СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПРУГОГО СИГНАЛА ПНЕВМАТИЧЕСКИМ ИЗЛУЧАТЕЛЕМ Советский патент 1995 года по МПК G01V1/137 

Изобретение относится к области генерации импульса давления в водной толще и предназначено для проведения сейсмических исследований на море.

Акустический КПД используемых в настоящее время одиночных пневмоизлучателей, оцениваемый по первому импульсу давления (фазе сжатия) в волновой зоне, относительно низок (2-4%). Для увеличения глубинности исследований необходимо увеличивать излучаемую акустическую энергию, повышать КПД пневмоизлучателя.

Существо способа заключается в следующем. Для любого пневматического излучателя интенсивность излучаемого сигнала тем выше, чем больше расход газа из камеры.

Расход газа из камеры зависит от рабочего давления, объем расходной камеры, скорости вскрытия выхлопных отверстий, теплообмена газа с оболочкой и др. причем рост рабочего давления и объем камеры всегда ведет к увеличению расхода газа. Зависимость расхода газа от скорости вскрытия выхлопных отверстий оказывается сложной, так как в используемых в настоящее время пневматических излучателях вскрытие выхлопных отверстий расходной камеры выполняется за счет энергии газа расходной камеры. При этом оказывается, что если большую часть энергии газа расходной камеры затратить на разгон задвижки и иметь тем самым весьма высокую скорость вскрытия выхлопных отверстий, расход газа из камеры не максимальный из-за низкого давления газа в камере. Если на разгон задвижки затратить очень мало энергии газа расходной камеры, то, несмотря на высокое давление газа в камере, расход также меньше максимального из-за малой величины площади вскрытых выхлопных отверстий.

Поэтому для каждого пневмоизлучателя существует оптимальная скорость вскрытия выхлопных отверстий, когда весовой расход газа из камеры, идущий на формирование упругого импульса, максимальный.

При этой скорости вскрытия достигается максимальный расход газа из камеры, и тем самым достигается наибольшая интенсивность упругого сигнала. Это можно видеть из следующего анализа.

Если в расходной камере пневмоизлучателя находится газ под давлением Р_ко, объем камеры равен V_ко, изменение состояния газа в камере является адиабатическим, газ, расширяясь, разгоняет задвижку перед вскрытием выхлопного отверстия до скорости U_o. Считая, что истечение газа из камеры для всех пневмоизлучателей является надкритическим, можно записать весовой расход газа из камеры в функции времени, дифференцируя которое, можно получить зависимость оптимальной скорости разгона задвижки (U_опт) от параметров камеры и газа:
U_опт= где k показатель адиабаты;
Р_ко исходное давление газа в камере, Па;
V_ко объем камеры, м³;
m масса задвижки, кг.

Использование изобретения позволяет оптимизировать время вскрытия и тем повысить интенсивность излучаемого сигнала.

Изобретение относится к области генерации импульса давления в водной толще. Цель изобретения повышение интенсивности излучаемого сигнала. Предложено разгонять задвижку, перекрывающую выхлопное отверстие, перед вскрытием выхлопного отверстия, до оптимальной скорости (U_опт), определяемой из выражения: где P_ко исходное давление газа в камере, Па, V_ко объем камеры, м³ m масса задвижки, кг, K - показатель адиабаты.

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПРУГОГО СИГНАЛА ПНЕВМАТИЧЕСКИМ ИЗЛУЧАТЕЛЕМ, включающий вскрытие выхлопного отверстия за счет смещения задвижки энергией сжатого газа в расходной камере, разгон задвижки перед вскрыванием выхлопного отверстия, выхлоп газа в окружающую среду, отличающийся тем, что, с целью увеличения интенсивности излучаемого сигнала, задержку разгоняют перед вскрытием до скорости, определяемой соотношением

где P_ко исходное давление газа в расходной камере пневмоизлучателя, Па;
V_ко объем камеры, м³;
m масса задвижки, кг;
K показатель адиабаты.