RU2017175C1

RU2017175C1 - Geophone

Info

Publication number: RU2017175C1
Authority: RU
Inventors: Ю.П. Петров; Л.К. Орлов; Р.К. Мифтахутдинов; В.М. Новоселицкий
Original assignee: Производственное объединение "Пермнефтегеофизика"
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1990-05-29
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: seismology. SUBSTANCE: inertial mass in the form of permanent magnet is fixed in geophone body by means of tension member, V-shaped member, and rod. The inertial mass is movable inside ferromagnetic element and support cylinder fastened to the body. The ferromagnetic element is mounted for regulation of the clearance between it and the magnet. Displacement transducer is fastened to the body. EFFECT: higher rate of earthquake forecast accuracy. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и сейсморазведке, в частности к приборам, предназначенным для измерения параметров вибраций, а также колебаний почвы и сооружений. The invention relates to measuring technique and seismic exploration, in particular to instruments intended for measuring vibration parameters, as well as vibration of the soil and structures.

Известен сейсмоприемник, содержащий корпус, инерционную массу, датчик перемещения инерционной массы и четыре магнита, два из которых закреплены в верхней и нижней частях корпуса и обращены друг к другу одноименными полюсами, а два других магнита закреплены в верхней и нижней частях инерционной массы, при этом верхняя пара магнитов работает на притяжение, а нижняя на отталкивание [1]. A known seismic receiver comprising a housing, an inertial mass, an inertial mass displacement sensor and four magnets, two of which are fixed in the upper and lower parts of the housing and face each other with the same poles, and two other magnets are fixed in the upper and lower parts of the inertial mass, the upper pair of magnets works on attraction, and the lower one on repulsion [1].

Недостатками этого сейсмоприемника является сложность конструкции и относительно низкая чувствительность из-за довольно большой жесткости магнитного подвеса. The disadvantages of this geophone are the design complexity and relatively low sensitivity due to the rather high stiffness of the magnetic suspension.

Известен также сейсмоприемник, содержащий корпус, вертикально расположенный в корпусе полый ферромагнитный цилиндр, выполненный в виде перемещаемых один относительно другого цилиндрических элементов, центральный из которых соединен с корпусом, инерционную массу, выполненную в виде вертикально ориентированного своими полюсами постоянного магнита и расположенную внутри ферромагнитного цилиндра с возможностью вертикального перемещения, связанную с корпусом посредством двух стержней и двух поперечных центраторов, а также датчик перемещения инерционной массы [2]. A seismic receiver is also known, comprising a housing, a hollow ferromagnetic cylinder vertically located in the housing, made in the form of cylindrical elements moved relative to one another, the central of which is connected to the housing, an inertial mass made in the form of a permanent magnet vertically oriented with its poles and located inside the ferromagnetic cylinder with the possibility of vertical movement associated with the housing through two rods and two transverse centralizers, as well as a sensor the inertial mass [2].

Недостатком такого сейсмоприемника состоит в относительно низкой чувствительности, обусловленной трением скольжения в поперечных центраторах. The disadvantage of such a seismic receiver is the relatively low sensitivity due to sliding friction in the transverse centralizers.

Цель изобретения - повышение чувствительности. The purpose of the invention is to increase sensitivity.

Цель достигается тем, что сейсмоприемник, содержащий корпус, вертикально расположенный в корпусе по крайней мере один полый ферромагнитный элемент, выполненную в виде вертикально ориентированного своими полюсами постоянного магнита и расположенную внутри ферромагнитного элемента с возможностью вертикального перемещения инерционную массу, а также соединенный одним концом с инерционной массой стержень и датчик перемещения инерционной массы, скрепленной с корпусом, в корпусе установлен полый опорный цилиндр из немагнитного материала, торцами соединенный с корпусом, расположенный между магнитом и стенкой ферромагнитного элемента, причем в опорном цилиндре выполнено отверстие, а в ферромагнитном элементе прорезь, через которые пропущен стержень. Второй конец стержня связан с вершиной V-образного элемента, концы которого связаны с растяжкой, укрепленной в корпусе, а ферромагнитный элемент выполнен с возможностью регулирования между ним и магнитом. Ферромагнитный элемент выполнен с поперечным резьбовым отверстием в его стенке с установленным в этом отверстии с возможностью упора в стенку опорного цилиндра регулировочным винтом. The goal is achieved in that the seismic receiver, comprising a housing, vertically located in the housing at least one hollow ferromagnetic element, made in the form of a permanent magnet vertically oriented by its poles and located inside the ferromagnetic element with the possibility of vertical movement of the inertial mass, and also connected at one end to the inertial the rod and the inertial mass displacement sensor attached to the body are massed; a hollow support cylinder made of non-magnetic material is installed in the body end-face connected to the housing, located between the magnet and the wall of the ferromagnetic element, moreover, a hole is made in the supporting cylinder, and a slot is made in the ferromagnetic element through which the rod is passed. The second end of the rod is connected with the apex of the V-shaped element, the ends of which are connected with a brace fixed in the housing, and the ferromagnetic element is made with the possibility of regulation between it and the magnet. The ferromagnetic element is made with a transverse threaded hole in its wall with an adjusting screw mounted in the hole with the possibility of abutment against the wall of the supporting cylinder.

На фиг. 1 показан сейсмоприемник, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows a seismic receiver, a longitudinal section; figure 2 is a section aa in figure 1.

Сейсмоприемник содержит корпус 1, выполненную в виде вертикально ориентированного своими полюсами постоянного магнита инерционную массу 2, соединенный с корпусом 1 датчик 3 перемещения инерционной массы 2, соединенный торцами с корпусом 1 опорный цилиндр 4 из немагнитного материала (с боковым отверстием 5), полый ферромагнитный элемент 6, снабженный поперечным резьбовым отверстием 7 с регулировочным винтом 8 с одной стороны и вертикальной прорезью 9 с другой, горизонтально расположенный и соединенный одним концом с инерционной массой 2 стержень 10, расположенный в горизонтальной плоскости равноплечий V-образный элемент 11, вершина которого при этом соединена с другим концом стержня 10, горизонтально расположенную и соединенную с корпусом 1 при помощи натяжных элементов 12 проволочную растяжку 13, к боковой поверхности которой своими свободными концами присоединен V-образный элемент 11. The seismic receiver comprises a housing 1 made in the form of an inertial mass 2 vertically oriented by its poles of a permanent magnet 2, an inertial mass displacement sensor 3 connected to the housing 1, and a supporting cylinder 4 made of non-magnetic material (with a side hole 5) connected by the ends to the housing 1, a hollow ferromagnetic element 6, equipped with a transverse threaded hole 7 with an adjusting screw 8 on one side and a vertical slot 9 on the other, horizontally located and connected at one end with an inertial mass of 2 rods V 10, located in the horizontal plane of the equal-arms V-shaped element 11, the apex of which is connected to the other end of the rod 10, horizontally located and connected to the housing 1 by means of the tension elements 12, a wire extension 13, to the side surface of which V is connected with its free ends -shaped element 11.

Таким образом, инерционная масса 2, стержень 10, V-образный элемент 11 и растяжка 13 вместе образуют горизонтальный маятник, установленный с возможностью вращения относительно растяжки 13. Последнюю выбирают достаточно тонкой так, что момент сопротивления этому вращению в определенных пределах мал. Фактически стержень 10, элемент 11 и растяжка 13 вместе выполняют функцию центрации массы 2 по оси Z, то есть по оси опорного цилиндра 4. При этом своей вершиной V-образный элемент 11 соединен с инерционной массой 2 посредством стержня 10, который проходит через отверстие 5 в стенке полого опорного цилиндра 4 и через вертикальную прорезь 9 в стенке ферромагнитного элемента 6. Ферромагнитный элемент 6 в горизонтальном сечении представляет собой незамкнутое кольцо, которое деформируется вследствие ввинчивания в резьбовое отверстие 7 элемента 6 винта 8, упирающегося при этом в наружную поверхность стенки опорного цилиндра 4. Ферромагнитный полый элемент 6 выполняет функцию поперечной магнитной растяжки с изменяемыми магнитными силами притяжения между массой 2 и элементом 6 за счет изменения зазора при деформировании элемента, что обусловливает точную настройку собственной частоты преобразователя. Два медных кольца 14, установленные внутри корпуса против торцов инерционной массы 2, осуществляют демпфирование колебаний инерционной массы 2 путем индуцирования в них вихревых токов. Устанавливая кольца 14 на различном состоянии от торцов инерционной массы 2, регулируют этим коэффициентом демпфирования инерционной массы. Отверстие 15 в корпусе 1 обеспечивает возможность доступа к винту 8. Thus, the inertial mass 2, the rod 10, the V-shaped element 11, and the brace 13 together form a horizontal pendulum mounted for rotation relative to the brace 13. The latter is chosen thin enough so that the moment of resistance to this rotation is small within certain limits. In fact, the rod 10, the element 11 and the extension 13 together perform the function of centering the mass 2 along the Z axis, that is, along the axis of the supporting cylinder 4. At the same time, with its apex the V-shaped element 11 is connected to the inertial mass 2 through the rod 10, which passes through the hole 5 in the wall of the hollow support cylinder 4 and through a vertical slot 9 in the wall of the ferromagnetic element 6. The ferromagnetic element 6 in horizontal section is an open ring, which is deformed due to screwing into the threaded hole 7 of the element 6 of the screw 8, while abutting against the outer surface of the wall of the supporting cylinder 4. The ferromagnetic hollow element 6 performs the function of a transverse magnetic extension with variable magnetic forces of attraction between the mass 2 and element 6 due to a change in the gap during deformation of the element, which determines the exact adjustment of the natural frequency of the converter. Two copper rings 14 mounted inside the housing against the ends of the inertial mass 2, damp the oscillations of the inertial mass 2 by inducing eddy currents in them. By setting the rings 14 on a different state from the ends of the inertial mass 2, this damping coefficient of the inertial mass is regulated. The hole 15 in the housing 1 provides access to the screw 8.

Сейсмоприемник работает следующим образом. The seismic receiver operates as follows.

При вибрационных воздействиях на корпус 1 в направлении оси Z он смещается относительно инерционной массы 2 вдоль оси Z. Датчик 3 преобразует величину продольного перемещения массы 2 или величину производной от этого перемещения по времени в пропорциональный электрический сигнал. При этом датчик 3 может быть выполнен в виде катушки индуктивности, закрепленной неподвижно относительно корпуса между инерционной массой 2, являющейся магнитом и ферромагнитным цилиндром 6. Количество витков этой катушки определяет коэффициент электромеханического преобразования сейсмоприемника. During vibrational influences on the housing 1 in the direction of the Z axis, it shifts relative to the inertial mass 2 along the Z axis. The sensor 3 converts the longitudinal displacement of the mass 2 or the value of the time derivative of this displacement into a proportional electrical signal. In this case, the sensor 3 can be made in the form of an inductor fixed motionless relative to the housing between the inertial mass 2, which is a magnet and a ferromagnetic cylinder 6. The number of turns of this coil determines the coefficient of electromechanical conversion of the geophone.

Claims

1. A SEISMIC RECEIVER, comprising a housing vertically located in the housing of at least one hollow ferromagnetic element, an inertial mass made in the form of a permanent magnet vertically oriented by its poles and located inside the ferromagnetic element with the possibility of vertical movement, as well as at least one rod connected one end with an inertial mass, and an inertial mass displacement sensor bonded to the housing, characterized in that, in order to increase sensitivity, the A hollow support cylinder made of non-magnetic material was installed, end-face connected to the housing, located between the magnet and the wall of the ferromagnetic element, moreover, a hole is made in the support cylinder, and a slot is made in the ferromagnetic element through which a rod is passed, the second end of which is connected to the top of the V-shaped element , the ends of which are connected with a brace fixed in the housing, and the ferromagnetic element is configured to control the gap between it and the magnet.

2. The seismic receiver according to claim 1, characterized in that, in order to enable smooth adjustment of the natural frequency, the ferromagnetic element is made with a transverse threaded hole in its wall and with an adjustment screw installed in this hole with the possibility of abutment against the wall of the supporting cylinder.