Источник сейсмических сигналов (его варианты) Советский патент 1985 года по МПК G01V1/133 

,f1 Изобретение относится к устройствам для возбуждения сейсмических сиг налов невзрывным способом, в частнос ти для целей геофизической разведки. Известен источник сейсмических сигналов, предназначенный для нег взрьшной сейсморазведки и состоящий из герметичного корпуса с подвижным основанием и жесткой перегородкой, разделякхцей внутреннюю полость корпуса на полость, заполненную жидкостью, и полость, заполненную сжатым газом и жидкостью. К жесткой перегородке прикреплен двигатель возвратнопоступательного движения, якорь KOTOрого в исходном положении фиксируется относительно индуктора возвратной пружиной и демпферным устройством Li Недостатком такого источника является перегрев двигателя и накапливание жидкости в полости над якорем при частоте посылок сейсмических сиг- налов 10-30 Гц, используемой при кодо-импульсном режиме работы, обусловленное тем, что в источнике не имеется достаточно интенсивного охлаждения двигателя и не обеспечивается сброса избыточного объема жидкости из полости над якорем в полость под ним, возникающего из-за проникания жидкос.ти через технологический зазор между якорем и индуктором двигателя при рабочем ходе якоря. Наиболее близким к изобретению техническим решением является источник сейсмических сигналов, содержащий импульсньй электрический двигатель возвратно-поступательного движения с индуктором и якорем, трансформатор сил и линейных перемещений в виде герметичного бака с подвижным основанием, разделенного якорем и жесткой перегородкой, на к-оторой закреплен индуктор, на две полости,соединенные между собой, верхняя из которых заполнена сжатым газом и жидкостью, а нижняя - жидкостью, опорную плиту и инерционную массу. При движении якоря вниз некоторьй объем жидкости через технологический зазор и дросселирующее отверстие в якоре переходит в полость, заполненную сжатым газом и жидкостью и обеспечивает тештосъем с катушки индуктора и якоря. При возврате якоря в исходное положение клапаны открьшаются и обеспечивают обратный переток жидкости из полости, заполненной сжатым газом и жидкостью, в полость, заполненную жидкостью 98 В известном источнике сейсмических сигналов при работе с частотой посылок 10-30 Гц происходит перегрев двигатели источника за счет того, что жидкость, циркулирунщая через технологический зазор, охлаждается, в основном, через поверхность корпуса, который не может обеспечить теплоот- вод всей тепловой мощности, вьщеляемой в источнике сейсмических сигналов, что приводит к перегреву катушек индуктора и охлаждающей жидкости. Целью изобретения является увеличение ресурса непрерывной работы источника сейсмических сигналов путем улучшения теплового режима его работы. Поставленная цель достигается тем, что источник сейсмических сигналов, содержащий импульсньй электри.ческий двигатель возвратно-поступательного движения с индуктором и полым якорем, трансформатор сил и линейных перемещений в виде герметичного бака с подвижным основанием, разделенного якорем и жесткой перегородкой, на которой закреплен индуктор, на две полости, соединенные между собой, из которых верхняя заполнена сжатым газом и жидкостью, а нижняя - жидкостью, опорную плиту и инерционную массу, снабжен заполненным жидкостью радиатором, вход которого выполнен в виде трубопровода, конец которого размещен в. полости якоря, и соединен с нижней полостью, а выход - с верхней полостью. По второму варианту источник сейсмических сигналов, содержащий импульсньй электрический двигатель возвратно-поступательного движения с индуктором и якорем, трансформатор .сил и линейных перемещений в виде герметичного бака с подвижным основанием, разделенного якорем и жесткой перегородкой, на которой закреплен индуктор, на две полости, соединенные между собой через зазор между якорем и индуктором, .из которых верхняя заполнена сжатым газом и жидкостью, а нижняя - жидкостью, опорную плиту и инерционную массу, снабжен заполненным жидкостью радиатором, вход которого выполнен в виде трубопровода, связанного с нижней полостью через зазор между якорем и индуктором, а выход - с верхней полостью.

На фиг.1 предстаилен источник сейсмических сигналов-, на фиг.2-- то же, второй вариант.

Источник сейсмических сигналов по первому варианту состоит из герметичкого корпуса Ч с подвижным основанием 2 и жесткой перегородкой 3, разделяющей герметичный бак на нижнюю полость 4, заполненную жидкостью, и верхнюю полость 5, заполненную жидкостью и газом под избыточным давлением. Полости 4 и 5 соединены между собой клапанами 6. К жесткой перегороДке 3 закреплен двигатель возвратно-поступательного движения, состоящий из индуктора 7 с катушками 8 и полого якоря 9 с катушками 10. Двигатель возвратно-поступательного движения одновре нно является и насосом для принудительной циркуляции жидкоети. В исходном положении полый якорь 9 двигателя-насоса фиксируется относительно индуктора 7 возвратной пружиной П и демпферным устройством 12. Источник установлен на опорную плиту 13 и подгружен инерционной массой 14 Источник снабжён заполненным жидкостью радиатором 15, вход которого соединен с нижней полостью 4 трубопроводами 16, подводящимися в полость 17 якоря 9. Выход радиатора 15 соединен трубопроводом 18 с верхней полостью 5, заполненной сжатым газом и жидкостью. Радиатор 15 обдуваетек вентилятором 19.

Источник сейсмических сигналов работает следующим образом.

При подаче в катущки 8 возбуждения индуктора 7 двигателя импульса тока на полый якорь 9 с катушками 10 действует электромагнитная сила, под действием которой якорь 9 перемещается вниз от демпферного устройства 12, сжимая пружину 11 и создавая в нижней полости 4 избыточное давление которое перемещает подвижное основание 2 и опорную плиту 13 вниз, дефор мируя грунт и возбуждая тем самым сейсмические волны, а инерционную массу 14 вверх. При этом некоторый объем нагретой жидкости поступает из.полости 17 якоря 9 через трубопро воды 16 в радиатор 15, обдуваемьй вентилятором 19, обеспечивая теплосъем с якоря 9. Одновременно такой же объём охлажденной жидкости переходит из радиатора 15 через трубопро вод 18 в заполненную жидкостью и газом верхнюю полость 5, создавая в ней некоторое избыточное давление относительно исходного давления.Функцию насоса для перекачивания горячей жидкости из полости 17 в радиатор 15 и из радиатора 15 в полость 5 выполняет двигатель источника. Возвращается полый якорь 9 в исходное положение упругими силами сжатой пружины 11,.весом инерционной массы 14 и упругими силами деформированного грунта. При возвращении полого якоря 9 в исходное положение клапаны 6, встроенные в жесткую перегородку 3, открываются под действием избыточного давления между полостями 4 и 5, обусловленного перетоком в верхнюю полость 5 некоторого объема жидкости, и охлаященная жидкость переходит в нижнюю полость 4. При установлении равновесия давлений в полостях 4 и 5 клапаны 6 закрываются и источник готов к повторному циклу работы.

Источник сейсмических сигналов по второму варианту состоит из герметичного корпуса 20 с подвижным основанием 21 и жесткой перегородкой 22, разделяющей герметичный бак на нижнюю полость 23, заполненную жидкостью, и верхнюю полость 24, заполненную жидкостью и газом под избыточным давлением. Полости 23 и 24 соединены между собой клапанами 25. К жесткой перегородке 22 прикреплен двигатель возвратно-поступательного движения, состоящий из индуктора 26 с катушками 27 и якоря 28 с катушками 29. В исходном положении якорь 28 двигателя фиксируется относительно индуктора 26 возвратной пружиной 30 и демпферным устройством 31. Корпус источника установлен на опорную плиту 32 и погружен инерционной массой 33. Источник снабжен заполненным жидкостью радиатором 34, вход которого соединен трубопроводами 35, укрепленными в индукторе 26 двигателя, через технологический зазор между якорем 28 и индуктором 26 с нижней полостью 23, заполненной жидкостью. Выход радиатора соединен с верхней полостью 24, заполненной сжатым газом и жидкостью трубопроводом 36. Радиатор обдувается вентилятором 37. Источник сейсмических сигналов работает следующим образом. При подаче импульса тока в катуш- ки 27 возбуждения индуктора 26 двигателя на якорь 28 с катушками 29 действует электромагнитная сила, под действием которой якорь 28 перемещается вниз от демпферного устройства 31, сжимая пружину 30 и создавая в нижней полости 23 избыточное давле- ние, которое перемещает вниз подвижное основание 21 и опорную плиту 32, деформируя грунт и возбулдая тем самым сейсмические волны, а инерционную массу 33 - вверх. При этом под действием избыточного давления некоторый объем жидкости поступает через технологический зазор между якорем 27 и индуктором 25 и трубопроводы 35 в радиатор 34, обеспечивая интенсивный теплосъем с наружной поверхности якоря 28 и внутренней поверхности индуктора 26 и катушек 27 возбуждения. Одновременно такой же объем охлажден- ной жидкости поступает из радиатора 34 через трубопровод в верхнюю полост 24, создавая в ней некоторое избыточное относительно исходного давление. Функцию насоса для перекачивания нагретой жидкости из нижней полости 23 через технологический зазор в радиатор 34 и из радиатора 34 в полость 24 вьтолняет в данном случае двигатель источника.

Возвращается якорь 28 в исходное положение упругими силами сжатой пружины 30, весом инерционной массы 33 упругими силами деформированного грунта. При возвращении якоря 28 в исходное положение клапаны 25, встроенные в жесткую перегородку 22, открьшаются под действием избыточного давления в полости 24, обусловленног перетоком в нее некоторого объема жидкости из радиатора 34. При установлении равновесия давлений между полостякм 23 и 24 клапаны 25 закрываются и источник готов к повторному циклу работы.

Сечение соединительных трубопроводов в предлагаемьрс устройствах источников сейсмических сигналов выбирается таким, чтобы при каждом силовом воздействии переток жидкости из полости, заполненной жидкостью через радиатор, в полость, заполненную сжатын газом и жидкостью, существенно н .снижал, давления в первой полости, iопределяющее усилие, развиваемое ис:точником на плиту и на грунт.

Применение изобретения позволит повысить ресурс беспрерывной работы источников сейсмических сигналов и расширить диапазон их использования по частоте посылок путем улучшения теплового режима их работы.

W

Mi

/ J8

ryXyjfL Jt /4X j., )fi

1. Источник сейс шческих сигна-, лов, содержащий импульсный электрический двигатель возвратно-поступательного движения с индуктором и полым якорем, трансформатор сил и линейных перемещений в виде герметичного бака с подвижным основанием, разделенного якорем и жесткой перегородкой, на которой закреплен индуктор, на две полости, соединенные между собой, из которых верхняя заполнена сжатым газом и жидкостью, а нижняя - жидкостью, опорную плиту и инерционную массу, отличаю щ и й-с я тем, что, с целью увеличения ресзфса непрерывной работы источника сейсмических сигналов путем улучшения теплового режима его работы, он снабжен заполненным жидкостью радиатором, вход которого выполнен в виде трубопровода, конец которого размещен в полости якоря, и соединен с нижней полостью, а выход - с верхней полостью. 2. Источник сейсмических сигналов, содержащий импульсный электрический двигатель возвратно-поступательного движения с индуктором и якорем, трансформатор сил и линейных перемещений в виде герметичного бака с подвижным основанием, разделенного якорем и жесткой перегородкой, на которой закреплен индуктор, на две полос(Л ти, соединенные меяоду собой через зазор между якорем и индикатором, из которых верхняя заполнена сжатым газом и жидкостью, а нижняя - жидкостью, опорную плиту и инерционную массу, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса неел прерьшной работы источника сейсмических сигналов путем улучшения теплового режима его работы, он снабжен за00 полненным жидкостью радиатором,вход со которого выполнен в виде трубопрово00 да, связанного с нижней полостью через зазор между якорем и индуктором, а выход - с верхней полостью.