Сейсмоприемники

19.01.2017

1. Устройство электродинамических сейсмоприемников. В настоящее время наиболее широко распространены электродинамические сейсмоприемники СПМ-15, СПМ-16, СПЭД-5, СПЭД-6, СПЭД-56, СПЭН-1, НС-3, вертикальные (CMB) и горизонтальные (СМГ) приемники типа «Светлячок», а при морских работах — пьезоприемники.
Сейсмоприемники типов СПМ и СПЭД применяют для работы методом отраженных волн, СПЭН-1 и НС-3 — методом преломленных волн. Приемники НС-3, кроме того, используют в методе ГСЗ, а СПМ-15 в методе преломленных волн. Сейсмоприемники типа «Светлячок» применяют в методах преломленных и отраженных волн.
Сейсмоприемник СПМ-15 (рис. 23, а) имеет корпус 1 с крышкой 2, внутри которого при помощи металлической цилиндрической втулки 7 жестко закреплен цилиндрический магнит 5 с полюсными наконечниками 6. Вдоль внутренней части цилиндрического магнита проходит ось 4, стягивающая катушки 3. Катушки, играющие роль инертной массы, соединены с магнитом и, следовательно, с корпусом плоскими фасонными пружинами. Крышка 2 пластмассовая, содержит в себе шунтирующее сопротивление Rш (см. рис. 23, б). Катушки 3 помещены в узком зазоре между полюсными наконечниками и корпусом 1 в наиболее насыщенном магнитном поле. В катушках наводится э. д. с. за счет изменения магггитного потока при движении корпуса прибора.
Успокоение собственных колебаний сейсмоприемника происходит благодаря вихревым токам, возникающим в металлическом каркасе катушек, и дополнительному шунтирующему сопротивлению Rш; частота свободных колебаний прибора составляет 10—11 гц и регулируется сменой фасонных пружин.
Аналогичное устройство имеет сейсмоприемник СПМ-16. Частота его свободных колебаний 28—32 гц.
Сейсмоприемники типов СПЭД и СПЭН-1 отличаются от приборов СПМ лишь габаритами и некоторыми параметрами. Так, сейсмоприемник СПЭД-56 (см. рис. 23, в) состоит из магнитного блока и подвижной системы, заключенных в корпус 1, крышки 2 с ручкой 3 и штыка 4. Штык — полый металлический конус, дает возможность осуществить надежный контакт земли с прибором. При необходимости штык может быть легко отделен от прибора и заменен специальным основанием. Сейсмоприемники СПЭД-6 и СПЭД-56 имеют малый вес (0,27 кг), благодаря чему удобны при массовом группировании. Сейсмоприемник СПЭД-5 отличается от них большим (0,6 кг) весом и размерами, способом герметизации и устройством выводных проводов. Собственная частота сейсмоприемников типов СПЭД составляет 20—30 гц. Прибор СПЭН-1 в конструктивном отношении сходен с приемниками СПЭД и отличается от них большим (1,6 кг) весом и низкой (10 гц) частотой собственных колебаний.
Сейсмоприемники типа «Светлячок» сходны по конструкции с приборами СПЭД-56, но имеют меньшие размеры и вес, отличаются большей стабильностью в работе, устойчивостью к тряске, хорошей идентичностью между собой, выпускаются в вертикальном и горизонтальном исполнении.
Сейсмоприемники CMB предназначены для приема вертикальных колебаний почвы. В зависимости от собственной частоты (15, 20 или 30 гц) они делятся на группы: СМВ-15, СМВ-20 и СМВ-30. Корпус сейсмоприемников герметизирован, снизу к нему привинчивается штык для установки в почву, сверху надевается колпак, который закрепляется гайкой. Полость под колпаком заполнена уплотнительной замазкой. Выводные провода имеют разные длину и цвет для того, чтобы облегчить определение полярности. Концы выводов снабжены пружинными замками для подсоединения к сейсмографической косе. Конструкцией сейсмоприемников не предусмотрена возможность регулировки. Корпус приборов после установки в него деталей пропаивается. Поэтому сейсмоприемник не подлежит ремонту в полевых условиях. Высота корпуса сейсмоприемников типов CMB (со штыком) равна 90 мм, наибольший диаметр 29 мм, общий вес 0,1 кг.
Сейсмоприемники

Сейсмоприемники СМГ-10 имеют собственную частоту 10 гц, предназначены для регистрации горизонтальных составляющих сейсмических волн. В отличие от приборов СМВ, штык для установки сейсмоприемника СМГ в почву прикрепляется к боковой части корпуса прибора, что позволяет придать корпусу горизонтальное рабочее положение. Общий вес сейсмоприемника со штыком 0,12 кг.
Основное отличие сейсмоприемника СН-3 от рассмотренных выше приборов заключается в устройстве подвеса индукционной катушки, состоящего из двух пар плоских пружин и одной спиральной пружины, расположенной под некоторым углом к оси перемещения инертной массы. Собственная частота подвижной системы составляет 4 гц и может регулироваться в пределах ±0,5 гц путем изменения угла спиральной пружины и ее натяжения. Сейсмоприемник НС-3 может применяться для регистрации горизонтальных колебаний почвы.
2. Устройство скважинного электромагнитного сейсмоприемника СИС-49. Инертной массой сейсмоприемника служит Z-образный магнит 1, подвешенный к корпусу прибора на двух плоских пружинах 2 (см. рис. 23, г). Два Г-образных сердечника 3, жестко связанные с корпусом, замыкают магнитный поток. Каждый сердечник снабжен обмоткой. Обе обмотки соединены последовательно. Частота собственных колебаний (20—40 гц) регулируется путем изменения рабочей длины плоских пружин. Зазоры между магнитом 1 и сердечниками 3 регулируются при помощи специальной пружины 4, а также перемещением сердечников относительно корпуса. Корпус прибора имеет вытянутую цилиндрическую форму, его длина 660 мм, диаметр 62 мм. В верхней части корпуса имеются контакты, позволяющие присоединить прибор к каротажному кабелю. Для создания затухания внутренняя часть корпуса заполняется керосином. Корпус сейсмоприемпика СИС-49 рассчитан на давление до 350 кГ/см2.
3. Устройство пьезосейсмоприемников ЦТС-19. Наиболее широкое применение при морских сейсморазведочных работах получил керамический пьезосейсмоприемник ЦТС-19 (см. рис. 23, д). Он представляет собой керамическую трубку 1 из титаната бария толщиной 1 мм, длиной 40 мм, диаметром около 20 мм. Внутренняя и наружная поверхности трубки металлизированы и к ним припаяны отводы 2 и 3. Торцевые поверхности трубки закрыты карболитовыми ребристыми наконечниками 4. Если к поверхностям керамической трубки приложить внешнее давление, то между ними возникнет э. д. с., прямо пропорциональная давлению. Электрическая емкость керамического пьезосейсмоприемника около 14 000 пкф, чувствительность 9 мкв/бар.
Сейсморазведочные работы на море проводятся с применением пьезосейсмографных плавающих кос. Пьезокоса представляет собой маслонаполненный пластмассовый гибкий шланг сечением 40—50 мм, в котором на расстоянии нескольких метров один от другого размещаются пьезосейсмоприемники. Вес и объем устройства подобраны таким образом, что коса приобретает нейтральную пловучесть в воде и легко буксируется за кораблем. В нерабочем состоянии коса наматывается на специальную катушку, установленную на корабле.