Георазведка. Устройство для геофизической разведки

• Название: Устройство для геофизической разведки
• Дата: 29.08.2021
• Размер: 0.7 Mb.
• Имя файла: Георазведка.doc
• Тип: Документы; #228278

УДК 550.312, 550.8.02, 550.83.043

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

С.Ф.Эргашев, О.Х.Кулдашов

Ташкентский университет информационных технологий

Ферганский филиал, г.Фергана, Республика Узбекистан

DEVICE FOR GEOPHYSICAL SECRET SERVICE

C.F.Ergashev. O.H.Kuldashov

Tashkent university of information technologies

Fergana branch, Fergana c, Republic of Uzbekistan

Аннотация:

В статье предложено устройство для геофизической разведки, приведена блок схема и временные диаграммы. Экспериментально установлено, использование детонационных генераторов позволило использовать более высокочастотные гармонические составляющие эхосигналов для определения объекта на глубине до 100 м.

Ключевые слова: геофизическая разведка, эхолокационные системы,устройство, структурная схема, принцип работы, временные диаграммы,детонационный генератор,эхосигнал.

Annotation:

In the article a device is offered for geophysical secret service, resulted block chart and temporal diagrams. It is experimentally set, the use of detonation generators allowed to use more high-frequency harmonic constituents of echosignals for determination of object on a depth a to 100 m.

Keywords: geophysical secret service, echolocation systems, device, flow diagram, principle of work, temporal diagrams, detonation generator, э echosignal.

Как известно эхолокационные системы, предназначены для обнаружения и первичной классификации объектов по их акустической жесткости и может, быть использованы для проведения геофизической разведки на малой глубине (до 100,0 м) [1-3].

Предложено устройство, содержащее синхронизатор, соединенный с входом запуска индикатора, источник излучения, приемник излучения к выходу которого подключен вход первого и второго фильтра выход последнего соединен через первый усилитель ограничитель и удвоителя частоты с первым входом фазового детектора второй вход которого через второго усилителя ограничителя соединен с выходом второго фильтра и индикатора, вход которого соединен с выходом фазового детектора, дополнительно введены порогового устройство, вход которого соединен с выходом приемника излучения, последовательно соединенные триггер с раздельным запуском, измеритель временных интервалов и дополнительный индикатор, запускающий вход которого соединен с выходом синхронизатора, а первый вход триггера с раздельным запуском соединен с выходом порового устройство, а второй - с выходом второго усилителя ограничителя, причем по показанию индикатора судят о классификации искомого объекта, а по показанию дополнительного индикатора судят о глубине нахождения искомого объекта от поверхности земли, при этом источник излучения выполнен в виде содержащий детонационного генератора, первый и второй электромагнитный клапан управляющие входы которых подключен к выходу одновибратора, вход первого электромагнитного клапана соединен с выходом источника кислорода а вход второго электромагнитного клапана – с выходом источника газообразного углеводородной топлива, выходы оба электромагнитного клапана соединен с соответствующем входом смесителя углеводородовоздушной смеси детонационного генератора, устройство зажигания детонационного генератора вход которого соединен через системы инициирования и генератора коротких импульсов с выходом одновибратора вход которого соединен с выходом синхронизатора а также внутри смесителя углеводородовоздушной смеси детонационного генератора установлен охладитель а камеры сгорания детонационного генератора обеспечен с охлаждающими радиаторами причем длина детонационного камеры определяется из условии , где: - минимальная глубина искомого объекта; и - скорость распространения детонационной волны и сейсмических волн в земле соответственно.

На рис.1 приведена структурная схема предлагаемого устройство.

На рис.2 приведено временные диаграммы поясняющие принцип работы предлагаемого устройство.

Устройство для геофизической разведки содержит синхронизатор 1, соединенный со входам запуска источника излучения 2, первого 3 и второго 4 индикатора, приемника излучения 5 к выходу которого подключены порогового устройство 6, первый 7 и второй 8 фильтры выход последнего соединен через первого усилителя ограничителя 9 и удвоителя частоты 10 с первым входом фазового детектора 11 второй вход которого соединен через второго усилителя ограничителя 12 с выходом первого фильтра а выход соединен с входом первого индикатора 3, выход порогового устройство 6 соединен, с первым входом триггера раздельного запуска 13 второй вход которого соединен с выходом второго усилителя ограничителя 12, а выход соединен через измерителя временных интервалов 14 с входом второго индикатора 4. Источник излучения 2 содержит источника кислорода 15 и источника газообразного углеводорода 16 которые через соответствующих электромагнитного клапаны 17 и18 соединен с соответствующим входом смесителя углеводородовоздушной смеси 19 которые заполнен охладителем 20 и подключен к входу детонационного трубы 21, который снабжен с охлаждающим радиатором 22 и устройством зажигании 23 вход которого соединен через системы инициирование 24 и генератора коротких импульсов 25 с выходом одновибратора к которому подключены управляющие входы электромагнитных клапаны 17 и 18.

Устройство работает следующим образом. Синхронизатор 1 вырабатывает последовательность коротких прямоугольных импульсов с периодом повторения ( - максимальная глубина разведки; - скорость распространение акустических волн в среде) который воздействует на запускающим входам источника акустического излучения 2, первого индикатора 3, второго индикатора 4 и измерителя временных интервалов 14.



Рис.1. Структурная схема устройства

В результате которого на первого 3, второго 4 индикаторах и измерителя временных интервалов 14 происходит сброс информации и подготавливается к приему очередного информации а на выходе одновибратора 26 формируется прямоугольный импульс который подается запускающим входам генератора коротких импульсов 25, электромагнитного клапана газообразного углеводородного топлива 18 и электромагнитного клапана сжатого воздуха 17.

При этом время открытого состояния электромагнитов 17 и 18 соответствует длительности прямоугольных импульсов формируемых одновибратором 26 который является достаточными для полного заполнения углеводородовоздушным смесям камеры детонационного генератора 21. В конце выходного импульса одновибратора 26 на выходе генератора коротких импульсов 25 формируется короткий прямоугольный импульс (см.фиг.2б - момент времени t₁) который воздействуют на вход системы инициирование 24.

В результате которого на выходе системы инициирование 24 формируется высоковольтный импульс напряжения который воздействуют на вход устройство зажигании 23. После чего из-за разгона фронта пламени внутри детонационного генератора 21 на его выходе формируется ударная волна.

При воздействие ударной вольны на поверхности земли возбуждается многочастотные гармонические затухающие сейсмические волны. Формы колебаний и частотный состав которого зависит от многих факторов таких как характера импульса воздействия, поглощающие свойства среды а также особенности строения границ раздела на пути волны и т.п. В современной сейсморазведке где используется мощные взрывные источники, которые располагают длительность импульса воздействие несколько сотни миллисекунд частотная полоса спектра возбуждаемых сейсмических волн составляет 1 – 200 Гц.



Рис.1. Временные диаграммы устройства
Известно что частотная полоса спектра многочастотных затухающих сейсмических волн возбуждаемой ударной волной с увеличением длительности импульса воздействие сужается и наоборот с уменьшением - расширяется. По этому при использования детонационных генераторов в качестве источника возбуждения частотная полоса возбуждаемой сейсмический волн расширяется несколько раз. Так как длительность импульса воздействие у детонационных генераторов в зависимости от длины детонационного трубы может составлять от несколько десятки микросекунд до несколько миллисекунд.

Согласно вышеизложенной, сформированная гармоническая затухающая сейсмическая волна на поверхности земли имеет вид:



где: - максимальная амплитуда гармонических составляющих на частотах соответственно; - круговая частота; - коэффициенты затухания среды соответствующих на частотах соответственно; - время.

Из теории дефектоскопии известно, что основная информация о характере искомого объекта содержится в фазовом сдвиге эхосигналов.

Согласно с этим сформированная волна, на поверхности земли распространяя по глубине земного коры проходит расстояние h_ц и достигается до поверхности искомого объекта, отражается от него, претерпевая изменение фазы каждые гармонические составляющие проходит еще раз расстояние h_ц и достигается на поверхность земли, где установлены приемника излучений 5. При этом волна воздействующий на приемник излучения имеет вид.



где: - максимальная амплитуда гармонических составляющих эхосигналов на частотах соответственно;

- фазовый сдвиг эхосигналов на частотах соответственно; - время задержки эхосигналов соответствующих на расстоянии 2h_ц.

Электрический сигналь, сформированные на выходе приемника излучения имеет вид.



где: - максимальная амплитуда напряжений гармонических составляющих эхосигналов на частотах соответственно.

Согласно с теории акустических методов контроля для оценки характера искомого объекта достаточно измерит фазовой сдвиг между двумя соседними гармоническими составляющими эхосигналов, которые различают по частоте. Выбор пары гармонических составляющих эхосигналов производится по их более интенсивных амплитуд. Который в сейсморазведке при использовании мощные взрывные источники соответствует частотному диапазону 20-80 Гц . Экспериментально установлено, что при использовании детонационных генераторов, который располагают, длительность импульса воздействие в порядке одного миллисекунда диапазон частот на уровни 0,5 от максимальной амплитуды эхосигналов составляет 20- 400 Гц. Который позволить использовать более высокочастотные гармонические составляющие эхосигналов для определения и классификации искомого объекта на глубине до 100 м.

Известно, что в фазометрии для измерения фазовых сдвигов между компонентом гармонических сигналов они приводится к одной частоте путем домножения их исходное частоты. Тогда фазовый сдвиг между выбранными гармоническими составляющими при кратности их частоты , и при их приведении к одной частоте, например , путем домножения частот и соответственно на и , позволяет определить разность фаз между гармоническими составляющими эхосигналов.

где: - номер выбранной гармоники.

Когда частота выбранных гармонических составляющих и близко, то можно принимать .

По этому, разность фаз между гармоническими составляющими будет равна фазовому сдвигу эхосигнала .

Литература

1.Данько Д.А. Сравнение методов детерминистической акустической инверсии для выделения акустически контрастных объектов по сейсмическим данным // Геофизика. 2016. № 1. С. 2-11.

2.Белоусов А.В., Костицын В.И. Итоги международной научно-практической конференции "Теория и практика разведочной и промысловой геофизики" // Геофизический вестник. 2015. № 6. С. 9-12.

3.Карапетов Г.А. Спектрально-голографический способ скоростного анализа // Геофизика. 2013. №5. С. 68-74. 

Информация об авторах:

Эргашев Сирожидин Фаязович - доктор технических наук, профессор, зав. отделом НИС Ферганского политехнического института, г.Фергана, Республика Узбекистан,150107, г.Фергана, ул. Ферганскаяд. 86, Тел.: [phone].

E-mail: [e-mail]

Кулдашов Оббозжон Хокимович–кандидат технических наук, доцент, Ташкентский университет информационных технологий Ферганский филиал, г.Фергана, Республика Узбекистан,150000, г.Фергана, ул. Мустакиллик д. 125, Тел.: [phone].

E-mail: [e-mail]