заряд для возбуждения сейсмических волн
Классы МПК: | G01V1/13 расположение или размещение зарядов взрывчатых веществ, необходимое для получения требуемого распределения сейсмической энергии в пространстве или во времени |
Автор(ы): | Казаков А.Т., Казаков В.А., Кондриков Б.Н., Анников В.Э., Карпов В.Д., Пузырев С.Н., Сомков А.А., Максимов В.П., Буданов Б.Л. |
Патентообладатель(и): | Казаков Алексей Тихонович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-03-15 публикация патента:
10.12.1997 |
Использование: изобретение относится к возбуждению сейсмических колебаний и может быть использовано при проведении геофизических исследований с применением взрывчатых веществ. Сущность изобретения: заряд для возбуждения сейсмических волн включает корпус, в котором размещаем заряд ВВ с кумулятивной выемкой и поддон из инертного материала с выемкой, симметричной кумулятивной и образующей с ней общую замкнутую полость объемом не более 3
10-4м3/кг ВВ. Поддон выполнен из материала с пределом динамической прочности на разрыв 1
107-1,6
108 Па с толщиной стенки в зоне действия кумулятивной струи не менее радиуса основания кумулятивной выемки заряда и массой не более утроенной массы заряда ВВ и дополнительно снабжен экраном-отражателем, выполненным в виде цилиндра с диаметром, равным диаметру заряда, с отверстием для размещения капсюля-детонатора, размещенным в торце заряда со стороны отверстия для размещения капсюля-детонатора. Экран-отражатель выполнен из материала с пределом динамической прочности на разрыв 1
107-1,6
108 Па, а толщину цилиндра /h/ определяют из соотношения h
0,2
mВВ/![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098186/961.gif)
(d2/4) где mВВ - масса взрывчатого вещества,
- плотность материала экрана-отражателя, d - диаметр заряда. Кроме этого заряд дополнительно снабжен герметичной облицовочной оболочкой, размещенной внутри замкнутой полости. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098113/8805.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098186/961.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098016/960.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098186/961.gif)
Формула изобретения
1. Заряд для возбуждения сейсмических волн, включающий корпус, в котором размещен заряд взрывчатого вещества (ВВ) с кумулятивной выемкой и поддон из инертного материала с выемкой, симметричной кумулятивной и образующей с ней общую замкнутую полость объемом не более 3![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098843/2098843-3t.gif)
где mВВ масса взрывчатого вещества;
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098186/961.gif)
d диаметр заряда. 2. Заряд по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен герметичной облицовочной оболочкой, размещенной внутри замкнутой полости.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к возбуждению сейсмических колебаний и может быть использовано при проведении геофизических исследований с применением взрывчатых веществ. Известен заряд ЗС-70 для возбуждения сейсмических колебаний, включающий корпус из полимерного материала, заполненный литым тротилом, и промежуточный детонатор, расположенный в верхней части заряда. ["Заряды сейсмические сочленяющиеся в полиэтиленовой оболочке", проспект ВДНХ СССР, изд. НПО "Рудгеофизика", 1982] Заряд прост в изготовлении, позволяет в случае необходимости увеличивать массу ВВ за счет сочленения двух или более зарядов друг с другом. Недостатком заряда ЗС-70 является малая эффективность сейсмических исследований при использовании его для геофизических работ из-за малой доли энергии взрыва, идущей на создание полезной сейсмической волны. Известен взрывной источник для возбуждения сейсмических волн, включающий корпус, в котором размещен заряд ВВ с кумулятивной выемкой и поддон из инертного материала с выемкой, симметричной кумулятивной и образующей с ней общую замкнутую полость объемом не более 3![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098173/8776.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098173/8776.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098843/2098843t.gif)
где mВВ масса взрывчатого вещества,
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098186/961.gif)
в процессе детонации экран-отражатель создает отраженную волну в продуктах детонации, меняя направление их движения вниз, в сторону источника генерации сейсмических волн и предотвращает разброс непрореагировавшего вещества, увеличивая время реакции слоя, находящегося на верхнем торце заряда;
за счет того, что экран-отражатель, расположенный в инициируемой части заряда, играет роль массивной оболочки, увеличивается местное действие взрыва активной части заряда, что позволяет уменьшить массу заряда ВВ (см. Беляев А.Ф. Горение, детонация и работа взрыва конденсированных систем. М.Наука, 1968, с. 180-186);
в связи с тем, что массогабаритные параметры экрана-отражателя рассчитаны таким образом, что его разрушение происходит не раньше, чем разрушается инертный поддон, часть энергии взрыва верхней части заряда отражается от экрана и направляется в сторону распространения сейсмической волны, усиливая ее;
после того, как экран-отражатель будет разрушен под действием взрывного импульса, распыленное инертное вещество образует пылевое облако, предотвращающее воспламенение и сгорание горючих остатков в кислороде воздуха. при этом одновременно снижается доля энергии, создающая поверхностные волны-помехи. Введение герметичной облицовочной оболочки в полость, образованную кумулятивной выемкой заряда ВВ и выемкой поддона, полностью предотвращщает проникновение воды в полость и позволяет обеспечить эффективную работу взрывного источника при размещении его в шпуре или скважине, заполненной водой, даже при нарушении герметизации заряда и поглощении воды внутрь заряда. Следует учесть, что мелкие скважины (глубиной 4,0-4,5 м), расположенные в пойме, в основном заполнены водой, а в дождливую погоду они имеет воду и на более высоких отметках. Кроме этого облицовка кумулятивной выемки усиливает кумулятивный эффект. Использование при формировании заряда герметичной облицовочной оболочки улучшает также технологию изготовления заряда, позволяя формировать кумулятивную выемку в заряде, непосредственно в корпусе, заливая ВВ на предварительно установленную в поддон герметичную оболочку. Указанные массогабаритные параметры экрана-отражателя установлены на основании следующих соображений. Акустическая жесткость материала экрана-отражателя существенна для формирования отраженной волны в продуктах детонации. Она во всяком случае должна быть выше, чем акустический импеданс ro
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098186/961.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098186/961.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098186/961.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098113/8805.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098011/8773.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098113/8805.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098173/8776.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098173/8776.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098843/2098843-2t.gif)
где mВВ масса взрывчатого вещества,
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098186/961.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098173/8776.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
заряд ЗУС-Т по патенту N 1670643 (прототип): кумулятивный заряд из литого тротила диаметром 66 мм, высотой 130 мм имел сферическую кумулятивную выемку диаметром 50 мм и высотой 25 мм. В верхней части заряда расположен дополнительный инициатор из прессованного тротила массой 75 г. Общая масса заряда 900 г. Поддон, выполненный из цементного раствора (цемент марки 500 - песок в соотношении 1:1) с ударной прочностью 1,2
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
заряд по изобретению: все параметры заряда аналогичные заряду ЗУС-Т по патенту N 1670643. Дополнительно при сборке заряда в сферическую замкнутую полость был помещен полый шар диаметром 50 мм со стенкой толщиной 0,5 мм, выполненный из полиэтилена высокого давления, а в верхней части заряда после сборки в цилиндрическом картонном корпусе был сформирован экран толщиной 25 мм массой 250
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098015/177.gif)
![заряд для возбуждения сейсмических волн, патент № 2098843](/images/patents/374/2098007/183.gif)
заряд ИС-1000 по ТУ 7511809-78-92: цилиндрическая литая шашка массой 1000 г изготовлена из более мощного состава ТГА-50 (теплота взрыва состава ТГА-50 в 1,3 раза больше теплоты взрыва тротила). На пикетах взрыва по обе стороны от линии профиля (является одновременно и линией наблюдения) были разбурены линейные группы скважин глубиной 4,5 м в количестве 11 на базе 40 м на Сестринской площади и в количестве 5 на базе 40 м на Южно-Черемушкинской площади. В группах скважин, расположенных по одну сторону от линии профиля, были на глубине 4 м размещены испытываемые заряды по изобретению массой по 0,9 кг. В противоположных от линии профиля группах скважин для сравнения размещались заряды, изготовленные по патенту СССР N 1670643 прототип, из тротила такой же массы. На Южно-Черемушкинской площади на этой же стороне в аналогичных условиях сравнивались дополнительные взрывы зарядов ИС 1000 массой 1,0 кг. Инициирование испытываемых и сравниваемых групп зарядов производились поочередно электродетонаторами ЭД-8ж, предварительно подобранных по сопротивлению. Сейсмические работы МОГТ проводились по строго-симметричной схеме наблюдений с длиной базы приема 4750 м и Х-макс 2375 м. Расстояние между центрами групп сейсмоприемников составляло 50 м, между пунктами взрыва 50 м. Регистрация упругих колебаний производились 96-канальной сейсмостанцией "Прогресс-96" на рабочих параметрах. Методика сейсморазведочных работ на обеих площадях была одинаковой. Полученные при возбуждении сейсмические записи были подвергнуты обработке по программе (RESOL (SDS-3) с оценкой динамики частоты максимума спектра сигнала, его преобладающей частоты и разрешающей способности, предела разрешенности, энергии сигнала и помех и др. Результаты измерений динамических параметров сейсмической записи программой RESOL приведены в таблице. Значения параметров частоты максимума спектра сигнала, преобладающая частота сигнала, отношение сигнал/помеха, полученные при возбуждении упругих колебаний взрывами зарядов, изготовленных по изобретению, превышают значения аналогичных параметров, полученных при возбуждении упругих колебаний взрывами зарядов прототипа, а также зарядов ИС-1000, масса заряда которых превышает массу предложенного заряда на 0,1 кг, а энергия взрыва состава ТГА-50 в 1,3 раза больше энергии взрыва тротила. Использование предлагаемых зарядов для сейсморазведочных работ позволит увеличить эффективность геофизических исследований, улучшить качество получаемого материала, производить работы в свободных скважинах, сократить материальные и трудозатраты.
Класс G01V1/13 расположение или размещение зарядов взрывчатых веществ, необходимое для получения требуемого распределения сейсмической энергии в пространстве или во времени