Аппаратура

2.3. Аппаратура

BN-4002D - регистратор акустических шумов в скважинах с выводом сигналов в цифровом виде для оперативной обработки и визуализации данных на персональном компьютере NOTE BOOK в процессе измерений.

Аппаратура РДА-3 (регистратор динамической активности трехкомпонентный) с чувствительностью, позволяющей регистрировать сейсмоакустический отклик геосреды на деформации порядка 10-7 – 10-11 м, была разработана в Институте геофизики УрО РАН В.А.Фадеевым. (Рис. 3)Ó .

Аппаратура РДА-3 состоит из скважинного прибора и наземного пульта. В скважинном приборе размещены: пъезодатчики-акселерометры (вертикальный и два горизонтальных, расположенных под углом 90°) предварительный усилитель, калибровочный генератор, коммутационное устройство и стабилизатор питания. Скважинный прибор соединяется с наземным пультом трехжильным бронированным каротажным кабелем, по которому осуществляется питание прибора, управление режимами его работы и передача информации.

Предусмотрено три режима работы скважинного прибора:

• регистрация сигналов с последовательным опросом датчиков X,Y,Z;

• калибровка электрического тракта канала;

• контроль уровня собственных шумов электрического тракта. В скважинном приборе установлены пьезодатчики, имеющие одинаковый коэффициент преобразования в пределах 5-10 мкВ с/мм.

Акустические сигналы поступают в наземный пульт через блок управления режимами работы аппаратуры и после усиления могут разделятся фильтрами на три полосы частот: 20-100 ; 100-500 и 500-2000 Гц. В автоматическом режиме измерения могут проводится в любом из пяти временных циклов: 20; 10; 5; 2.5 и 1.25 минуты. За цикл измерения наблюдается прохождение режимов от записи калибровочного сигнала до регистрации ГАШ вертикальным датчиком Z. Для любого из пяти временных циклов соотношение по времени следующее:

Тк: Тш: Тх: Ту: Tz = 1: 1: 6: 6: 6,

то есть длительность измерения компонент (Tx, Ty, Tz) в 6 раз больше контрольно-проверочных параметров.

Аппаратура РДА-3 позволяет проводить измерения в скважинах при давлении свыше 60 МПа и температуре до +125 °С.

Заключение

Целесообразность применения данного метода в геофизике позволят решать проблемы самого разного характера.

Изучение характеристик техногенных сейсмических шумов (ТСШ) необходимо, прежде всего, для разработки методик исключения их влияния или учета в случае невозможности подавления шумов аппаратурными средствами. Информация об амплитудных, частотных и временных характеристиках ТСШ, традиционно рассматриваемых как помехи, позволяет оценить не только уровень шумов экзогенного происхождения, но может использоваться при изучении природы сейсмоакустических шумов Земли.

Актуальность проблемы изучения сейсмоакустических шумов (САШ) Земли обусловлена получением принципиально новой информации о геологическом строении земной коры, характере протекающих в ней процессов и их активности, в также выявлением возможностей практического использования шумов при решении задач рудной и нефтяной геофизики.

По сейсмоакустической эмиссии (САЭ) оценивают удароопасность пород, контролируют состояние массива пород и процессы разрушения. Метод на основе изучения спектра сигналов САЭ успешно применяется для прогноза обрушений на калийных рудниках. При исследовании сейсмоакустического критерия выбросоопасности на угольных шахтах было отмечено, что в периоды формирования выбросоопасной ситуации частота спектрального максимума сигналов снижается. Эти и другие примеры, которые показывают, что возможности регистрации САЭ могут успешно применяться для решения горно-геологических задач.

В настоящее время в ведущих геофизических службах мира получил распространение шумовой каротаж. Разработаны методики, скважинная аппаратура и ведутся исследования с целью контроля за разработкой газовых и нефтяных месторождений.

Монахов Ф.И. «Низкочастотный сейсмический шум Земли». М., Наука, 1997.

Рыкунов Л.Н., Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Явление модуляции высокочастотных сейсмических шумов Земли». М., ВНИЦПИ, 1984.

Рыкунов Л.Н., Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. «Аппаратура и методы для исследований слабых сейсмических эффектов» М., 1978 – Деп. ВИНИТИ, № 2919.

Каррыев Б.С. «Исследования высокочастотных сейсмических шумов Ашхабадского сейсмоактивного района». Автореферат. М., ИФЗ АН СССР, 1984.

Дьяконов Б.П., Иваев А.Т., Улитин Р.В. «Об усилении циклических изменений физических характеристик горных пород в земной коре» Докл. АН СССР, 1985. Т. 282. Н.

Сероглазов Р.Р. «О воздействии короткопериодных деформаций на высокочастотные микросейсмы. Вулканология и сейсмология». 1993.

Черепанцев А.С. «Связь параметров высокочастотного сейсмического излучения с динамикой геофизической среды» Автореферат. Кондидатская диссертация. М. МГУ. 1991.

Гордеев Е.Н., Салтыков В.А., Синицин В.И., Чебров В.Н. «Первые результаты исследования высокочастотного сейсмического шума на Камчатке. Вулканология и сейсмология». 1991.

Гальперин Е.Н., Ситников А.В., Кветинский С.И. Опыт и результаты экспериментального изучения высокочастотных сейсмических шумов. Изв. АН СССР. Физика Земли. 1989.

Дергачев А.А., Данциг Л.Г., Бортников П.Б. Сейсмические шумы в районе Новосибирска. Геология и геофизика. 1984.

Коридалин В.Е., Кузьмина И.В., Осика В.И., Попов Е.И., Токмаков В.А. Сейсмические шумы индустриального города. Докл. АН СССР 1985. Т. 280. № 5.

Агиенко В.А., Турок В.А., Мелузин А.А., Юрьев А.В. Контроль сейсмоакустической эмиссии удароопасного участка горных пород СУБРа. Сб. Геофизические основы контроля напряжения в горных породах. Новосибирск. 1983.

Медведев И.И., Жихарев С.Я. Прогноз обрушений на калийных рудниках с помощью сейсмоакустического метода. Сб. Горная геофизика. Батуми.1985.

Векслер Ю.А., Шакиров А.Т., Лагутин С.В., Бекбулатов Т.А. Критерий оценки выбросоопасных угольных пластов. Сб. Горная геофизика. Тбилиси. 1989. ч.1.

Бакланов И.В. «Деформирование и разрушение породных массивов». М.Недра.1988.

Алексеев А.Д., Недодаев Н.В. «Предельное состояние горных пород». Киев, Наукова Думка, 1982.

Борисов А.А. «Механика горных пород и массивов». М., Недра, 1980.

Приложение 1

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Рекомендации по оценке состояния кровли в калийных рудниках