Пневматический источник сейсмических сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01V1/133 

1

Изобретение относится к устройст.вам для возбуждения сейсмических сигналов и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ на нефть и газ, а также в рудной геофизике.

Известен пневматический источник сейсмических сигналов, содержащий резервуар с водой, дном которого служит диафрагма, располагающаяся на грунте,,Q пневмопушку в виде камеры для сжатого воздуха, снабженной быстродействующим клапаном, установленную вблизи дна по оси резервуара, и компрессор, нагнетающий воздух в пневмопушку. (5 Для воздействия на грунт пневмопушка резко сбрасывает воздух под высоким давлением, в воде образуется интенсивная звуковая волна, которая частично передается через воду и диаф- 20 рагму в грунт 1 J

Недостатком этого устройства является пони::енная производительность из-за недоиспользования энергии, накопленной сжатым воздухом в пневмопушке.

Известен также пневматический источник сейсмических сигналов, содержащий контейнер в виде перевернутого раструба с дном-диафрагмой, заполненным несжимаемой жидкостью, например водой. Внутри контейнера ра эмещаптся одна или несколько пневмопушек, воздух в которые нагнетается компрессорной установкой. Между диафрагмой и поверхностью грунта располагается металлическая плита. При выпуске сжатого газа в жидкость диафраг иа резко прогибается вниз и, ударяя по плите, возбуждает в грунте-сейсмические волны. Для рассеивания энергии отката используются пневмодемпферы с редукционными клапанами 2.

Однако и в этом пневмоисточнике энергия отката или энергия воздуха, сжатого в демпфере при срабатывании источника, не используется, что предопределяет недостаточную производительность устройства. Наиболее близким, к предлагаемому является пневматический источник сейсмических сигналов, содержащий многоступенчатый компрессор с ресивером, подвижно сопряженные гильзу и поршень образующие демпферную камеру, снабжен ную клапаном сброса давления, и рабочий объем, заполненный жидкостью, закрепленную в поршне пневмокамеру, погруженную в рабочий объем выхлопными окнами, и устройство сепарации газа. Источник .сейсмических сигналов смонтирован на транспортном средстве, снабженном механизмом подъема-опускания. В точке возбуждения источник опускается на грунт, компрессор заполняет пневмокамеру сжатым газом, по управляющему сигналу срабатывает быстродействующий клапан, и газ сбрасывается в находящуюся в рабочем объеме жидкость, поднимая в ней давление, вызывающее относительное смещение гильзы и поршня. Гильза передает силовой импульс грунту, а поршень перемещается вверх, повышает в демпферной камере давление и затормаживается. Регулируемый клапан ограничивает рост давления в демпферной камере, частично сбрасывая газ в атмосферу 3J. К недостаткам этого устройства относится малая производительность, определяемая производительностью компрессора, моа1,иость которого ограничена грузоподъемностью транспортного средства сухопутного источника сейсмических сигналов. Из-за малой производительности компрессора увеличивается время заполнения пневмокамеры и как следствие, время между очередными срабатываниями источника. Цель изобретения - повышение производительности путем использования энергии сжатого в демпферной камере газа. Поставленная цель достигается тем что пневматический источник сейсмических сигналов, содержащий многоступенчатый компрессор с ресивером, подвижно сопряженные гильзу и поршень, образующие демпферную камеру, снабжен ную регулируемым клапаном сброса давления, и рабочий объем, заполненный жидкостью, закрепленную в поршне пнев мокамеру, погруженную в рабочий объем выхлопными окнами, и устройство сепарации газа, снабжен охладителем газа и установленным на входе первой тупени компрессора дополнительным есивером, связанными с демпферным бъемом через регулируемый клапан броса давления. Это позволяет сжатыйв демпферной амере в результате срабатывания исочника воздух не сбрасывать в атмосеру, а подавать на первую ступень омпрессора через охладитель и дополительный ресивер, в результате чего омпрессор работает при повышенном ачальном давлении и обеспечивает заолнение пневмокамеры до рабочего давения за меньшее время, сокращая длиельность рабочего цикла. На чертеже представлен пневматичекий источник сейсмических сигналов. Источник содержит подвижно сопряенные гильзу 1 и поршень 2, образуюие рабочий объем 3, заполненный жидостью, например водой, и демпферную камеру 4. Гильза 1 опирается на геоогическую среду 5- Герметичность рабочего объема достигается с помощью эластичной диафрагмы 6. В рабочий объем помещена пневмокамера 7 со сжатым газом, выбрасываемым при срабатывании быстродействующего клапана 8 в рабочий объем 3 через выхлопные окна. Удаление газа из жидкости осуществляется с помощью сепаратора 9. Пневмокамера 7 со сжатым газом соединена трубопроводом 10 с ресивером 11 многоступенчатого компрессора 12. Демпферная камера k через обратный клапан 13 соединена с атмосферой, а через регулируемый клапан , ограничивающий максимальное давление в демпферной камере, и охладитель 15 газа с дополнительным ресивером 16, стоящим на входе первой ступени компрессора 12. Вход компрессора 12 соединен с атмосферой через обратный клапан 17Устройство работает следующим образом. Перед первым воздействием давление воздуха в демпферной камере k и в ресивере 16 равно атмосферному. Компрессор нагнетает в ресивер 11 и в пневмокамеру 7 рабочее давление, засасывая воздух через обратный клапан 17. После достижения в пневмокамере 7рабочего давления по управляющему сигналу срабатывает быстродействующий клапан 8, и сжатый газ из пневмокамеры 7 сбрасывается в рабочий объем 38момент сброса газ передает давление через жидкость стенкам рабочего объема 3, в результате чего гильза 1 воздействует на геологическую среду SОтработанный газ вместе с каплями жидкости поступает в сепаратор 9, где происходит отделение газа от жидкости и выброс газа в атмосферу. Взаимное перемещение гильзы 1 и поршня 2 сжимает воздух в демпферной камере t. При достижении в ней давления, превышающего давление срабатывания регулируемого клапана It, воздухиз демпферной камеры под повышенным давлением через охладитель 15 газа поступает в дополнительный ресивер 1б и на вход первой ступени компрессора 12. .При этом обратный клапан 17 закрывается, и давление воздуха, засасываемого компрессором, выше атмосферного.

Вслед за этим под действием силы тяжести поршень 2 движется вниз, .демпферная камера k начинает увеличивать ся, и через обратный клапан 13 воздух под атмосферным давлением гуоступает в нее.

После заполнения пневмокамеры 7 газом под рабочим давлением устройство готово кследующему срабатыванию.

Применение изобретения позволит повысить производительность пневматических источников сейсмических сигналов за счет увеличения коэффициента полезного действия и сокращения длительности рабочего цикла.

Формула изобретения

Пневматический источник сейсмических сигналов, содержащий многоступенчатый компрессор с ресивером, подвижно сопряженные гильзу и поршень,образующие демпферную камеру .снабженную регулируемым клапаном сброса давления, и рабочий объем, заполненный жидкостью, закрепленную в поршне пневмокамеру, погруженную в рабочий объем выхлопными окнами, и устройство сепарации газа,отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения производительности путем использования энергии сжатого в демпферной кам1ре газа, он снабжен охладителем газа и установленным на входе первой ступени компрессора дополнительным ресивером, связанным с демпферным объемом через рег лируемый клапан сброса давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США If 3310128, . кл. 181-05, опублик. 1967.

2.Патент США № 3779335, кл. 181-05, опублик. 1973.

3.Патент США № 4108271,

кл. G 01 V 1/04, опублик,1978 (протоУип).