Источник сейсмических сигналов для морской разведки

Источник сейсмических сигналов для морской разведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

И306РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (>932434 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 16.08.74 (21) 2056672125 с присоединением заявки М(23) П риоритет (51)М. Кл.

GO1 Ч 1/02 Ъвудеротеаеьй квинтет

СССР ао долек изобретений и открытий

ОпУбликоваио30.05.82. Бюллетень РР»0

Дата опубликования описания 30.05.82 (Ë3) УДК 550 834 (088.8) (72) Автор изобретения

В.В. Михайлов

4 т.:т

Ь ф объединение «Южморгео" (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

ДЛЯ МОРСКОЙ РАЗВЕДКИ

Изобретение относится к геологоразведочной технике, а именно к устройствам для возбуждения сейсмических волн на акваториях путем использования энергии гидравлического удара.

Известные источники сейсмических сигналов представляют собой гидравлические системы открытого типа, в которых за счет резкого дросселирования потока происходит преобразование кинетической энергии жидкости в потенциальную энер гию давления.

Источник звука для использования ga море представляет собой устройство, содержащее трубу диаметром около метра при длине в несколько десятков метров, на концах которой . имеются раструбы с диаметром выходного отверстия в неоколько метров. Вследствие незначительной скорости движения корабля (буксировка) система является низконапорной, что при заданной энергии излучаемого сигнала приводит к громоздкой конструкции излучателя (1).

Если учесть, что данное устройство буксируется кораблем на определенной

I глубине, Ы очевидными становятся недостатки эксплуатационного и экономического характера.

Сейсмический морской источник имеет гидравлический насос и преобразователь энергии, выполненный в виде трубы.

Насос создает мощный поток воды в трубе, которая опущена в воау. Открытый конец трубы, находящейся в воде, снабжен клапанным устройством, с помощью которого можно в необходимые моменты времени резко тормозить поток жидкости в трубе. Вследствие этого в ней повышаевся давление, воспринимаемое резиновой обоймой, охватывающей перфорированную часть трубы. Импульс расширения обоймы вызывает волну сжатия в окружающей среде. В качестве рабочей жидкости в . этой системе используется морская вода j2).

Однако вода оказывает .агрессивное воздействие на проточные элементы сиотемы, вызывая их усиленный износ в процессе эксплуатации. Использование морс кой воды в системе как рабочего тела затрудняет применение источника в загряз ненных и заболоченных водоемах, а также на мелководье, Выбросы жидкости в открытый участок трубы в периоды меж ду импульсами приводят к непроизводи:тельной затрате мощности и оказывают ненужное возмущающее воздействие на 30 окружающую среду. Кроме того, схемы указанных сейсмических источников не содержат аккумуляторов энергии.

Известен источник сейсмических сит налов для морской сейсморазведки, сойер-,1 жащий гидро- и пневмосистемы, насос, -.источник избыточного давления, гидроаккумулятор и преобразователь энергии.

Перед работой гидропневмоаккумулятор заряжается до необходимого давления с 2 помощью насоса, который после этого отключается вентилем. Затем, с помощью клапана, срабатывающего, напршаер, при сжигании навеси взрывчатого вещества (пороха}, полость гидропневмоаккумулято- ра соединяется с тупиковой камерой. В последней возникает резкий заброс давления жидкости, который с помощью рабочего органа генерирует ударный сейсмический Импульс (33. ЗО

Недостатками известного устройства являются недостаточно полное использование аккумулированной энергии для производства и посылки сейсмического сигнала, обусловленное малым возникно- з1 вением кинетической энергии и последуюпщм преобразованием ее в импульс давления, а также низкая максимально возможная частота посылки сейсмических сигналов, что является следствием откры-ао той гидравлической:системы и установки управляющего органа в виде клапаннозолотникового устройства с приводом от вывеси взрывчатого вещества (пороха).

Цель изобретения - повышение КПД, 4$ частоты и энергии излучающих импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь энергии выполнен в виде двух герметичных камер давления с подвижным дном, соединенных между собой в нижней части через насос с помощью гидросистемы.и блока управления, а "в верхней части камеры соединены с источником избыточного давления.

Подвижное дно каждой камеры давления выполнено в виде подпружиненного стакана, внутренний диаметр которого " больше внешнегo диаметра камеры, при этом на дне стакана с внутренней стороны установлен гидроотсекатель, а корпус камеры в зоне подвижного дна перфорирован.

В полостях камер давлейия установлены датчики предельного уровня жидкости.

На чертеже изображена принципиальная схема источника сейсмических сигналов для морской сейсморазведки.

Устройство содержит камеры 1 и 2 давления, неподвижное дно 3, подвижное дно 4, опорно-уплотнительную обойму 5, пружины 6 возврата, гидроотсекатель 7, эластичный кожух 8, насос 9, задатчик

10 максимального давления, клапаны ll»

16, систему 17 управления, гидроаккумулятор 18, двигатель 19, датчик 20 предельного уровня жидкости, баллон 21 со сжатым газом, пневморедуктор 22, вентили 23-25,, штуцеры 26-27.

Источник сейсмических сигналов для морской сейсморазведки содержит две камеры 1 и 2 давления, которые выполнены идентично. Отдельная камера 1 пред- ставляет собой жесткий корпус цилиндри ческой формы (трубу), одна сторона которого имеет неподвижное 3, а втораяподвижное дно 4, выполненное в виде жесткого стакана. Внутренний диаметр последнего превышает внешний диаметр корпуса камеры на величину, позволяющую установить опорно-уплотнительные обоймы 5 на стакане и корпусе. Зти же обоймы служат направляющими при взаимном перемещении корпуса камеры и стакана 4. Между обоймами 5 устанавливаются пружины возврата 6 в. исходное состояние подвижных элементов камеры).

С внутренней стороны подвижного дна 4 установлен гидроотсекатель 7, выполненный в виде кольца и неподвижно скрепленный с дном 4. В зоне перемещения гицроотсекателя 7 корпус камеры 1 имеет перфорацию (не показана). Последняя вместе с гидроотсекателем предназначается для гашения колебаний в системе после излучающего импульса и плавного возврата стакана 4 в исходное положение.

Изоляция скользящих контактов от морокой воды осуществляется эластичным кожухом 8. Камеры 1, 2 давления в зоне неподвижного дна 3 соединены трубопро водами с пневмосистемой.

Несколько выше подвижного дна камеры соединены друг с другом посредств вом гидросети через органы управления и насос 9. Последний охвачен кольцевой магистралью с задатчиком 10 максималь

5 932 ного давления. Причем под органами уп» равления здесь понимается система клайанов 11 16, С помощью клапанов 11

14 по командам от системы 17 управл ния можно поочередно подключать камеры давления к всасывающей или нагнетающей магистрали насоса 9. Клапаны 15 и 16 служат для перекрытия основных магистр» ралей, Перед входом в насос 2 к магистральному трубопроводу подсоединен гид- $0 роаккумулятор 18. Привод насоса 9 осуществляется от двигателя 19. Кроме таго, в камерах давления устанавливаются датчики 20 предельного уровня жидкости.

Пйевмосистема источника состоит из баллона 21 со сжатым газом, пневморе» дуктора 22, перекрывных вентилей 2325 и заправочных штуцеров 26 и 27.

При подготовке к работе камеры дав- 2а ления гидросистемы через заправочные штуцеры 26 и 27 заполняются рабочей жидкостью до расчетных уровней с подачей ее в гидросеть. После этого из бал лона 21 через редуктор 22 и вентили 23 25 и 25 подается в камеры 1 и 2 сжатый газ, что создает в них первоначальное избыточное давление. Сжатый газ путем открытия вентиля 24 подается также в гидроаккумулятор 18. По окончании заряд-зо ки системы вентили 23, 24 и 25 пере крываются.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в исходном состояние клаланы

12 и 13 закрыты, а клапаны 11, 14, 35

15 и 16 открыты. Тогда всасывающий патрубок гидронасоса 9 будет подключен к камере 1 давления, а нагнетаютийк камере 2. При вращении насоса рабочая жидкость из камеры 1 будет перекачиваться в камеру 2, давление в которой повысится до величины, определяемой настройкой задатчика 10 максимального давления. В данном случае в камере 2

45 произведено накопление потенциальной знергии сжатых жидкостей и газообразных сред. По сигналу системы управления одновременно клапаны 12 и 13 открываются, а клапаны 11 и 14 закрываются.

Вследсвие этого происходит переключение камеры 1 со всасывающего трубопровода к нагнетающему, а камеры 2 - с нагнетающего к всасывающему, Под действием перепада давления жидкость в камере 2 получает ускоренное движение с понижением уровня. В тот момент, когда уровень жидкости в камере 2 понизится до величины, определяемой местом уста434 6 новки датчика 20, подается сигнал от сйстемы управления на закрытие клапана 15.

Клапан 1 5 перекрывает магистраль ный трубопровод.

За счет мгновенной остановки жидкооти происходит гидравлический удар, сопровождаемый резким повьппением давления в жидкости.

Подвижное дно 4 камеры, воспринимая этот импульс повышения давления, передает сейсмический сигнал морской среде в в виде волны сжатия, При прямом ходе подвижного дна рабочая жидкость через перфорированную часть корпуса камеры, а затем и- через образовавшуюся кольцевую щель между концом корпуса и гидроотсекателем поступает в перфорированную полость станка.

При обратном ходе в атой плоскости

/ жидкость отсекается гидроотсекателем 7 и в последующем выдавливается через перфорацию корпуса. За счет атого происходит плавное возвращение подвиЖного дна в исходное состояние с гашением колебаний в системе.

Следующий цикл работы идст с излучением энергии камерой 1 аналогичным путем, которая к этому времени уже готова к действию.

Таким образом, в процессе работы иоточника сейсмических волн дпя морской разведки исключены непроизводительные затраты энергии, связанные с выбросом жидкости в окружающую среду. Цикл работы его организован так, что в один его период времени происходит аккумуляция энергии, а в другие - полезная отдача.

За счет этого снижаются, вредные помехи при работе источника, улучшаются условия его эксплуатации и увеличивается знерге тическая экономичность функционирования.

Источник легко управляем. Спектр сейсми ческого сигнала и его энергетический уровень можно менять путем изменения рабочего давления жидкости в скорости перекрытия клапанов.

Формула изобретения

1. Источник сейсмических сигналов для морской разведки, содержащий гидрои пневмосистемы, насос, источник избы точного давления, гидроаккумулятор и преобразователь энергии, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения

7 932434 8

КПД, частоты и энергии излучающих им - катель, а корпус камеры в зоне подвижпульсов, преобразователь энергии выпол- ного дна перфорирован, нен в виде двух герметичных камер дав 3. Источник по пп. 1 и 2, о т л и ления с подвижным дном, соединенных ч а ю m и Й с я тем, что в полостях ка между собой в нижней части через насос S мер давления установлены датчики прес помощью гидросистемы и блока управ- дельного уровня жидкости. ления, а в верхней части камеры соеди- Источники информации, нены с источником избыточного давления. принятые во внимание при экспертизе

2. Источник по и. 1, о т л и ч а ю - 1. Патент Англии № 1258562, шийся тем, что подвижное дно каждой1О кл. Н 4Ú, опублик..1971. камеры давления BbITIcgIHe80 B виде под- - 2. Патент США ¹ 3376949, пружиненного стакана, внутренний диа-. кл. 181-5, опублик. 1968. метр которого больше внешнего диаметр 3. Авторское свидетельство СССР ра камеры, при этом на дне стакана с № 303604, кл. G01 1 14, опубгтнк. внутренней стороны установлен гидроотсе-1> 1971 (прототип).

БНИИПИ Заказ 3777/66 Тираж 719 Подписное Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4