбрасывании с определённой высоты (приблизительно от 1 до 3 м). Иногда для увеличения кинетической энергии ударника к моменту его удара по плите применяется его дополнительное ускорение пневматическим или иным двигателем. Способ возбуждения сейсмических волн таким сейсмоисточником можно назвать ударным.
   • Импульсные сейсмоисточники, в которых падающий массивный ударник воздействует на грунт через расположенную на нём плиту одновременно с двигателем. Срабатывание двигателя в момент взаимодействия ударника с плитой позволяет увеличить энергию воздействия на грунт. Способ возбуждения сейсмических волн таким сейсмоисточником можно назвать ударно-силовым.
   • Известен также способ возбуждения сейсмических волн, при котором деформация грунта расположенной на нём плитой создаётся при воздействии на неё применяемым в импульсном сейсмоисточнике пневматическим, пневмогидравлическим, газодинамическим, электромеханическим или иного типа двигателем. Массивный груз в конструкции сейсмоисточника при этом способе тоже необходим, но он выполняет роль инерционной опоры для двигателя и называется пригрузом. Способ возбуждения сейсмических волн таким сейсмоисточником можно назвать силовым.
   
        Силовое воздействие на грунт наземного сейсмоисточника, работаю-щего по силовому способу создания сейсмических волн, можно условно разделить на три этапа:
   
   
   1. Работа двигателя сейсмоисточника по сжатию грунта под излучателем. Величина рабочего хода двигателя сейсмоисточника суммируется из встречных перемещений пригруза и излучателя.
   2. Дополнительное сжатие грунта движущимися по инерции массами сейсмоисточника после прекращения работы двигателя (после завершения его рабочего хода – Xр.х.). Этого этапа может не быть, если сжатый грунт к моменту окончания работы двигателя уже разжимается.
   3. Воздействия элементов сейсмоисточника на грунт при их возвращении в исходное положение. Эти воздействия не синхронизированы с началом воздействия сейсмоисточника на грунт, и возникающие при этом сейсмические волны являются помехами (у сейсмоисточников, работающих в режиме удара по грунту движущимся грузом, помехи возникают также во время разгона груза до заданной скорости).
   
         За время первого и второго из указанных этапов часть энергии первичного источника, величина которой зависит от амплитуды упругих деформаций грунта, преобразуется в энергию первого импульса (первого полупериода) сейсмической волны в грунте, а часть запасается в движущихся массах и в упругих элементах сейсмоисточника и затрачивается на неупругие деформации грунта. В сейсморазведке с импульсными сейсмоисточниками определение времени прохождения сейсмической волны и пути, пройденного ею, производится по отдельному, ярко выраженному фрагменту излучаемого сигнала, обычно этот фрагмент – первый импульс.


7. Сейсмоисточники существенно различаются по способу их помещения:
   
   
   • на поверхности;
   • в специальной скважине (если наземные) или на глубине (если вод-ные).
   
         При использовании поверхностных сейсмоисточников проще технологическая процедура сейсморазведочных работ, однако ввиду наличия в поверхностном слое грунта (до 100 м) так называемой "зоны малых скоростей", обладающей малой прочностью, значительным затуханием и низкой скоростью распространения сейсмических волн, поверхностные сейсмоисточники менее эффективны, чем скважинные, и не обладают той же, как у скважинных сейсмоисточников, повторяемостью параметров воздействий.

    Невзрывные сейсмоисточники

      Конструкция и технические характеристики сейсмоисточников всех типов существенным образом зависят от вида энергии, преобразуемой их силовыми двигателями в механическую энергию (от типа двигателя).

      Основываясь на этом, вибраторы по виду преобразуемой энергии подразделяются следующим образом:

• гидравлические;
• механические (дебалансные);
• электромагнитные;
• электродинамические;
• индукционно-динамические (магнитоэлектрические).

• индукционно-динамические (магнитоэлектрические);
• электромагнитные.

• механические (типа "падающий груз");
• газодинамические;
• пневматические;
• электроискровые (в замкнутой камере или в заполненной водой скважине);
• электродинамические;
• индукционно-динамические (магнитоэлектрические);
• электромагнитные.

• сейсмоисточники, работа которых сопровождается созданием полостей в водной среде, бывают следующих основных типов:
  
  
  • пневматические источники ("пневмопушки");
  • источники имплозивного типа (кавитационные);
  • электроискровые источники.
  
  
• сейсмоисточники, работа которых не сопровождается созданием по-лостей в водной среде (при их срабатывании изменяется объём воды, вытесненной погружённым в воду излучающим элементом сейсмоисточника) бывают следующих основных типов:
  
  
  • источники газовой детонации (газодинамические);
  • электроискровые (в замкнутой камере);
  • электродинамические;
  • индукционно-динамические (магнитоэлектрические);
  • электромагнитные.
  
  

  Вверх

На главную

Используются технологии uCoz