ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ДЛЯ МОРСКОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ Советский патент 1994 года по МПК G01V1/137 

Изобретение относится к морской сейсморазведке с импульсными источниками сейсмических сигналов.

Целью изобретения является повышение сейсмической эффективности путем обеспечения стабильности момента выхлопа.

На фиг. 1 приведен общий вид пневмоисточника; на фиг.2 - элемент якоря электромагнита.

Пневмоисточник содержит корпус 1 с окнами 2, управляющую 3 и рабочую 4 камеры. От внешней среды камеры отделены челночным затвором, состоящим из штока 5, верхней 6 и нижней 7 тарелок. В штоке 5 выполнены продольный канал 8 с отводными каналами 9 и стартовый канал 10. Под верхней тарелкой 6 образована кольцевая стартовая полость 11, к которой подведен стартовый канал 10. Над верхней тарелкой 6 образована демпферная полость 12, сопряженная с крышкой управляющей камеры 3. Над нижней тарелкой 7 образована кольцевая гидравлическая камера 13 торможения, сопряженная с перегородкой 14 корпуса 1. Нижняя тарелка 7 закрывает выход 15 из рабочей камеры 4.

Для поступления сжатого воздуха в пневмоисточник от расходной емкости (не показана) имеются канал 16 подачи, полость 17 электропневмоклапана 18, продольные пазы 19, полость 20 в направляющей в виде трубы 21, жестко скрепленной с тарелью 22 якоря. В трубе 21 размещен шток-поршень 23 со штифтом 24. Шток-поршень 23 нижним концом 25 прижат к устью распределительного канала 10.

Сжатый воздух от расходной емкости по пневмомагистрали поступает через канал 16 подачи в полость 17 электропневмоклапана 18 и, действуя на тарель 22 якоря, сажает ее на дно полости 17. Далее воздух поступает через сквозные продольные пазы 19 в полость 20 трубы 21 и, действуя на верхний конец штока-поршня 23, перемещает его вниз до упора выступающим из трубы концом 25 в устье стартового канала 10 и зацепления штифтом 24 за нижний конец продольного паза 19.

В этом положении челнок закрывает управляющую 3 и рабочую 4 пневмокамеры. Сжатый воздух после поступления в управляющую пневмокамеру 3 из полости 20 подается по отводным каналам 9 и продольному каналу 8 в рабочую пневмокамеру 4.

После уравнивания давлений в камерах и полостях пневмоисточник готов к срабатыванию.

Импульс тока длительностью 0,010 с и напряжением 300 В подается на катушку электромагнита, помещенную в корпусе клапана. Тарель 22 смещается вверх на 2-3 мм. Этого достаточно, чтобы оторвать нижний конец 25 штока-поршня 23 от устья стартового канала 10. Поток сжатого до 10-20 МПа воздуха устремляется из управляющей камеры 3 в пустую стартовую полость 11. Резкий импульс давления под верхней тарелкой 6 сдвигает челнок вверх, и стартовая полость 11 соединяется с управляющей камерой 3. Некомпенсированное усилие, приложенное со стороны рабочей камеры 4 на нижнюю тарелку 7, достигает от 30 кН до 500 кН (в различных конструкциях источников).

Челнок быстро перемещается на 5-50 мм вверх, толкая перед собой шток-поршень 23. При этом открывается выход 15 из рабочей пневмокамеры 14 и сжатый воздух через выхлопные окна 2 попадает в окружающую среду.

Импульсное возмущение, приложенное к среде расширяющимся воздушным пузырем, порождает сейсмический сигнал.

Часть хода челнок перемещается практически без сопротивления (величина сопротивления пропорциональна площади поперечного сечения штока 5). Однако на последующем участке верхняя тарелка 6 образует со стенками и крышкой управляющей пневмокамеры 3 демпферную полость 12, резко усиливающую торможение. На заключительном участке хода челнока нижняя тарелка 7 образует с перегородкой 14 корпуса 1 гидравлическую камеру 13 торможения. Скорость челнока падает до нуля. В этот момент к верхней тарелке 6 со стороны демпферной полости 12 приложено давление до 15-40 МПа, которое с еще большим усилием отбрасывает челнок назад. В конце обратного хода челнока стартовая полость 11 выполняет функцию демпфера, а избыточное давление из нее стравливается по зазору вдоль штока 5.

После закрытия штоком 5 входа рабочей пневмокамеры 4 и прижатия плавающего штока-поршня 23 к устью стартового канала 10 начинается новый цикл заполнения пневмоисточника сжатым воздухом.

Применение изобретения позволит сократить интервал между подачей командного импульса тока на катушку электромагнита и выхлопом сжатого воздуха с 0,015-0,020 с до 0,007-0,010 с, а случайный разброс времен срабатывания ± (0,002...0,003) с до ±0,001 с.

Это повышает сейсмическую эффективность группирования источников, особенно, в диапазоне верхних сейсмических частот до 60-100 Гц.

Изобретение относится к морской сейсморазведке с импульсными источниками сейсмических сигналов. Цель - повышение сейсмической эффективности путем обеспечения стабильности момента выхлопа. Источник состоит из корпуса 1 с выхлопными окнами 2, управляющей 3 и рабочей 4 камер. Рабочая камера 4 перекрыта запорным органом, состоящим из штока 5, верхней 6 и нижней 7 тарелок. В штоке 5 выполнен продольный канал 8 с отводными каналами 9 и стартовый канал 10. Сжатый воздух поступает в источник по каналу подачи 16. При подаче импульса тока на катушку электропневмоклапана 18 якорь открывает устье стартового канала 10. Сжатый воздух из управляющей камеры 3 поступает в стартовую полость 11 и смещает запорный орган вверх. Через открытый выход 15 из рабочей пневмокамеры и окна 2 сжатый воздух выбрасывается в окружающую среду, возбуждая сейсмический сигнал. Это позволяет уменьшить длину стартового канала 10. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ДЛЯ МОРСКОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ, содержащий корпус с выхлопными окнами, образующий с размещенным внутри челноком, перекрывающим выхлопные окна и включающим две тарелки и жестко связывающий их шток, рабочую и управляющую камеры, сообщенные каналом в челноке, и стартовую полость, герметично отделенную от управляющей камеры челноком, электропневмоклапан с тарелью, полостью и подвижным якорем, сообщенную с управляющей камерой емкость сжатого воздуха и стартовый канал подвода сжатого воздуха в стартовую полость, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности путем обеспечения стабильности момента выхлопа, подвижный якорь снабжен жестко связанной с тарелью направляющей в виде трубы с продольными пазами в стенках, в которой размещен с возможностью осевого перемещения шток-поршень, перекрывающий своим выступающим из трубы концом стартовый канал, выполненный в челноке, шток-поршень снабжен радиальным штифтом, концы которого размещены в продольных пазах трубы, полость которой над шток-поршнем сообщена с полостью электропневмоклапана каналами в стенке трубы. 2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что продольные пазы в стенке трубы выполнены сквозными и соединены с каналами в стенке трубы. 3. Источник по п. 2, отличающийся тем, что длина продольных пазов в стенке трубы равна разности ходов челнока и тарели якоря. 4. Источник по п.3, отличающийся тем, что емкость сжатого воздуха сообщена с управляющей камерой через полость электропневмоклапана, каналы в стенке трубы и полость трубы.