ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК G01V1/133 

Изобретение относится к области разведочной геофизики и может быть использовано в сейсмических исследованиях донных отложений полезных ископаемых Мирового Океана.

Известно изобретение, в котором каналы подачи сжатого газа из рабочей полости магнитного пневмоклапана направлены на торец цилиндра источника сейсмических сигналов [1]
Известно также изобретение, в котором каналы подачи сжатого газа из рабочей полости электромагнитного пневмоклапана направлены на торец цилиндра, упирающегося в кольцевой уступ поршня. [2]
Недостаток вышеназванных технических решений заключается в том, что, каждый из указанных каналов подачи сжатого газа, соединяющий полость электромагнитного пневмоклапана с торцом цилиндра, при его посадке гнездо поршня (в исходное положение) взаимодействует в этим торцом только площадью сечения канавки и для подъема цилиндра над кольцевым уступом поршня требуется значительный расход рабочего времени для наполнения упомянутых каналов сжатым воздухом и сжатия его настолько, чтобы этого усилия хватило для минимального подъема цилиндра, после чего по образовавшейся щели в зоне сопряжения торца цилиндра и поршня сжатый воздух наполняет разгонную камеру и обеспечивает возможность разгерметизации рабочей полости цилиндра для издания в окружающей источник гидростата пневматического сейсмосигнала. Указанная потеря рабочего времени с момента подачи электроимпульса на электромагнитный пневмоклапан до момента появления пневмовзрыва в гидросреде способствует образованию погрешностей в показаниях аппаратуры при сейсмических исследованиях, на которые требуется применение поправок, идущих явно не на пользу точности указанных показаний.

Цель настоящего изобретения заключатся в ускорении процесса подъема цилиндра над кольцевым уступом поршня источника сейсмических сигналов.

Указанная цель достигается тем, что, на уступе упомянутого поршня (на площадке посадки торца цилиндра) выполняют кольцевую канавку и соединяют ее пневмоканалами с помощью электромагнитного пневмоклапана. При этом указанная канавка может быть изготовлена и (или) на торце цилиндра, но в любом случае выходы пневмоканалов обязательно должны быть направлены в полость соединительной канавки (размеры которой и способ изготовления, есть предмет "ноу-хау"). Размещение кольцевой канавки на торце цилиндра и/или выступа поршня обеспечивает оперативный подвод сжатого воздуха под всю площадь упомянутого торца в зону цилиндра с места его посадки и оперативного (при минимуме времени) подъема этого цилиндра над выступом поршня, чем ускоряется процесс открытия рабочей камеры пневмоисточника сейсмических сигналов и улучшаются параметры показаний научно-исследовательской аппаратуры.

На фиг. 1 показан общий вид пневматического источника сейсмических сигналов; на фиг. 2 фрагмент взаимодействия торца цилиндра с уступом поршня и соединения пневматических каналов с кольцевой канавкой, выполненной на уступе поршня и/или торце пневмоцилиндра; на фиг. 3 момент вступления в рабочий режим камеры разгона цилиндра пневмоисточника.

Пневматический источник сейсмических сигналов (на фиг.1) включает в себя поршень 1 взаимодействующий с поршнем цилиндр 2, содержащий в нижней части комбинированное уплотнительное кольцо (3,4), взаимодействующее со стенками 5 упомянутого поршня.

При нагнетании в полость 6 сжатого (до 150 атм) окружающего воздуха последний воздействует на упругое (из капролона) кольцо 3 уплотнительного элемента, которым вытесняется его эластичное (выполненное из фторопласта) кольцо 4 в направление стенки 5, поршня и надежно герметизирует полость 6 рабочей камеры путем перемещения (методом вытеснения) эластичной массы кольца 4 в направление стрелки 8.

Для подрыва цилиндра 2 над седлом его посадки (мгновенного подъема его со стартового положения) в теле поршня выполнены пневмоканалы 9, соединяющие торец указанного цилиндра с полостью электропневмоклапана, (фиг.1).

При подаче электроимпульса на катушку электромагнита электропневмоклапан поднимается действием магнитного поля и открывает канал доступа сжатого воздуха в пневмоканалы 9, по которым его усилием обеспечивается подъем цилиндра над седлом посадки, и, как только уплотнитель 4 (на участке 4-а) разгерметизирует стенки поршня 1 (фиг.3), сжатый воздух из полости 6 устремляется в полость камеры разгона в направление стрелки 10 и с большой скоростью перемещает цилиндр в направление 11. И до тех пор, пока выступ 12 не покинет кольцевую полость 13, преодолев стенку 14 устройства, сжатый газ продолжает действовать на всю площадь торца цилиндра. В момент, когда кольцевой выступ 12 выйдет из сопряжения с охватывающим его выступом 14, указанный газ с силой устремляется в окружающую источник гидросреду, извергая мощный пневматический сейсмосигнал.

Следует учесть, что оперативному подъему торца цилиндра 2 над посадочным гнездом 15 выступа поршня 1 (вдоль его оси 16) способствует кольцевая канавка 17, выполненная на кольцевом уступе поршня и/или на торце цилиндра 2 (показано пунктиром). Ввиду того, что, кольцевая канавка 17 равномерно распределяет сжатый воздух по всей окружности торца цилиндра, последний действием высокого давления (в пределах 150 атм.) ускоренно поднимает цилиндр над гнездом его посадки, а поскольку уплотнительный элемент 4 на участке поршня 5 (фиг.2) находится на небольшом расстоянии от рабочей полости 6 при подрыве цилиндра со стартового положения, сжатый воздух указанной полости (6) тут же вступает в работу (фиг.3), заполнив полость 18 разгонной камеры.

Таким образом, основное назначение кольцевой канавки 17 (фиг.3) заключается прежде всего в соединении между собой пневмоканалов 9, чем повышается площадь воздействия сжатого воздуха на торец цилиндра. В результате за счет увеличения площади контакта сжатого воздуха с торцом цилиндра последний поднимается раньше и при меньшем давлении сжатого воздуха в указанной канавке, а при подаче воздуха при большом давлении происходит более ранний пневмовзрыв в окружающей сейсмоисточник гидросреде, чем существенно сокращается время между подачей импульса электрического тока на магнитную катушку, притягивающую магнитным полем электропневмоклапан, и появление сейсмосигнала в окружающей источник гидравлической среде. Сокращение времени на подрыв цилиндра над гнездом его посадки за счет наличия кольцевой канавки обеспечивает четкость работы источника сейсмических сигналов и достоверность показаний исследовательских приборов.

Использование: в области разведочной геофизики при проведении сейсмических исследований на акваториях. Сущность изобретения: пневматический источник сейсмических сигналов имеет шток, оснащенный поршнями, цилиндр, подвижный вдоль оси поршней, электропневмоклапан и каналы подачи сжатого воздуха из полости электропневмоклапана к торцу цилиндра. Каналы подачи сжатого воздуха соединены между собой кольцевой канавкой, а указанная канавка выполнена на кольцевом уступе одного из поршней и/или торце цилиндра. 3 ил.

Пневматический источник сейсмических сигналов, включающий шток, оснащенный поршнями, цилиндр, подвижный вдоль оси поршней, электропневмоклапан и каналы подачи сжатого воздуха из полости электропневмоклапана к торцу цилиндра, отличающийся тем, что каналы подачи сжатого воздуха соединены между собой кольцевой канавкой, а указанная канавка выполнена на кольцевом уступе одного из поршней и/или торце цилиндра.