ИСТОЧНИК ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ Российский патент 1997 года по МПК G01V1/04 

Изобретение относится к устройствам для создания многократно повторяющихся импульсных сейсмических сигналов за счет энергии взрыва гремучего газа (стехиометрической смеси водорода и кислорода) и может быть использовано как в скважинной, так и в морской сейсморазведке.

Известны источники сейсмических волн, работающие за счет энергии продуктов взрыва газовых смесей, представляющие собой комплекс подготовки газовых смесей и отдельно взрывную камеру, куда по шлангам подается смесь [1]
Известна конструкция взрывной камеры [2] содержащей массивный поршень с каналами подачи взрывчатой смеси, с полостью, где от свечи зажигания происходит детонация смеси и канала выхлопа продуктов сгорания. Поршень подвижно сопряжен с гильзой и их относительное движение при взрыве порождает сейсмический импульс.

При применении указанных источников, использующих взрыв подаваемой с поверхности газовой смеси, в качестве морского или скважинного, возникают проблемы приготовления, хранения, дозирования, нагнетания и подачи этой смеси в взрывную камеру. Выброс в окружающую среду сжаты газов (в том числе продуктов реакции) вызывает помехи, связанные с пульсациями газового пузыря, что снижает информативность получаемых результатов.

Известна также водяная пушка с пневматическим приводов [3] взятая за прототип, содержащая две камеры, разделенные поршнем, одна из которых через окна в корпусе заполняется окружающей жидкостью, а вторая является камерой давления, куда при срабатывании электропневмоклапана подается сжатый воздух, обеспечивающий рабочий ход поршня. Сейсмический сигнал порождается импульсами давления, возникающими при вытеснении жидкости поршнем из первой камеры, и схлопыванием кавитационных полостей, образующихся при остановке поршня после рабочего хода.

Такие источники дают сигналы не осложненные помехами, но амплитуда их недостаточна для решения практических задач, особенно в скважинной сейсморазведке. В последнем случае, кроме того, возникает проблема подачи сжатого воздуха на большие глубины и ограничения на периодичность срабатывания, связанные со скоростью эвакуации воздушного пузыря из скважины.

Задачей изобретения является повышение производительности работ за счет возможности многократного повторения импульсов заданной мощности при подводе только электроэнергии по кабелю и отсутствия расходуемых веществ, а также получение предельно допустимой для скважинного источника мощность импульса.

Решение задачи изобретения достигается за счет конструкции источника, позволяющего создавать импульсный сейсмический сигнал за счет энергии взрыва гремучего газа, вырабатываемого электролизером, размещенным непосредственно в источнике.

Указанные конструктивные признаки, отличающие заявляемое устройство от известных, не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники, и, следовательно, являются новыми и имеют изобретательский уровень.

Предложенное устройство промышленно применимо.

На чертеже показан общий вид источника.

Устройство состоит из корпуса 1, рабочей камеры 2 с радиальными окнами 3, взрывной камеры 4, электролизера 5 для выработки гремучего газа, коммуникаций электропитания 6, расположенных в трубе 7. По наружной поверхности трубы 7 перемещается поршень 8, поддавливаемый пружиной 9. Во взрывной камере 4 имеются свеча зажигания гремучего газа 10 и обратный клапан 11, предохраняющий электролизер 5 от воздействия ударной волны.

Устройство работает следующим образом.

Электролизер 5 заполняют водой, источник подвешивают на электрический кабель и опускают на заданную глубину. Рабочая камера через окна 3 заполняется окружающей жидкостью. При подаче тока на электролизер 5 происходит разложение (электролиз) воды на водород и кислород. Гремучий газ (стехиометрическая смесь водорода и кислорода) собирается под поршнем 8, подымая его и сжимая пружину 9. Жесткость пружины 9 обеспечивает предварительное сжатие гремучего газа с целью уменьшения объема взрывной камеры при работе источника на малых глубинах, когда мало давление окружающей жидкости. После накопления необходимого количества, контролируемого по электрическому заряду, гремучий газ поджигается свечой 10. Продукт сгорания перегретый водяной пар перегретый водяной пар рывком двигает вверх поршень 8, который выталкивает через окна 3 окружающую жидкость. Закрывающийся в этот момент обратный клапан 11 защищает электролизер 5 от волны давления. Сейсмический сигнал образуется вольной давления при выбросе жидкости и схлопыванием кавитационной полости, образующейся в окрестности окон 3 после остановки поршня в крайнем верхнем положении. После этого водяной пар во взрывной камере 4 конденсируется и конденсат возвращается в электролизер через нормально открытый обратный клапан 11. Поршень 8 под действием пружины 9 возвращается в исходное положение. Источник готов к следующему циклу. Герметичность пространства под поршнем исключает необходимость пополнения запаса воды в электролизере, позволяя производить многократное повторение циклов.

Размеры взрывной камеры в заявляемом устройстве источника могут изменяться в широких пределах в зависимости от максимальной потребной мощности импульса. Для скважинного источника существует, очевидно, естественный предел, определяемый прочностью стенок скважины, после которого наращивание мощности импульса теряет смысл. Размеры электролизера определяются его производительностью, которая должна обеспечить повторение импульсов максимальной мощности с требуемым интервалом.

Использование: для создания многократно повторяющихся импульсных сейсмических сигналов за счет энергии взрыва гремучего газа как в скважинной, так и в морской сейсморазведке. Сущность изобретения: источник состоит из двух камер, одна из которых - рабочая - через окна в корпусе заполнена жидкостью, разделяющим камеры поршнем, токоподвода и электролизера, заключенного корпусе источника. Электролизер связан через обратный клапан с камерой подрыва гремучего газа, которая герметично отделена от рабочей камеры подвижным поршнем. 1 ил.

Источник импульсов для сейсморазведки, состоящей из двух камер, одна из которых рабочая через окна в корпусе заполнена окружающей жидкостью, разделенных поршнем, и коммуникаций для токопровода, отличающийся тем, что источник снабжен электролизером, заключенным непосредственно в его корпус, связанным через обратный клапан с камерой подрыва выработанного электролизером гремучего газа и вместе с ней герметично отделенным от рабочей камеры подвижным поршнем.