Пневматический источник сейсмических сигналов для акваторий Советский патент 1985 года по МПК G01V1/04 

Изобретение относится к морской сейсмо разведке, к источникам возбуждения сейсмических сигналов в водной среде.

Известен пневматический источник сейсмических сигналов для акваторий, который ... содержит подвижную и неподвижную части,образующие управляющую и рабочую камеры, и электропневмоклапан. Для заполнения управляющей камеры в корпусе источника выполнено . калиброванное отверстие, а для заполнения рабочей камеры между корпусом и подвижной частью (шшиндром) выполнен зазор 1.

Недостатком такой конструкции являетс.я быстрый износ уплотнительного кольца, разделяющего камеры, самоподрывы источника в случае резкого выброса сжатого воздуха из управляющей камеры. Кроме того,расположение уплотнительного кольца критично к линейным размерам, что чревато преждевременным поступлением сжатого воздуха в рабочую кал меру и, как следствие этого, самоподрывом источника. Это снижает надежность источника, а зависание цилиндра нельзя устранить дистанаионно.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является пневматический источнсточник сейсмических сигналов д.я акваторий содержащий корпус, включающий взаимоподвижные шток и цилиндр, образующие рабочую и управляющую камеры, электропневмоклапан и выполненные в корпусе основной канал, coeдиняюш ш электропневмоканал с пневмомагистралью, и боковой канал, соединяющий управляющую камеру с основным каналом 2 Однако в известном источнике сжатый воздух поступает в рабочую камеру постоям но. Это приводит к нестабильности изучаемого сигнала, к возможности самоподрыва источника и снижению надежности работы источника. , При этом зависание цилиндра нельзя устрайить дистанционно, не поднимая источник из водь.1. Цель изобретения - повышение надежности работы пневмоисточника путем обеспечения дистанционного закрытия рабочей камеры. Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом источнике сейсмических сигналов для акваторий, содержащем корпус, включающий взаимоподвижные шток я цилиндр, образующие рабочую и управляющую камеры электр01П1евмоклапан и вьшолнениые в Kopttyce основной канал, соединяющий эпектрсншсвмоклапан с пневмомагистралью, .и боковой канал, соедш1яющий управляющу19 каме ру с основным каналом, в корпусе выполнен дополнительный канал, соединяющий рабО: 1ую камеру cf основным каналом, в котором установлено, по ходовой посадке распределительное устройство, вы1толненное в виде подпружипепного стака)1а, обр пцсммою Д1К)М к электронневмоклапану, в стенке нодпружиисиного стакана выполена отверстие,- совпадающее с донолнительным каналом, при этом боковой канал перекрыт стенкой подпружиненно стакана, а юбъем между ним и электропневмоклапаном сообщен с пневмомагистралью через калиброванное отверстие в дне подпруг жиненного стакана и/или зазор между ним и стенкой дополнительного канала.

На чертеже, показан пневматический источник сейсмических сигналов, разрез.

Пневматический источник сейсмических сигналов содержит корпус 1, включающий взаимоподвижные щток 2 с порщиями 3 и 4 и щшиндр 5. В корпусе 1 имеются боковой канал 6, дополнительный канал 7, основной канал 8 и канал 9 запуска. В основном канале 8, соединяющем пневмомагистраль с электропневмоклапапом, утсановлено распределительное устройство, состоящее из стакана 10, установленного дном в сторону электропневмоклапана. На стенках канала выполнены раднально расположенные отверстия 11,/а в дне его - калиброванное осевое отверстие 12. Стакан 10 подаерживается пружиной 13 и упирается в штуцер 14 подвода сжатого воздуха со шлангом 15. В нижней части корпуса 1 имеется основание 16, в котором размещен электропневмоклапан, состоящий из соленоида 17 с электровводом 18, тарели 19 с ща-. риком 20, перекрывающим отверстие 21. Подвижный Ц11ЛИНДР 5 имеет внутренний кольцевой выступ 22. Шток 2 и цилиндр 5 образуют управляющую 23 и рабочую 24 камеры. Устройство работает следующим образом. Сжатый воздух по щлангу 15 через штуцер 14 поступает к стакану 10. Разность давлений со стороны штуцера 14 и пневмоклапана создает устше, перемещающее стакан 10 s сторону электропневмоклапана. Пружина 13 при этом сжимается. Переместившись, стакан 10 перекрывает дополнительный канал 7, закрывая лоступ сжатого воздуха в рабочую камеру 24, н открывает одновременно ,боко- вой канал 6, позволяя заполнить сжатым воздухом управляющую камеру 23. Время нахождения стакана 10 в таком положении выбирается достаточргым для заполнения управляющей камеры 23 сжатым воздухом и определяется величиной проходного сечения отверстия 12 и Kairajra (точнее, объема между электропневмоклапаном и стаканом 10) и может регулироваться в широких пределах. Б реальной конструкции роль отверстия 12 может вьнюлнять зазор между стенками канала, соединяющего писвмомагистраль с пневмоклапаиом, и стаканом 10 или (4iiii iirinpv.iHc I. II Kiiop мсжлу указанными иопсрмюсгями. Сжатый по:злух поступает в управляющую камеру 23 и, действуя на выступ 22. опускает цилиндр 5 вниз до упора в основание 16 (как показано на чертеже). Ввиду того, что диаметры цилиндра 5 в управляющей 23 и рабочей 24 камере различны, то всегда существует (при наличии в источнике давления) сила прижатия цилиндра 5 к основанию 16. моменту остановки цилиндра 5 на осно вании 16 объем канала 8 заполняется сжатым воздухом до исходного рабочего давления, и стакан 10 под действием рружины 13 подни.г мается вверх до унора в штуцер 14, боковой канал 6 перекрывается, а дополнительный канал 7 совпадает с отверстиями 11 на поршне, и сжатый воздух быстро заполняет рабочую камеру 24. После заполнения рабочей камеры до исходного рабочего давления источн1 к готов к работе. На соленоид 17 через электроввод 18 пода ется электрическ1ш импульс, и тарель 19 с шариком 20 притягивается к соленоиду 17, а сжатьп воздух из основного канала 8 резко перемещается в отверстие 21 и запускной канал 9. Давление под стаканом 10 резко падает, и он опускается вниз, сжимая пружину 13. Канал 7 перекрывается телом стакагга Ш. Одловреме1шо с этим происходитя разугшотнение цилиндра 5 с основа1гием 16, и сжатый воздух рабочей камеры 24 начинает действовать на всю площадь нижнего торца щшнндра 5, резко перемещая его вверх. Воздух из раб чей камеры мгновенно выходнт в окружающее пространство, порождая сейсмический сигна/ь В этот период сжатый воздух в рабочую камеру 24 не поступает (канал 7 перекрыт), но открыт 6, и управляющая камера 23 имеет сообщение с источником сжатого воздуха. После того, как воздух из рабочей камеры 24 выбрасываетгся наружу, и сила, действующая на нижний торец цилиндра 5, исчезает, давлением воздухаш управляющей камере 23 1ХИЛИНДР 5 опускается снова вниз до упора в основание 16, образуя залпснутую рабочую камеру. Источник приведен в исходное ; состояние и подготовлен к следующему 1Шклу. Вновь введегптое распределительное устрой ство в дшнюм случае выполняет две функции но заданной прогремме распределяет поток . избыточного давления н отсекает объем газа в рабочей камере. Однако, распределительное устройство может выполнять и другие функции. Например, в пневмомагистрали но какойлибо причине 1 сбрасывается давление. Если отсутствует распределительное устройство, то избыточное даление однсоремешю исчезает н в управляющей н в рабочей камерах, тогда цилиндр 5 устанавливается в про.извольком положении (при медленном сбросе) или производит самоподрыв (при резком сбро-: се), что чаще всего и наблюдается в практике. При возобновлении ггодачи избыточного давления в пневмомагистраль не всегда происходит герметизация рабочей камеры, и источник начинает травить воздух. Вывести из этого режима можно только после време1шой остановки работ, подъема истс1шика на борт и механической принудительной герметизации рабочей камерь, что связано с большой затратой времени. При наличии распределительного устройства описанный режим исключен. Действительно, при сбросе давления из пневмомагистралн стакан 10 под действием пружины 13 и избыточного давления под стаканом 10 мгновешго возвращается в исходное состояние. А это значит, что рабочая камера 24 сообщается с Ш1евмомагистралью через отверстия 11 и канал 7, и из нее избыточный: воздух быстро выходит в пневмомагнстраль. Канал 6 перекрыт телом поршня. Воздух из управляющей камеры 23 по зазору мемсду стенками канала, соеди 1яюп1его пневмомагпсТ)аль с пневмоклапаном и стаканом 10, выходнт значительно медленнее, чем из рабочей . камеры 24. Зависание щш1шдра 5 н самоподрывы исключе1 ы. При возобновл инн давлешш в магистрали осуществляется носледозательность операций аналогичная указанной, т. е. стакан 10 опускается н открывает канал 6, после выравнивания давления над н под стаканом 10 последний поднимается нод действием пружшн) 13, и через отверстия .11 и канал 7 заполняется воздухом избыточного давления рабочая камера 24. Источник готов к работе. В этом случае стакан 10 вьшолняет функцию аварийного запорного органа, что ггозволяет исключить подъем пнесмонстодщка ка борт, для приведения его в рабочее состояние, а в конечном счете повысить производительность сенсморазведочных работ. В другом случае, когда рабочая камера не геолностью закрывается (задир, попадание инородного тела н т. и.) образуется щелевой зазор между корпусом 1 и шиннщром 5. При этом из рабочей камеры 24 нлн стравливается воздух, )L4H подвижная часть соверши ет автоколебательные динжения, т. с. наблюдается так называемый са.мострел. Связано это с тем, что при небольшой разгерметизации рабочей камеры 24 в ней создается низкое избыточное давление (за счет утечек воздуха через уплотнения). Учнтьнзая большую величину площади торца нижней части подвижного UH;iHii;ipa S no сравнению с опорными площад ками 22 в камере управления, наблюдаются случаи уравновешивания (с учетом сил трения противодействующих сил, и цилиидр 5 остаетс бёэ движения. Возможны случаи, когда возникает И1еустойчивое равновесие указанных сил, тогда цилиндр 5 совершает возвратно-поступательные движения. В таких случаях для ликвидации причины нарушения закрытия рабочей к&меры пневмоисточинк извлекают на борт корабля и после ликвидации нарушеиия источник виовь опускают в воду. Это требует прекращения сейсморазведочных работ на длительное время. При наличии распределительно-запорного устройства в большинстве случаев удается ликвидировать разгерметизацию рабочей камеры без извлечения пневмоисточника на борт корабля. Действительно, если подать импульс на электропневмоклапан, то тарель поднимается, избь1точное давление -из канала 8 сбрасывается, стакан 10 перемещается в . нижнее крайнее положение, и на какое-то время канал 7 перекрьюается, а канал 6 OTt крывается. Этого достаточно, чтобы нарушить возникшее равновесие противодействующих сил, так как в рабочей камере давление резк снижается, а в управляющей - повьпиается за счет прямой связи с пневмомагистралью, и цилиндр 5 опускается, герметизируя рабочую камеру от внеишей среды. 1 Если остановка движения цилиндра 5 возникает в результате небольшого задира или попадаиия инородного тела, то подавая несколько раз импульсы на злектроклапан и создавая импульсные перегрузки на цилиидр. 5, зачастую удается привести источник в рабочее состояние без подъема его на палубу. В этих случаях распределительное устройсгво выступает в роли механизма дистанционного закрытия рабочей камеры. Таким образом, распределительное устройство осуществляет распределение потока избыточного давления в определенной последовательности и в нужном направлении; позволяет получать идентичные сигналы возбуждения за счет отсечения от пневмомагистрали объема рабочей камеры во время выстрела; выполшгет функцию аварийного запорного органа при сбросе давления в пневмомагистрали, что сохраняет рабочее состояние до возоСшовления давления в пневмомагистрали и исключает подъем источника на палубу судна; позволяет дистаидиоиио осуществлять закрытие рабочей камеры подвижным цилиндром, что также зачастую позволяет ликвидировать причины нг1рушения работоспособности без подъема источника на палубу.г t Применение изобретения позволит повысить надежность работы пневмоисточника.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ АКВАT OPURf содержащий корпус, включающий взаимоподвижные шток и цилиндр, образуюише рабочую и управляющую камеры, электропневмоклапан и выполненные в корпусе основной канал, соединяющий электропневмоклапан с пневмомагистралью, и боковой канал, соединяющий управляющую камеру с основ}1ым каналом, отличающийся, тем, что, с целью повышения надежности в работе путем обеспечения дистанционного закрытия рабочей камеры, в корпусе выполнен дополнительный канал, соединяющий рабочую камеру с основным каналом, в котором установлено по ходовой посадке распределительное устройство, выполненное в виде подпружиненного стакана, обращенного дном к электропневмоклапану, в стенке подпружиненного стакана выполнено отверстие,совпадающее с дополнительным каналом, при этом боковой канал перекрыт стенкой подпружиненного стакана, а объем между ним- и злектропневмоклапаном сообщен с пневмомагистралью через калиброванное отверстие в дне подпружиненного стакана и/или зазор между ним и стенкой дополнительного канала.