Силовая электромагнитная импульсная система для наземной сейсморазведки малых глубин

• Автор: Вырыханов, Денис Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Глава 1. СЕЙСМОИСТОЧНИКИ ДЛЯ НЕВЗРЫВНОЙ
СЕЙСМОРАЗВЕДКИ
1.1. Аналитический обзор невзрывных источников сейсмических колебаний для сейсморазведки малых глубин земной коры
1.1.1. Требования, предъявляемые к сейсмоисточникам при исследованиях малых глубин земной коры
1.1.2. Классификация невзрывных сейсмоисточников
1.1.3. Обзор конструкций существующих невзрывных сейсмоисточников
1.2. Силовая электромагнитная импульсная система для наземной
сейсморазведки
Выводы
Глава 2. РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ ЛИНЕЙНОГО
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
2.1. Определение энергетической структуры, режима и этапов работы ЛЭМД. Постановка задачи повышения удельных показателей ЛЭМД
2.2. Принимаемые допущения математической модели электромеханического преобразования энергии
2.3. Математическая модель электромагнитного преобразования энергии в ЛЭМД
2.4. Математическая модель электромеханического преобразования энергии в ЛЭМД
2.5. Критерий оптимальности режима работы линейного электромагнитного двигателя
Выводы
Глава 3. ИСТОЧНИКИ И СПОСОБЫ ПИТАНИЯ ЛИНЕЙНОГО
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГОДВИГАТЕЛЯ В СЭМИС
3.1. Анализ схем питания электромагнитного генератора сейсмических волн
3.1.1. Особенности питания СЭМИС. Определение критериев согласованной работы источника питания и ЛЭМД, постановка задачи их оптимизации
3.1.2. Аккумуляторная схема питания СЭМИС
3.1.3. Конденсаторная схема питания СЭМИС
3.1.4. Схема питания СЭМИС од двух КБ включаемых в различные промежутки времени
3.2. Математическое моделирование процессов питания ЛЭМД

3.2.1. Определение пути решения задачи оптимизации процесса совместной работы ИП и ЛЭМД
3.2.2. Математическая модель и методика расчета процесса электромеханического преобразования энергии в ЛЭМД с учетом особенностей источника питания
3.2.3. Реализация математической модели расчета с помощью системы инженерных расчетов «§1шиНпк», принимаемые допущения и исходные данные
3.3. Оптимизация параметров источника питания СЭМИС
3.3.1. Аккумуляторный режим питания ЛЭМД
3.3.2. Конденсаторный режим питания ЛЭМД
3.3.3. Питание ЛЭМД от двух КБ включаемых в различные промежутки времени
3.4. Расчет динамических характеристик ЛЭМД с повышенными
энергетическими показателями
Выводы
Глава 4. ПРОЦЕСС ПЕРЕДАЧИ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ПРЕОБРАЗУЕМОЙ В ИСТОЧНИКЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, В ИССЛЕДУЕМЫЕ СЛОИ ГРУНТА
4.1. Определение полезной работы совершаемой источником сейсмических колебаний
4.2. Оптимизация процесса передачи механической энергии от источника сейсмических колебаний в грунт
4.2.1. Математическая модель процесса взаимодействия ЛЭМД с грунтом
4.2.2. Численные расчет эффективности передачи механической энергии, преобразуемой СЭМИС, в грунт
4.3. Экспериментальное исследование процесса передачи механической энергии от СЭМИС в грунт
4.4. Апробация СЭМИС для сейсморазведки малых глубин
Выводы
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложение - Акт о внедрении диссертационной работы

Развитие экономики нашей страны в значительной степени зависит от стабильности работы горнодобывающего комплекса и экспорта углеводородов. Общие ресурсы территории Российской Федерации оцениваются в 251,6 млрд. тонн условного топлива, при этом разведанные запасы к настоящему времени составляют 89,4 млрд. тонн. Если до 1992 г. объемы воспроизводства нефти и газа на континентальной части страны превышали добычу полезных ископаемых, то в период с 1990 по 1995 гг. произошло резкое падение объемов воспроизводства, вызванное, снижением объемов геологоразведочных работ, соответственно произошла резкая убыль запасов. В настоящее время средние запасы одного открываемого на суше месторождения по сравнению с 1975 г. снизились в пять раз. В результате накапливается дефицит качественных месторождений углеводородного сырья, который уже к 2015 г. может привести к исчерпанию рентабельных запасов нефти. Поэтому прогнозируемый специалистами дефицит стратегических полезных ископаемых требует незамедлительных действий по освоению новых крупных нефтегазоносных провинций [113].
В настоящее время важной составляющей работ по поиску и прогнозированию залежей полезных ископаемых являются сейсмические исследования. Основным инструментом экспериментальной геологии, науки занимающейся вышеприведенными вопросами, является сейсмический метод исследования подземных слоев грунта [1], основанный на возбуждении в грунте упругих механических колебаний, с последующей регистрацией и изучением отражающихся от границ различных пластов породы сейсмических волн. Основы теории и практики сейсморазведочных работ рассмотрены в трудах М.И. Балаш-канда, М.Б. Шнеерсона, Г.А. Гамбурцева, , И.И. Гурвича, В.В. Майорова, Л. Гелдарта, В.В. Федынского, И.О. Чичинина, Р. Шеррифа, и др.
Первоначально, в качестве источника, возбуждающего сейсмические волны, наибольшее распространение получило ударное воздействие на грунт

здесь 1§(0)=Ь, то есть получаем
где правая часть является известным выражением электромагнитной мощности потребляемой индуктивной нагрузкой.
Таким образом, производная по направлению статической характеристики намагничивания от магнитной энергии, помноженная на скорость перемещения рабочей точки, определяет мощность, связанную с трансформаторной ЭДС. Это верно для статического режима работы электромагнита, когда якорь неподвижен.
Существенное влияние на процесс электромагнитного преобразования оказывает явление насыщения стали магнитопровода ЛЭМД [42, 43, 48, 50]. Рассмотрим влияние насыщения стали магнитопровода на режим электромагнитного преобразования энергии в ЛЭМД. При этом, характеристика намагничивания приобретает вид кривой 05. Касательная к которой в точке А, направленная под углом Р к оси тока 01, определит направление дифференциального перемещения рабочей точки. В этом случае, аналогично формуле (2.3) можно записать:
Уц 1
——собРч этр =—шсовр +—{этр, (2.8)
д д\> 2
где К° = 1° соб(Р) + у° зт(Р). Аналогично формуле (2.5) можно записать:
(18 1 СЙ
(Й соз(Р) (11
Перемножая (2.8) и (2.9), после преобразования получим:
(2.9)