Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Невзрывные импульсные источники для морской сейсморазведки

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Содержание диссертации, доктора технических наук, Балашканд, Михаил Иванович

ВВЕДЕНИЕ.'.

ГЛАВА I СОСТОЯВ!® ИССЛЕДОВАНИЙ,РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ НЕВЗРЫВНЫХ источников дан МОРСКОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ К МОМЕНТУ ПОСТАНОВКИ РАБОТЫ,ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ,ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

1.1 Состояние разработки невзрывных источников к моменту постановки работы

1.2 Подводный взрыв конденсированных ВВ и его использование при морской сейсморазведке

1.3 Действие взрыва на живые организмы водоёмов

1.4 Постановка задач и выбор направления исследований.о

ГЛАВА П ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СЕЙСМИЧЕСКОГО СИГНАЛА НЕВЗРЫВНЫХ ИСТОЧНИКОВ В ВОДОЁМАХ.

2.1 Возбуждение и распространение гидроакустического сигнала при малой плотности энергии в очаге взрыва.

2.2 Акустическое излучение расширяющейся ссреры • о • о ?

2оЗ Влияние отражения от поверхности водоёма и дна на направленность излучения и спектр сейсмического сигнала. «

2.4 Влияние формы и длительности одиночного импульса давления на амплитудный спектр сейсмического сигнала.

2.5 Влияние пульсации на спектральные характеристики сейсмического сигнала

2.6 Подавление пульсации

2.7 Группирование источников.

ГЛАВА Ш ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ,ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НЕВЗРЫВНЫХ ИСТОЧНИКОВ.о

3.1 Выбор и разработка аппаратуры для проведения газовых взрывов,выхлопа сжатого воздуха и регистрации гидроакустических сигналов

З.И Газовый взрыв „

ЗсЗ Подводный выхлоп

3.4 Сопоставление сейсмической эффективности невзрывных источников со взрывом

Зо5 Оценка воздействия на живые оргализмы водоемов и оптимальные параметры невзрывных источников. . . С

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ НЕВЗРЫВНЫХ ИСТОЧНИКОВ

4.1 Обоснование выбора типа источника

4. 'г Установка газовой детонации УГД-1 . и результаты её применения

4.3 Пневматические источники для MOB

4.4 Пневматические источники для КМПВ и ГСЗ

4.5 Скважинные невзрывные источники

4с6 Пневматические источники в наземных поверх ностных генераторах сейсмических колебаний

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ НЕВЗРЫВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ АКВАТОРИЙ

5,1 Технико-экономические показатели применения невзрывных источников при морских сейсмических исследованиях MOB.

ГЛАВА 1У

ГЛАВА У

- 4

5.2 Результаты работ на акваториях покрытых льдом. 21?

5.3 Примеры применения наземных и скважинных пневматических источников

5.4 Сейсмическая эффективность невзрывных источников на мелководье.

5.5 Пути дальнейшего развития невзрывных источников для акваторий

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Невзрывные импульсные источники для морской сейсморазведки"

Развитие производства и технический прогресс требуют постоянного роста топливно-энергетической и сырьевой базы в первую очередь в нефтяной и газовой промышленности. Геологоразведочные работы по поиску новых месторождений нефти и газа должны обеспечивать неуклонный рост их разведанных запасов, опережающий объём добычи. Первоначальным этапом поиска перспективных структур и подготовки их к разведочному бурению является сейсмическая разведка.Проведение сейсморазведочных работ в шельфовых зонах в конце шестидесятых начале семидесятых годов привело к открытию крупных нефтегазовых месторождений и,как следствие, к дальнейшему увеличению объёмов сейсмических исследований и росту финансирования работ по созданию технических средств для морской сейсморазведки,. Этим были созданы условия для интенсивного развития и усовершенствования всего комплекса технических средств, включая источники возбуждения сейсмических колебаний, что существенно повысило производительность работ, их геологическую эффективность и достоверность результатов.

В первой половине шестидесятых годов к началу постановки настоящей работы основных средством возбуждения сейсмических колебаний при морской сейсморазведке был взрыв конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) /44,137/.

Использование подводного взрыва в качестве источника сигнала сдерживало рост объёмов морских сейсморазведочных работ и было нежелательно по следующим основным причинами

1с Существенный ущерб рыбному хозяйству водоёмов « 2о Высокая стоимость работ-, связанных с доставкой, хранением ВВ и. проведением взрывных работ с сейсморазведочного суднас

3«, Тяжёлые условия и повышенная опасность труда при проведении I работ, особенно при повторении взрывов через малые промежутки времени ( 10 + 20 сек).

4. Нерациональное использование энергии взрыва и несоблюдение оптимальных условии возбуждения сейсмических колебаний из-за пульсации газовой полости.

Рост объёма морских сейсморазведочных работ с использованием подводного взрыва в первой половине шестидесятых годов привлёк внимание к проблеме его безопасности для живых организмов,- населяющих водоёмы. С середины шестидесятых годов органы Рыбоохраны начали принимать меры по ограничению объёма морских сейсмических исследований с использованием взрыва, а впоследствии запретили их проведение сначала на Каспийском море, а затем и на других акваториях страны. Была создана "Межведомственная комиссия по вопросам проведения сейсморазведочных работ на рыбохозяйственных водоёмах", которая выдавала разрешения на проведение и осуществляла контроль за сейсморазведочными работами, как с использованием ВВ, так и с вновь разработанными не взрывными источниками.

В период постановки рассматриваемой работы в 1961-1964г в мировой практике морских сейсмических исследований уже использовались источники альтернативные подводному взрыву конденсированных ВВ. Это электроискровой разряд /187,189/, взрыв заряда газовой смеси /147,154/, выхлоп сжатого воздуха /151,152/, получившие условное название -- невзрывные источники.

В России одновременно с постановкой настоящей работы велись иссле^ дования только по электроискровому источнику /55,56/. Конкретные сведения о конструкциях, параметрах гидроакустических сигналов и. режимах работы других невзрывных источников отсутствовали. Имевшиеся по этим источникам зарубежные публикации и проспекты фирм носили рекламный характер и не содержали сведений по выбору оптимальных параметров источников и их конструкции /20,147,151,152/.

- 7 - .

Целью настоящей работы явилось теоретическое и экспериментальное обоснование выбора параметров невзрывных источников, разработка ш внедрение на базе полученных результатов промышленных образцов источников, безопасных для ихтиофауны и способных полностью заменить подводный взрыв конденсированных ВВ при морской сейсморазведке на нефть и газ МОВ,МПВ,ГСЗ, работающих в диапазоне частот от 5 Гц до 100 Гц.

Предварительный анализ показал, что для достижения этой цели необходимо было решить ряд задач научного, технического, экономического и экологического характера.

I. На основании анализа и обобщения результатов исследовательских работ необходимо выбрать и обосновать тип невзрывного источника, безопасного для ихтиофауны, применение которого способно заменить подводный взрыв с учётом требований методики морских сейсмических наблюдений М0В,МПВ,ГСЗ.

2с Провести анализ влияния формы импульсов давления на акустический к.п.д. невзрывных источников в сейсмическом диапазоне частот и сопоставить с аналогичными параметрами при подводном взрыве„

Зо Провести экспериментальные исследования гидроакустических сигналов невзрывннх источников и на основании их анализа обосновать выбор оптимальных параметров источника, обеспечиващих максимальное сосредоточение энергии возбуждаемых сейсмических колебаний в заданных диапазонах частот, используемых при работах М0В,№ПЗ,ГСВ.

4. Разработать эффективные методы подавления помех от пульсации газовой полости, возникающей при срабатывании невзрывного источника в водеёмес

50 На основании результатов исследований по п„п. 1-4 провести ОКР и организовать внедрение при морской сейсморазведке комплексов невзрывных источников:

- газовзрывного источника с энергией одиночного воздействия, эквивалентной взрыву до 5 кГ тротила;

- пневматического источника для сейсморазведки MOB в диапазоне частот 20 * 80 Гц с подавлением помех от пульсации и точностью синхронизации, достаточной для накопления воздействий и группирования пневмокамер.

-пневматического источника для КМПВ и ГСЗ, использущего в качестве сигнала цуг волн, возбуждаемых при пульсации газовой полости в воде и обеспечивающего сосредоточение энергии колебаний в узкой полосе частот в диапазоне 5 + 20 Гц;

- скважинного пневматического источника для работ MOB на мелководных участках водоёмов, а также при работах ВСП и МСП;

- наземного поверхностного пневматического источника для проведенш работ MOB в прибрежных участках транзитных зон суша-море;

- пневматического источника с подавлением пульсации для проведения работ MOB при непрерывном сейсмическом профилировании (НСП) в диапазоне частот 60 * 200 Гц при изучении верхней части сейсмического разреза.

6с Провести экспериментальные исследования безопасности создаваемых невзрывных источников для живых организмов водоёмов.

7в Провести экспериментальные исследования сейсмической эффективности невзрывных источников и их сопоставление со взрывами эквивалентных по энергии зарядов ВВ.

8о Обобщить результаты внедрения и произвести оценку экономической и геологической эффективности применения невзрывных источников.

При оценке сложности и значимости представленной работы необходимо учитывать, что задача перехода от использования ВВ к невзрывным источникам при морской сейсморазведке на нефть и газ решалась в нашей стране при отсутствии опыта создания и внедрения таких источников«. Поэтому все сформулированные задачи пришлось решать впервые„

- 9

В работе над созданием невзрывных источников автор принимал участие с 1961 года в качестве непосредственного участника, а впоследствии и руководителя работ. За разработку и внедрение невзрывных источников для морской.сейсморазведки, обеспечивающих сохранность окружающей среды автор работы вместе с группой сотрудников удостоен звания Лауреата Государственной Премии СССР в области науки и техники за 1978 год.

Работа выполнялась в Раменском отделении ВНИИгеофизики ( в настоящее время ОАО ВШГШвзрывгеофизика) совместно с рядом научных и производственных организаций МинГео СССР.

На первах этапах работы в 1961-63 годах, исходя из требований методики работ MOB на море, был создан действующий макет установки газовой детонации УГД (пропан-кислород) с тротиловым эквивалентом одиночного воздействия до 5 кГ. На Бакинских зоводах было организовано изготовление трёх образцов установки УГД-10 Их эксплуатация велась в 1966-68со на Каспийском и Чёрном морях.

Первые экспериментальные образцы пневматического источника НИ-1 были изготовлены и испытаны в 1963 г. Однако незначительная по сравнению с УГД-1 энергия одиночного воздействия,эквивалентная взрыву 20 * 50 гр тротила и отсутствие сейсмических станций, обеспечивающих накопление воздействий сдерживало их внедрение. При дальнейших исследованиях были созданы патентноспособные конструкции ПИ (запа^ тентованы в США, Франции) /98,99,100/, разработаны способы подавле— ния пульсации /15,124,12.5/» способы существенного (до 10 раз) повышения энергии выхлопа за счёт сгорания топливно-воздушных смесей в рабочем объёме пневматического источника /54,98/.

Интенсивное внедрение пневматических источников в нашей стране началось в 1968-69гг с появлением первых отечественных сейсмостанци! с магнитной записью и с возможностью накопления' воздействий /91/ ( СМ0В- 0-24; НСК-24; ССЦ и др.)о Уже в 1970 г практически весь

- 10 объём морских сейсморазведочных работ на нефть и газ в нашей стране проводился с использованием невзрывных источниковс Первый серийный пневматический источник,разработанный под руководством и при участии автора, ПИ-1 был изготовлен на Опытном заводе Геоприбор МиеГео СССР в 1968го Он был предназначен для работ MOB в диапазоне частот 20 ч- 80 Гц и был расчитан на работу одиночными пневмокамерами«, Последующие модификации этого источника ПИ-1Б, ПИ-IB, ПЙ-1Г уже предусматривали группирование пневмокамер объёмом от 0,2 дм3 до 7,0 дм3 и подавление помех от пульсации,

В семидесятых годах всвязи с запретом на применение подводных взрывов при ШПВ - ГСВ были разработаны низкочастотные пневматические источники с объёмом одиночной пневмокамеры от 30 до 240 дм3 ( ПИ1-15; ПИ-5; ПЙ1Д; СЙН). За счёт использования пульсации и оптимальных глубин погружения источника они обеспечивали сосредоточение энергии возбуждаемых колебаний в диапазоне частот 5-20 Гц.

Для сейсморазведки MOB в транзитных зонах суша-море и работ в условиях мелководья были проведены исследования оптимальных условий возбуждения колебаний при размещении источников в скважинах и созданы погружные пневматические источники ПИ4 и ППИ. Они были опробованы и успешно используются при авиасейсмозондировании на акваториях покрытых льдом, при вертикальном сейсмическом профилировании и при межскважинном сейсмопросвечивании. При выходе профиля на берег в транзитной зоне в северных районах в условиях вечной мерзлоты использование ППИ оказалось невозможным,, В этих условиях более предпочтительны наземные поверхностные генераторы сейсмических колебаний типа ГСК /138/0 Однако газовзрывные источники ГСК-6, ГСК-10 и дре удовлетворительно работали только в условиях положительных температур окружающего воздуха и имели ограниченную автономность из-за необходимости поставок кислорода и пропан-бутана0 Поэтому с целью расширения рабочего температурного диапазона назем

- л ных генераторов типа ГСК и повышения автономности их работы в северных условиях были проведены ШОКР и организован серийный выпуск ! пневматических наземных генераторов ГСК-Ш и ГСК-ЮС. При их разработке был использовал опыт создания пневматических источников для морской сейсморазведки и наземных генераторов типа ГСК /93/.

Результаты выполненных автором исследований и обобщение материалов по теме других авторов позволяет сформулировать следующие новые научные положения:

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований впервые показано, что выхлоп сжатого воздуха под давлением 204-15 МПа и взрыв газовой смеси при величине выделяемой энергии до 400 кДж, эквивалентной взрыву зарядов тротила массой до 100 г, по акустическому к.ПсДс в диапазоне частот 5 * 100 Гц не уступает, а в диапазоне частот 20 - 80 Гц превышает акустический к0п.д. равных по выделяемой энергии подводных взрывов зарядов конденсированных ВВ.

2. Установлены количественные зависимости между основными параметрами пневматических и газовзрывных источников и преобладающей частотой регулируемых сейсмических колебаний.

Зо Установлены критерии определения оптимальных параметров пневматического и газовзрывного источников применительно к задачам морской сейсморазведки.

4с Методы повышения разрешающей способности сейсмической записи за счёт предложенных и разработанных новых способов подавления пульсации и ослабления помех от пульсации.

5 с Метод стабилизации формы сигнала линейного группового пневматического источника с одним запускающим клапаном на головной пнев-мокамере и с принудительной синхронизацией моментов выхлопа группируемых пневмокамер.

6. Технология эффективного применения пневматических линейных групповых источников в необсаженных скважинах при ВСП.

Новизна, важность и практическое значение представленной работы заключается том, что на основе результатов проведенных исследований разработан высокоэффективный ряд невзрывных источников для различных модификаций сейсмических наблюдений на акваториях, внедрение которого позволило практически полностью отказаться от использования подводного взрыва конденсированных ВВ и обеспечить безопасность морской сейсморазведки для живых организмов водоёмов*

Основные результаты диссертационной работы докладывались на Научно-технических совещаниях и конференциях по морской геофизике (г.Геленджик 1966г; Киев 1972г; Рига 1974г), на ряде совещаний в МинГео СССР, в научно-исследовательских и производственных организациях о

Результаты работ, приведенные в диссертации, защищены 32 авторскими свидетельствами на изобретения, её содержание отражено в книгах "Взрывное дело" (1976г), "Источники упругих колебаний для морской сейсморазведки" (1977г), "Новые источники сейсморазведки, безопасные для ихтиофауны" (1980г.), "Морская сейсморазведка методом преломленных волн" (1984г.), "Невзрывные источники сейсмических колебаний - справочник" (19,92г) и в 30 печатных работах.

Диссертация изложена на 240 печатных страницах машинописного текста (включая 21 таблицу), содержит 88 рисунков на 81 отдельных листах, в спеске литературы 196 наименованийо

Диссертация состоит из Введения, 5 глав и заключения. В первой главе по результатам анализа материалов литературных источников, патентного фонда и рекламных проспектов дается обзор состояния разработки и внедрения к моменту постановки настоящей работы как подводного взрыва, так и невзрывных источников для морской сейсморазведки» Рассмотрены основные резз^льтаты исследований воздействия подводного взрыва на живые организмы водоёмов и возможные пути развития и совершенствования технологии взрывных работ

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Балашканд, Михаил Иванович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных автором и руководимым им коллективом в период перехода морской сейсморазведки от использования, взрывов зарядов конденсированных ВВ к невзрывным источникам, обеспечившим практически полную безопасность источника сейсмических колебаний для окружающей среды. В диссертации приведены также результаты исследований, выполненных в последующие годы, при расширении сферы применения пневматических источников.

Выполненные исследования позволили обосновать, разработать и внедрить комплексы невзрывных источников для возбуждения в воде колебаний в диапазоне частот от 7 Гц до 200 Гц, используемых при сейсморазведке MOB ОГТ, КМГЗВ, ГСЗ, НСП, ВСП, МОП и др. Выполненные исследования позволили так же обосновать применение и внедрить пневматические источники в наземных генераторах сейсмических колебаний типа ГСК, разработать и внедрить при ВСП погружные пневматические источники, размещаемые в необсаженных скважинах.

Внедрение пневматических источников при морской сейсморазведке с обеспечением безопасности сигнала для окружающей среды позволило существенно повысить автономность плавания сейсморазведочного судна, производительность работ, их геолого-зкономическую эффективность и безопасность для обслуживающего персонала,

Использование пневматических источников в наземных генераторах сейсмических колебаний повысило автономность последних и обеспечило их работоспособность в северных условиях при температурах до минус 30 °С.

Начиная с 70-х годов внедрение невзрывных источников при морской сейсморазведке позволило практически полностью отказаться от использования подводного взрыва. Работа но созданию н внедрению невзрывных источников для морской сейсморазведки в Х978г была удостое

- 236 на Государственной премии СССР.

Ниже приведены основные результаты работ и главные положения диссертации.

1. Сформулироваш основные направления и задачи работ по созданию невзрывных источников и обеспечению его безопасности для ихтиофауны.

2. Исследован процесс возбуждения гидроакустического сигнала внезапно расширяющейся газовой полостью при малой плотности энергии в очаге взрыва. Рассмотрены аналогичные зависимости длительности фазы сжатия первой волны давления, периода первой пульсации, акустического к.п.д. первой и второй волн давления, возбуждаемых при первом расширении ж охлопывании газовой полости. Показано, что при оценке акустического к.п.д. источника по первой волне давления при малых значениях отношения начального давления Рн ^ 10 МПа к гидростатическому Рг, характерных для невзрывных источников, пренебрежение работой против сил гидростатического давления недопустимо. Показано, что акустический к.п.д. по фазе сжатия первой волны давления у сферического источника при Рн^10 МПа не превышает 6 %, а второй может достигать 12 % * 15 % и определяется, в первом приближении,соотношением первого и второго периодов пульсации.

3. Рассмотрено влияние глубины погружения источника, длительности одиночного импульса давления и его формы (экспоненциальная, колокольная, синусоидальная) на частотный спектр сейсмического сигнала и распределение его энергии по разным диапазонам частот.

Показано, что диапазон частот^; * ^ вокруг частоты =\/ ^ *^ определяет оптимальную глубину погружения источника и длительность фазы сжатия импульса давления.

Показано, что наиболее предпочтительной является синусоидальная форма импульса. По сравнению с экспоненциальной она позволяет при равной длительности фазы сжатия импульсов и спектральной плотности

-.237 на частоте в 2,2 раза снизить максимальную амплитуду давления.

Это дает возможность при сохранении сейсмической эффективности в диапазоне частот вокруг уменьшить поражающее действие на живые организмы водоёмов и использовать менее напряжённый режим работы источника,

4. Рассмотрены способы подавления пульсации при подводном взрыве. Предложены и использованы при разработке невзрывных источников два новых подхода к решению проблемы подавления помех от пульсации газовой полости. Первый предусматривает непосредственное подавление пульсации в момент первого перерасширения газовой полости путем исскуственного повышения давления внутри полости до гидростатического давления. Второй использует накопление воздействий источника при постепенном изменении периода пульсации или группирование нескольких источников с разным периодом пульсации,

5. На основании экспериментального изучения акустических сигналов, возбуждаемых при подводном газовом взрыве и выхлопе сжатого воздуха, установлены зависимости амплитуды и длительности фазы сжатия первой волны давления, периода первой пульсации и акустического к.п.д. от параметров источника.

6. Произведено сопоставление сейсмической эффективности невзрывных источников с подводным взрывом конденсированных ВВ. Показано, что несмотря на существенно меньший общий акустический к.п.д. по первой волне давления невзрывные источники в сейсмическом диапазоне частот до 100 Гц имеют более высокий акустический к.п.д. по сравнению с эквивалентны!® по энергии воздействия зарядами конденсированных ВВ.

7. Установлена зависимость между заданным диапазоном частот и оптимальными параметрами газовзрывного и пневматического источников как при подавлении пульсации, так и при её использовании для формирования сейсмического сигнала.

- 238

8. Показано, что невзрыввые источники-с оптимальными параметрами для диапазона частот 5 ~ 100 Гц при амплитуде первого импульсе давления до 0,6 МПа на расстоянии I м источника сигнала уже безопасны для живых организмов водоёмов. Увеличение этого уровня давления в 2 + 3 раза, как показала практика работ на Каспийском и Чёрном морях с установкой газовой детонации УГД-I, заметного ущерба рыбно-щ хозяйству также не наносит.

9, Разработана установка газовой детонации УГД-I с комплектом взрывных камер объёмом до 700 дм3,позволяющая заменять при работах MOB взрывы зарядов тротила массой до 5 кг. Она стала первым отечественным невзрывным источником,показавшим возможность отказа от использования ВВ при морской сейсморазведке MOB на нефть и газ и эксплуатировалась на акватории Чёрного и Каспийского морей в 1965-68 гг.

10. Разработан и внедрён в практику морских сейсмических исследований комплекс пневматических источников с объёмами пневмо-камер от 0,3 дм3 до 240 дм3. Внедрение пневматических источников позволило полностью отказаться от использования конденсированных ВВ для возбуждения сейсмических колебаний в водоёмах, существенно повысить производительность морской сейсморазведки и обеспечить безопасность источника для ихтиофауны. На начальной стадии внедрения пневматических источников годовой экономический эффект при работах MOB только за счёт отказа от использования конденсированных ВВ составил в ценах 1974 г. 720 тыс.руб. при общей протяженности профилей MOB за 1974г 37,4 тыс.км.

11. Показана и обоснована перспективность применения пневматических источников на акваториях покрытых льдом и разработана технология работ в северных условиях в переходных зонах суша-море и при авиасейсмозондировании.

- 239

12. Исследована сейсмическая эффективность пневматических источников в обсаженных и необсаженных скважинах, заполненных водой. Разработан и внедрен погружной пневматический источник ШШ для возбуждения' сейсмических колебаний при ВСП.

13. Обосновано применение пневматических источников в наземных генераторах сейсмических колебаний. Разработаны и внедрены пневматические генераторы ГСК-1П и ГСК-10С.

14. Показана эффективность применения пневматических источников малого объёма (1,0 * 0,3 дм3) при межскважинном сейсмопро-свечивании и микросейсмокаротаже скважин глубиной до 200 м.

Актуальность, новизна и практическое значение выполненных исследований состоят прежде всего в том, что на базе их результатов разработаны первые образцы отечественных невзрывных источников для сейсморазведки на акваториях, которые обеспечили возможность полного отказа от использования подводного взрыва конденсированных ВВ.

Говоря о перспективах дальнейшего развития работ по невзрывным источникам для сейсморазведки на акваториях можно выделить следующие актуальные направления:

- создание невзрывного источника повышенной мощности одиночного воздействия для проведения сейсморазведочных работ в переходных зонах суша-море при размещении источника в необсаженных скважинах;

- разработку источника сейсмического сигнала для мелководных участков водоёмов с размещением источника в водном.слое глубиной до 0,2 + 0,3 м.

В качестве перспективного источника в последнем случае можно рассматривать кодоимпульсный пневмогидравлический источник с переменной частотой следования импульсов от 0,5 до 10 Гц по случай

- 240 ному коду при регистрации и обработке сейсмической записи по технологии "МИНИ-СОСИ".

Основные защищаемые положения

1. На основе теоретических и экспериментальных исследований получены значения основных параметров гидроакустических сигналов, возбуждаемых при подводном выхлопе сжатого воздуха и взрыве газовой смеси.

2. Метод выбора оптимальных параметров пневматических и газовзрывных источников для максимального сосредоточения энергии гидроакустического сигнала в заданном диапазоне частот.

3. Ряд пневматических источников для морской сейсморазведки НСП; М0В-0ГТ; КГ,СПБ; ГСЗ, разработка и внедрение которого позволили полностью отказаться от использования взрыва конденсированных ВВ.

4. Методы повышения разрешающей способности сейсмической записи за счёт подавления пульсации путём повышения давления в перерасширившейся газовой полости и суммирование воздействий с разным периодом пульсации.

5. Метод стабилизации формы сигнала линейного группового пневматического источника с одним запускающим клапаном и принудительной синхронизацией моментов выхлопа.

6. Технология применения пневматических линейных групповых источников в необсаженных скважинах при ВСП.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Балашканд, Михаил Иванович, Москва

1. Адашдзе Д0й. Взрывные работы сжатым воздухом высокого давления. Госгортехиздат, 1963.

2. Азими Ш.Ао, Калинин А„В., Калинин В0Во Подавление повторных ударов при электрическом возбуждении упругих волн0- "Вестник МГУ", 1966, & 4,с.71 85 с ил.

3. Акуличев ВвА„ Пульсации-кавитациоиных полостей. В кн.:

4. Мощные ультразвуковые поля» М.Наука, 1968, с„129 166 с ил0

5. Арсентьев В0В. К теории импульсных разрядов в жидкой среде. ПМТФ, 1965, & 5 с.51 - 57„50Баженова Т0В0, Солоухин Р.И. Поле давлений, возникающее в воде при электрическом разрядео В кнс: Физическая газоди-намикао М,Из-во АН СССР, 1959, с„135 - 142 с ил.

6. Балашканд М0Ив, Майоров В0В0, Шевелев ВоА. Некоторые результаты изучения параметров прямых волн, излучаемых подводными газовыми взрывами»•- Прикладная, геофизика, Вып060,Недра,1970

7. Балашканд М0И., Ловля С0А» Источники возбуждения упругих волы при сейсморазведке на акваториях« М.Недра, 1977,128с. с ил0

8. Баум Ф.А», Станюкович КоП», Шехтер Б0И. Физика взрыва,, М., Физмашгиз, 1959, 792 с0 с ил»20о Белов ГоВо Ноше источники сейсмической энергии за рубежом» Обзор» Серия: Региональная, разведочная и промысловая геофизика» В 2, М., 1969, с.25 с ил»

9. Гагельганц A.AКоган Л.й, Методики к техшка взрывных работ с борта судна-сейсмостанцаи при морских сейсмических исследованиях МОЗо Прикладная геофизика, Вып.43, М»,Недра, 1964,с 18 28 с ило

10. Гкеденко Б»В. Курс теории вероятностей. М., Наука, 1965, 400 с. с ило

11. Гродзянская Т„М., Лукашкин Ю.П. Сейсморазведка на непрерывных волнах. Обзор зарубежной литературы» Серс Нефтегазовая геология и геофизика» Мо,ВНИИ0ЭНТ, 1969, 78 с0 с ил.

12. Дерягин БоВо 0 затухании и дисперсии сейсмических воли. Гео.физика, 1931, т.1, I - 2, с.207

13. Дубров Е»Ф. Звуковая геолокация., Л.,Недра, 1967, 110 с0с ил39о Единые правила безопасности при взрывных работах» М.,Недра, 1968, 319 с.

14. Зверев С.Мс Сейсмические исследования на море» Me, из-во МГУ, 1964, 187 с. с ил„45о Зельдович Я о Б0, Компанеец АЖ Теория детонации«, М.,Гостоптехиздат, 1955, 268 с. с ил.

15. Зельдович йсБ., Когарко С.;,10, Семёнов Н0К. ЖТФ, 1956, ХШ1,8.47»Зайцев Ю0П. Механическая прочность икры хамсы и сзязанные с ней особенности размножения. Вопросы ихтиологии, 1954, вып012, с. 127 - ISO.

16. Источник сейсмического сигнала. А0С0№ 438961 Б0ИЛ£ 29, 1975, Авт. М.й.Балашканд, Н.Г0Филиппов, МоД.Е^именко и дрс

17. Источник сейсмического сигнала. A.C.te 552880, 1976,ДСП. Авт. 'М.ИоБалашканд, Л.Г.Акентьев, С.АоЛовля и др0

18. Источник сейсмического сигнала. A.C.J£ 566222, Б0И0}£ 27,1977. Авт.'М.И.Балашкацд, Г.С„Евдокимов, О.Л.Чен и др.

19. Калинки А0В., Калинин В0В., Пивоваров Б.Л. Сейсмические исследования на акваториях«, М»»Недра, 1983, с.204 с ил.,

20. Калинин А0В0, Фаталиев М„Х. Электроискровой источник упругих колебаний для детального сейсмического профилирования на пресноводных акваториях. Прикладная геофизика.,Вып.75, М.,Недра, 1974,с. 69 75 с ило

21. Коул Р. Подводные взрывы. Пер»с ани; М., ИЛ,1950,494со с т

22. Ландау Л.Д», Лившиц Е.М. Механика сплошных сред.,М.,Гостех~ издат, 1955, 371 с0 с ил»69о Лерой К. Распространение звука в Средиземном море. В кн«Подводная акустика, Пер.с англ»,М.,"Мир", 1970, с.274-324 с ил.- 246

23. Либерман Л.И» Распространение звука в океане. Пер. с англ., М., "Мир", 1969, 395 с. с ил.

24. Люис Б.Ж.,Эльбе. Горение, пламя и взрывы в газах» Мо, ИЛо, 1955.

25. Манукоз B.C., Москаленко 1С.А. Источники возбуждения сежсмк-ческих волн при морской сейсморазведке за рубежом. Обзор зарубежной литературы. Сер. Нефтегазовая геология и геофизика., Мо, изд. ВНЙМОЭНГ, 1973, 57 с„ с ил„

26. Максимов A.A., Рой H.A. Об эффективности излучения импульса сжатия при выводе сжатого газа в воду. К.Акустический журнал,

27. Мейер Б» Влияние воздушных пузырьков в воде на распространение звука. В кн. Некоторые вопросы прикладной акустики.под ред. Ргардсока И.Д.»Воен.изд.мин. обороны СССР, М., 1962, с.205 221 с ил.

28. Невзрывные источники при морских сейсморазведочных работах КМПВ. Прикладная геофизика. Вып.83, М.,Недра, 1976»

29. Авт. М.К.Балашканд, Ю.й.Матвеев, А.Г.Акентьев и др0

30. Новые источники сейсморазведки безопасные для ихтиофауны» М.,Наука, 1980, с.78 с ил. Авт.М.И.Балашканд, З.Х.Векилов, С.А.Ловля и др»82» Невзравные источники сейсмических колебаний. Справочник. М.,Недра, 1992, с.240 с ил., под редакцией М.Б.Шкеерсона.

31. Об использовании невзрывных источников при работах методом вертикального сейсмического профилирования. Экспресс-информация Серия: Региональная, разведочная и промысловая геофизика« Л 21, ВИЭМС, М.,1973. Авт.: М.И.Балашканд, В.В.Благов, С.А.Ловля и дрс

32. Пневматические источники низкочастотных колебаний для сейсморазведки,, В кнс Прострелочно-взрывные и импульсные виды работ в скважинах. ВИЭМС, М.Д991, с.208 - 217. Автс :МсИ.Балашканд, ЛоНоСолодилов, ОоЛЛен.и дрс

33. Пневматический источник сейсмического сигнала,, АоС0№ 391509. Б.Ио & 31, 1973. Авт.:М.й»Башаканд, Н.Г.Филиппов, М.Д»Ефименко.

34. Патент США J& 3.447.625, 19670

35. Пузырё.в НоН. Интерпретация данных сейсморазведки методом отражённых волн. М.»Гостоптехиздат, 1959, 376 с. с ил.

36. Солодилов JI.H. Действие взрыва на живые организмы населяющие моря. Разведочная геофизика, вып.8, 1965, с.64 - 69,

37. П5о Солодилов ЛоЕ., Каплан Б.Л. Использование взрывов составных зарядов для возбуждения упругих волн в морской сейсморазведке. Разведочная геофизика, вып.10, 1966, с. 64 - 69.

38. Солодилов Л.Н. Исследование и разработка источников возбуз дения упругих волн для морской сейсморазведки. Кандидатская диссертация, 1968.1. ОСТА — KjkJKJ —

39. Способ возбуждения упругих волн в грунте, А,С,ДО 269502, 1970, Б.Ио № 15о Авт.: С„А.Ловля, М.ИоБалашканд, Б,Л0Каплан и др0

40. Установка газовой детонации. А.С.й 1199076, ДСП., 1981. Авт.: М.й.Балашканд, М.С.Кашевич, Г.Г.Бузо и др.

41. Установка газовой детонации. А.С.№ 792188, Б.И.№ 48,1980 Авт.: Мой.Балашканд, В.А.Шевелев, Г.С.Евдокимов и др.

42. Устройство для возбуждения упругих колебаний с поверхности земли. АоСо^ 760010, Б.ИЛй 32, 1980. Авт.: В.А.Шевелев, М.й.Балашканд, ОоЛ.Чен и др.134о Физические основы подводной акустики. М.Советское ради 1955, 740 с. с ил.

43. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.,Гостехиздат, 1957,236 с • с ило

44. Щелкин К.йо Возникновение детонации в шероховатых трубах.- ЖЭТФ, 1947, т.17, вкп.5.

45. Щелкин К.К., Трошин Я.К. Газодинамика горения. Из-ео АК СССР, М», 1963, 254 с. с ил.

46. Юров Ю.Г., Вартанов С.П« Сейсморазведочные работы на море- Разведочная и промысловая геойизика., вып.26.»Гостоптехиздат, 1959, с« 35 41 с ил.

47. Яковлев Ю.С. Гидродинамика взрыва. Судпромгиз, 1961, 313 с. с ило144о А^Ееп. F.T. Some chotzcLctelL&tlcg of mdzlne$рссгкег seismic datd.— Geophysics' l972.yoB.373, p. S3-69 vsLth IE.

48. Composite Signet? decomposition . — CfE&E Tz&nS1. Audio c/ad BPect2Qdcoust.143о PoSette в. У—Acaritinnous 2efSection pzofiEe a/Paug the /JothezB&uds codst f vom Wa&hezem to Л en HeBdez. GeoEogie en /VIlJEqu.^ -/966, voB, 45,

49. Seís/?z¿c c/i&z&ctez¿st£cs aizaun. ¿оигсе , Q-eophySicá1982> Уо£. У7, p- 1271- 12S41700 Lezop P&zke>S M-J-, S¿^.ovick E.M

50. Sonze /¡cocjstcc&e ch&2.c¿cte2í$tLc$ of andei Wa^et .expo8üs¿on.s af h.c<Utogen. — oxygen. rn.Cxtu.zeS* Xofthe AcousÍ:¿cct£. ¿oSCete of /¡rne^iceL, i9£3?vo¿.35?171 ¿odez¿dge Рыгкея &*E.,/-laittorL

51. U)o?.tkLngton E/fects of rnazine Souzce &ггоigc/Czectlyctíf a/7, Se¿Sn?¿c c¿<rtoi c/nd ^оагсе Sígnate/ze decon.-voiatCofL P¿2St Szеле. p.1&-22.

52. ScSmLS OlEweek; 196^ v0£, 16\ p- 254

53. M<^yn.eWtH duett/ G'Or. Seismic SCancttaiS of Bdzge. QLLZgunS — Greophysics. 1971, VSS9 >/• SrpJ/SZ'/a.

54. Yik.Mooie ALA. —Expezlece WCtk. ike a#S Souzce secsmic p^ofcBes:. — W^d Oce, 1367, pr 131-13&

55. JJoote&oorn. J.Zf. SLanatuze arid oimp^^de- of Pcneaz dii-ffjun. c/zzctys — Psospect- 197Q1. P. /91- 2o1 ,

56. Pcvtkes J-Ic/ttorL flaud&an.d T

57. Mdiine joc/zce aLTictij c/LtectL^Ltyz a new Wco/e aiZgun. azzc^ys system —Fizst Steak- 198^ p. 9-15ma/><*7 ¿es iio6kou)skL Hatton

58. The sl*^n.cCta*ie 0/ o/a at.tc^uri a^oiygz corriputcitLon. ¿~zon\ neci*l—j"le£d meoLSuzemerits LrLciuding iate7cictCon.ipz&LcliicctB conZloletaL-tiofiS — G- eoph.t/£ic S- 198H3 p. 195~ 211

59. JS>2.3aft/z M.hf. An. effLcleni nzeiAod of opezaicao tke alzgun. —Jicd. 198o, vo£. 287 p. S5-9H

60. S¿nc£*U ß/idt.tcdchd.zyЫ Gr, Jnteldctlan. effects In rnotilrie seismic Soazce ocix&ys—38id, i960, voB. 2S, p. J23-332

61. SmeBBie &VJ- Menino expëozdit¿orí. ¿?a¿notcJùotn

62. Mining. JeWZnoL?, 19S1)Vq2, &2, /jf 2} p, 1S4-15?: