Шланговое буксируемое сейсмоакустическое приемное устройство Советский патент 1990 года по МПК G01V1/38 

1

(21)4345723/24-25

(22)23.11.87

(46) 07.03.90. Бюл, № 9

(71)Всесоюзное морское научно-производственное объединение Союзморинжге- ология

(72)В,Л.Дьячков и В.А.Черепных

(53)550.83(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР If 1125574, кл. G 01 V 1/38, 1984.

Лунарский Г.Ио Пьезокоса для сейс- мопрофилироваетя. - М.: ВИНИТИ, № 832 75.Дети, 1975, с. 15,

(54)ШЛАНГОВОЕ БУКСИРУЕМОЕ СЕЙСМОАКУС- ТИЧЕСКОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

(57)Изобретение относится к сейсморазведке, в частности к ее высокочастотной модификации - сейсмоакустике,

и предназначено для приема сейсмоакус- тических сигналов. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости приемного устройства при буксировке его в условиях морского волнения Это достигается за счет стабилизации волнового поля полезных отраженных сигналов и волн-спутников вне зависимости от изменения глубины буксировки. Между сейсмоприемниками и верхней частью шланга по его образующей в угловом секторе не более 180° размещен экран из акустически отражающего материала, например пористой резины. Сей- смоприемники расположены на расстоянии не более четверти длины волны от экрана Стабилизатор жестко связан с экраном через устройство поворота и фиксации 2 ил„

е

Изобретение относится к сейсморазведке, в частности к ее высокочастотной модификации - сейсмоакустике, и предназначено для приема сейсмоакустических сигналов. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости приемного устройства при буксировке его в условиях морского волнения. Это достигается за счет стабилизации волнового поля полезных отраженных сигналов и волн-спутников вне зависимости от изменения глубины буксировки. Между сейсмоприемниками и верхней частью шланга по его образующей в угловом секторе не более 180° размещен экран из акустически отражающего материала, например пористой резины. Сейсмоприемники расположены на расстоянии не более четверти длины волны от экрана. Стабилизатор жестко связан с экраном через устройство поворота и фиксации. 2 ил.

Изобретение относится к морской сейсморазведке, в частности к ее высокочастотной модификации - сейсмоакустике, и предназначено для приема сейсмических сигналов, используемых для излучения строения поддонных осадков „

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости приемного устройства при буксировке его в условиях морского волнения за счет стабилизации волнового поля полезных отраженных сигналов и волн-спутников вне зависимости от измерений глубины буксировки.

На фиг01 изображено буксируемое сейсмоакустическое приемное устройст- , во; на фиг„2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит электрический разъем 1, соединительный кабель 2, переднюю 3 и заднюю 4 пробки, сейсмо- приемники 5 давления, соединительные провода 6, акустически прозрачный шланг 7, акустический экран 8 - отражатель, жесткий хвостовой стабилизатор 9, узел 10 поворота и фиксации стабилизатора в заданном положении. Причем наполнитель 11 выполнен в виде нетекучего эластичного акустически прозрачного материала.

Акустический экран 8 расположен в верхней части шланга 7 в пределах не более половины площади его поверхности и экранирует сейсмоприемники 5 давления от сигналов, приходящих

сд

4ь

00

сп

сверху, хвостовой стабилизатор 9 билизирует движение приемного устрой- . ства в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также поддерживает его 5 в положении экраном 8.вверх, т.е. предотвращает вращение приемного устройства вокруг продольной оси и в результате ориентирует экран 8 в направлении прихода волн-спутников от по- JQ верхности вода - воздух

Устройство выполнено следующим образом,.

Электрический разъем 1, кабель 2$ сейсмоприемяики 5 давления, акусти- 15 чески прозрачный шланг 7 и соединительные провода 6 могут быть любого типа. Передняя пробка 3 может быть резиновой, пластмассовой или металлической. Она должна иметь отверстие 20 для ввода кабеля и приспособления, удерживающие кабель и шланг при буксировке, например зажимную гайку и хомут, но при этом от нее не требуется обеспечения герметичности. Задняя 25 пробка 4 может быть,, например, металлической или пластмассовой, при этом второй материал предпочтителен, как более устойчивый к воздействию морской воды Задняя пробка 4 имеет при- 0 способление для крепления стабилизатора, обеспечивающее поворачивание стабилизатора вокруг продольной оси Таким приспособлением может быть, например, продольное отверстие с резьбе бой, в которое ввинчивается носовая

шпилька стабилизатора 9.

Узел 10 поворота и фиксации стабилизатора в заданном положении может до быть выполнен, например, в виде контргайки, навинченной на носовую шпильку стабилизатора 9. Хвостовой стабилизатор 9 может быть любой жесткой конструкции, обеспечивающей стабильность 45 движения приемного устройства в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также предотвращающий вращения приемного устройства вокруг продольной оси Стабилизатор может быть выпол « jg ней, например,, в виде трехперьевого хвостового оперения, при этом два пег ра его расположены в горизонтальной плоскости или отклонены от нее в одну сторону на угол до 30°, а третье пе- « ро расположено в вертикальной плоскости. Расчет и конструктивное исполнение таких стабилизаторов известны из основ гидро- и аэродинамики.

Стабилизатор 9 имеет приспособление для соединения его с задней пробкой 4 о Конструкция приспособления должна обеспечивать возможность изменения при необходимости положения стабилизатора относительно собственно приемного устройства, т.е. поворота его вокруг продольной оси целью его более оптимальной установки (компенсации неточностей изготовления самого стабилизатора и отклонений от прямолинейности и цилинд- ричности шланга, возникающих при хранении и транспортировке приемного устройства) .

Наиболее простым и надежным вариантом приспособления для присоединения является резьбовая шпилька, при- . крепленная в носовой части стабилизатора вдоль продольной оси приемного устройства, ввинчивающаяся при сборке приемного устройства в хвостовую пробку 4 и стопорящаяся в нужном положении контргайкой узла 10 поворота и фиксации стабилизатора,,

Экран 8 может быть выполнен, например, в виде листа пористой резины или паролона. Толщина его зависит от пористости резины и требуемого подавления сигналов, пришедших с верхнего направления (волны-спутника) и лежит в пределах 3-20 мм. Оптимальной толщиной является 5-6 мм.

Ширина экрана также выбирается из требуемого подавления, при этом ее величина не должна превышать половины длины окружности оболочки шланга. Выбранные геометрические параметры экрана обеспечивают оптимальные условия для ослабления помехи от волн-спутников; при больших размерах экрана 8 наблюдаются явления дифракции„ При минимальном размере экрана потери чувствительности приемного устройства (уменьшения амплитуды.сигналов) практически не происходит, при максимальном - уменьшение достигает 50% (уменьшение чувствительности легко компенсируется увеличением количества сей- смоприемников). Указанная ширина экрана при толщине его 5-6 мм обеспечивает подавление волны-спутника на . 6-20 дБ (по давлению), т„ес до 10 раз, что вполне приемлемо для изучения геологического строения осадков,

Сейсмоприемники 5 могут быть выполнены в виде любых датчиков давления, преобразующих сигналы давления

акустического диапазона частот в электрические, например в виде гидрофонов или пьезосейсмоприемников. Сейсмоприемники располагаются симметрич- но относительно продольной оси экрана, . под его серединой, при этом расстояние от экрана до сейсмоприемников не должно превышать 1/4 длины волны акустических сигналов, что позволяет JQ минимизировать искажения полезного сигнала. Сейсмоприемники могут быть расположены вплотную к экрану, при этом подавление сигналов сверху (волны-спутника) и ширина полосы прини- 15 маемых частот становятся максимальными, но количество сейсмоприемников для сохранения чувствительности долж- но быть удвоено.

В качестве заполнителя 1 использу- 20 ют жидкость, становящуюся твердоэлас- тичной после создания определенных условий и обладающая при этом акустическими свойствами, близкими к свойствам воды, т„в акустическая жест- 25 кость которой близка к акустической жесткости водыв В качестве заполнителя 1 может использоваться, например кремнийорганический каучук Виксинг ПК-68 (с соответствующим отвердите- 30 лем). При этом Виксинг, смешанный с отвердителем, заливается в приемное

устройство через одну из пробок

в виде жидкости, а через некоторое в время становится твердоэластичной прозрачной каучуковой массой. При этом заполнитель выполняет основную свою функцию г передачу акустической волны из водной среды к сейсмо- приемникам, одновременно герметизи- . рует приемное устройство и фиксирует сейсмоприемники, т.е. предотвращает их перемещение относительно экрана и шланга.

Устройство работает следующим образом о

Стабилизатор 9 устанавливается в

35

40

45

положение, при котором по„расчету приемное устройство должно двигаться экраном 8 вверх и стопориться t контргайкой узла 10 поворота и фиксации стабилизатора. Разъем 1 подключается к регистрирующей аппаратуре, приемное устройство на ходу опускается за борт и проверяются форма и амплитуда сигналов. Приемное устройство поднимается на борт, стабилизатор 9 поворачивается на определенный (5- 30°) угол вокруг продольной оси и

JQ 5

20 250

5

0

5

0

5

проверяется изменение формы и амплитуды сигналов. Проверка повторяется при повороте стабилизатора на этот же угол, но в обратную сторону. Сопоставление результатов позволяет определить оптимальное положение стабилизатора.

Далее приемное устройство опускается на кабеле на нужную длину в рабо чёе положение так, чтобы оно находилось в зоне наименьших шумов (обычно 30-50 м за судном и в стороне от кальватерной струиН

Отраженные дном и поддонными горизонтами сигналы подходят в виде волн давления к приемному устройству снизу, воздействуют на шланг 7, через него на заполнитель 1 и через заполнитель на сейсмоприемники 5. Распространяясь дальше,.волна достигает экрана 8. при этом часть ее энергии отражается от него и возвращается к сей смоприемникам.. в виде искусственной волны-спутника, суммируясь с прямой

ВОЛНОЙо

Суммирование вызывает изменение амплитуды и формы прямой волны, но поскольку расстояние между сейсмопри- емниками 5 и экраном 8 остается постоянным, то и изменения остаются постоянными, то есть их можно учесть при пот следующей обработке.

Распространяясь дальше, прямая волна достигает поверхности воды и переотражается ею Когда переотраженная поверхностью воды волна (естественная волна-спутник) достигает приемного устройства, часть ее энергии отражается экраном 8, ориентированным в направлении ее прихода вверх, воздействие волны на сейсмоприемники по отношению к этой волне оказываются в тени экрана. Поскольку в шланговых приемных устройствах поперечный размер экрана не велик (40-50 мм) и даже в сейсмоакустическом диапазоне частот меньше половины длины волны, то получить подавление переотраженной волны больше чем в 10 раз затруднительно, однако даже при таком подавлении переотраженные сигналы (волна-спутник) оказываются за пределами динамического диапазона регистрации и обеспечивают необходимую помехоустойчивость приемного устройства.

Таким образом амплитуда и форма выходных сигналов приемного устройства при буксировке его в приповерхност71548

ной зоне (в зоне давления) становятся независимыми от глубины его погруже- кия под поверхность, т,е отпадает надобность в его строгом согласовании ю глубине, что расширяет применимость

немного устройства по гидрометеорогическим условиям,

Работоспособность и величины указан™ ных параметров приемного устройства установлены полуэмпирически и подтверждены испытаниями экспериментальных и опытных образцовс

Применение предлагаемого устройст- па позволяет сократить простои геофи- аических судов, связанные с наличием колнения ,моря, а также дополнительным эффектом является упрощение конструкции приемного устройства, так как отпадает необходимость в обеспечении 20 герметичности конструкции кабельного :звода и места соединения пробок со шлангом, а также необходимость в устройствах для фиксации сейсмоприемников, предотвращающих стук сейсмопри- 25 емников о шланг во время буксировки. Пополнительным эффектом является так - Ьке устранение угрозы загрязнения окружающей среды, происходящего при порыве шланга с жидким заполнителем,, 30 Формула изобретения Шланговое буксируемое сейсмоакус- тическое приемное устройство, содер / / /

-1 / /п еадай 2$Ј«ри

ШЗШЗЁ

- l.i и, i MA bVhMJSSri V

Редактор А.Мотыль

Составитель В.Ищенко Техред М.Ходанич

Заказ 140

Тираж 414

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1

8

жащее буксирный кабель с электрическим разъемом на одном конце, акустически прозрачный шланг, внутри которого помещены сейсмоприемники давления j, соединенные между собой и с кабелем соединительными проводами, а внутренний объем которого заполнен акустически прозрачным заполнителем, переднюю и заднюю пробки закрывающие концы шланга и хвостовой стабилизатор t причем кабель введен в шланг через переднюю пробку, а стабилизатор прикреплен к задней, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости приемного устройства при буксировке его в условиях морского волнения за счет ста- бипизации волнового поля полезных отраженных сигналов и волн-спутников . вне зависимости от изменений глубины буксировки, между сейсмоприемниками и верхней частью шланга в угловом секторе не более 180° размещен экран из акустически отражающего материала, например пористой резины, при этом шланг заполнен твердоэластичным заполнителем, а сейсмоприемники расположены от экрана на расстоянии не более четверти длины волны излучаемых сигналов, а стабилизатор жестко связан с экраном.

5

Фиг1

Корректор М.Пожо

Подписное