Динамика гидромеханических источников сейсмических волн с силовым замыканием на среду

• Автор: Сорокин, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 292 с. : ил.

1. Состояние проблемы, цель и задачи исследования
1.1. Источники сейсмических волн и задачи, решаемые с
их применением
1.2. Основные требования, предъявляемые к невзрывным источникам сейсмических волн
1.3. Классификация источников сейсмических волн
1.4. Описание конструкций сейсмических источников
1.4.1. Центробежный вибромодуль (ЦВ-100)
1.4.2. Центробежный анкерный вибромодуль (ЦВА)
1.4.3. Низкочастотный центробежный вибромодуль с
согласующей системой (НЦВ)
1.4.4. Гидрорезонансный сейсмический источник
1.4.5. Сейсмический источник с резонансным возбудителем вибраций
1.4.6. Подземный виброисточник «распорного» типа
1.4.7. Мощиый низкочастотный сейсмический источник
с силовым замыканием на среду
1.5. Структ ура сейсмических источников
1.6. Характеристика возбудителей вибраций
1.7. Цель и задачи исследования
1.8. Выводы по главе
2. Анализ динамики сейсмического источника с силовым замыканием
в системе «инерционная масса - грунт»
2.1. Принцип работы сейсмического источника
2.2. Принятые допущения и расчетная схема сейсмического источника
2.3. Уравнения колебаний механической системы
2.4. Математическая модель колебательной системы с использованием
в качестве «мягких» пружин виброизоляторов в виде резинокордных оболочек
2.5. Математическая модель гидравлической системы силового привода
2.6. О возможности расширения диапазона рабочих частот источника
в низкочастотную область
2.7. Математическая модель сейсмического источника с силовым
гидроп риводом пульсаторного типа
2.8. Исследование динамики гидромеханического источника
2.9. Оценка возможности расширения рабочего диапазона частот и формирование сложного сигнала
2.10. Фазовые соотношения колебаний масс источника при работе силового гидроцилиндра в пульсаторном режиме
2.11. Результаты и выводы по главе
3. Демпфирование угловых колебаний инерционной массы
сейсмического источника
3.1. Активная нелинейная система демпфирования угловых колебаний твердого тела с упругим подвесом
3.2. Активная пневматическая система демпфирования угловых колебаний инерционной массы сейсмического источника
3.3. Активная гидромеханическая система демпфирования угловых колебаний инерционной массы сейсмического источника
3.4. Активная гидромеханическая следящая система демпфирования угловых колебаний инерционной массы сейсмического источника
3.5. Сравнительный анализ рассмотренных вариантов построения
активной системы демпфирования угловых колебаний
инерционной массы сейсмического источника
3.6. Актив! 1ая система демпфирования угловых колебаний транспортных средств
3.7. Результаты и выводы по главе
4. Взаимодействие поверхностных сейсмических источников с фунтовым основанием и выбор оптимальных параметров излучателя энергии
4.1. Подходы к рассмотрению проблемы
4.2. Грунты и их основные характеристики
4.3. Модели фунта
4.3.1. Модель упруго — вязкой жидкости Максвелла
4.3.2. Модель вязко - упругого тела Фойгта
4.3.3. Упруго - вязкое тело Кельвина
4.3.4. Анализ взаимодействия поверхностного сейсмического источника
с фунтовым основанием с точки зрения кинетостатики
4.4. Размеры и форма присоединенной массы фунта
4.5. Волны, излучаемые плитой поверхностного сейсмического источника, и их природа
4.6. Характеристики сейсмогеологического канала
4.7. Давления на фунтовое основание
4.7.1. Форма излучающей плиты
4.8. Распределение давлений под излучающей плитой сейсмического источника
4.9. Влияние площади излучающей плиты на эффективность
излучения упругих волн
4.10. Влияние коэффициента Пуассона фунта на процесс излучения упругих волн

Испытания позволили сделать следующие основные выводы:
1. Подземный источник сейсмических сигналов излучает продольные волны. При этом излучение происходит только в стороны соприкосновения силовых узлов (сегментов) со стенками скважин (в данном случае вверх и вниз) в виде узкого конуса, угол вершины которого не превышает 45°.
2. Оптимальными для работы источника являются частоты в интервале 1,55 -5-1,85 Гц и значения начального давления прижима в излучателе не менее 10 МПа. При повышении качества бурения скважин или применении специальных способов улучшения контакта излучателя с породой значение минимального Рст может быть снижено до 6,0 * 7,0 МПа.
Вместе с тем испытания показали, что при своей конструктивной простоте подземный сейсмический источник требует значительных доработок механических и электрических элементов с учетом специфики работы и места использования. Несмотря на значительные усилия, создаваемые на горные породы этим источником, излучаемая сейсмическая мощность очень мала (около 80 Вт). Источник имеет узкую направленность излучения, и перекрывающим лишь десятую часть того диапазона, который должен иметь сейсмический источник для решения перечисленных задач, и крайне низкую надежность силовых элементов излучателей, что делает невозможным его применение в этой области исследований.
1.4.7. Мощный низкочастотный сейсмический источник с силовым замыканием на среду
Другое направление в создании вибрационных сейсмических источников повышенной мощности связано с разработкой систем с силовым замыканием на среду [121].