Способ морской сейсморазведки Советский патент 1991 года по МПК G01V1/38 

Изобретение относится к морской геофизике и предназначено для использования при сейсмических исследованиях структуры морского дна.

Известен способ морской сейсморазведки, при котором буксируется подводная сейсмическая система, содержащая последовательно соединенные между собой кабель-трос, заглубитель, кабель-буксир, сейсмокосу с сейсмоприемником и концевое .

Данный способ не обеспечивает снижение помехи, порождаемой собственными шумами обтекания сейсмокосы, что снижает качество работы всего буксируемого подводного протяженного сейсмического устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является использование при морской сейсморазведке буксируемого погруженного приемного устройства, которое включает сейсмокосу с приемниками сейсмических колебаний и концевое тело 2.

Однако данный способ не обеспечивает снижение помехи, порождаемой собственными шумами и шумами обтекания сейсмокосы, в низкочастотном диапазоне частот, что снижает качество работы всего буксируемого подводного приемного устройства.

х| О О

сл о VJ

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости способа в низкочастотном диапазоне частот.

На фиг. 1 схематически представлено сейсмическое устройство для реализации способа, общий вид: на фиг, 2 - сейсмокоса с системой эжекционных отверстий и внутренним каналом, разрез; на фиг. 3 - концевой обтекатель, выполненный по типу эжекторного насоса с входящим в его разгонную часть концом сейсмокосы. Буксируемое приемное устройство для iреализации способа содержит связанные между собой кабель-трос 1, заглубитель 2. кабель-буксир 3, сейсмокосу 4 и концевое тело 5. Сейсмокоса 4 (фиг, 2) снабжена дополнительным устройством пассивного отсоса пограничного слоя, выполненным в виде системы эжекционных отверстий 6 и проточного внутреннего канала 7.

Сквозные эжекционные отверстия расположены наклонно перед сейс- моприемниками на расстоянии, обес- печиваюа1ем ламинарное обтекание сейсмоприемников, и симметрично относительно осевой линии сейсмокосы. При этом внутренний канал сейсмокосы имеет возрастающее с углом 1-2° сечение в сторону от концевого тела.

Концевое тело 5, жестко связанное с сейсмокосой и системой тяг 8, является эжекторным насосом и имеет форму последовательно соединенных конфузора 9 и диффузора 10, при этом свободный конец 11 сейсмокосы имеет равномерное сужение к проточному внутреннему каналу 7 и входит jB разгонную часть 12 конфузора 9, а все концевое тело 5 заключено в оболочку 13 цилиндрической формы и имеет нейтральную плавучесть. Отношение площади смоченной поверхности сейсмокосы к площади поперечного сечения внутреннего проточного канала выбирают из зависимости

о

501

Si

Si16 CcTS

где So - площадь смоченной поверхности сейсмокосы;

Si - площадь поперечного сечения внутреннего проточного канала в соедней его части;

Soi, Si - соответственно площадь входного и выходного сечения конфузора;

Со - коэффициент расхода отсасываемой из пограничного слоя сейсмокосы жидкости;

суммарная площадь эжекционных отверстий;

R

DU

v

- число Рейнольдса, взятое по диаметру сейсмокосы, где Uoo- скорость продольного обтекания буксируемого приемного устройства;

D - наружный диаметр сейсмокосы;

v- вязкость жидкости.

Устройство при реализации способа работает следующим образом. Через кабель-трос 1, заглубитель 2 и кабель-буксир 3 буксируется сейсмокоса 4 с концевым телом 5,

Набегающий поток, попадая в концевой обтекатель 5, являющийся эжекторным на- сосом, нагоняется в суженной разгонной части 12, при этом давление жидкости в этой части понижается и создается перепад давления Д Р между осредненным давлением в пограничном слое сейсмокосы 4 и в разгон- ной части 12 концевого тела 5.

Под воздействием перепада давления АР возникаеттечениежидкости во внутреннем канале 7 сейсмокосы 4 в сторону концевого тела 5 с тем самым происходит отсасывание жидкости через эжекционные отверстия 6 из напряженного пограничного слоя сейсмокосы, что способствует уменьшению пульсаций давления жидкости в пограничном слое в зоне отсасывания

жидкости, а следовательно, способствует

5

5

снижению уровня собственных шумов обтекания.

При буксировке вблизи поверхности сейсмокосы 4 возникает пограничный слой, характеризующийся пульсациями давления жидкости. Последние регистрируются сейсмическими приемниками, расположенными на поверхности сейсмокосы, и создают дополнительную помеху в О работе всей измерительной системы. Расположение эжекционных отверстий перед сейсмическими приемниками на расстоянии 3-4 диаметров отверстия, ч го обеспечивает ламинарный режим обтекания сейсмоприемников, и симметрично относительно осевой линии сейсмокосы позволяет снизить гидродинамические шумы в области низких частот непосредственно в зоне расположения сейсмических приемников давления.

0 При наклонном расположении эжекционных отверстий в направлении коренного конца сейсмокосы, когда их оси составляют с продольной осью угол 83°, обеспечивается оптимальный режим отсасывания жидкости.

Равномерное сужение к проточному внутреннему каналу свободного конца и сейсмокосы, входящего в разгонную часть

5

12конфузора, улучшает структуру потока в .обтекателе, являющегося эжекторным насосом. А наличие в концевом теле оболочки

13позволяет улучшить режим обтекания концевого тела и тем самым снизить собственные шумы обтекания, и придать нейтральную плавучесть концевому телу за счет полости между конусным телом и оболочкой,

Расстояние эжекционного отверстия от сейсмоприёмника может быть определено из соотношения.

|0 X 5 105v/Uoo, где 10 - расстояние эжекционного отверстия от сейсмоприёмника;

X - критическая длина протяженности пограничного слоя до точки перехода из ламинарного в турбулентный.

А диаметр эжекционного отверстия выбирается из соотношения

К CQ SUoo JT So VQ nv0S0;

So ndo/4; S 7Tdl, где I - длина сейсмокосы;

do - диаметр эжекционного отверстия;

n - количество отверстий,

I - порядковый номер отверстия;

Do CoUoo- скорость течения;

К - коэффициент перфорации сейсмокосы;

CQ - коэффициент, учитывающий отношения количества необходимой для отсоса жидкости к всему объему жидкости в по- гранслое и выражающийся как CQ 1 при Uoo 2,5 м/сек и CQ -1 при Uoo 2,5 м/сек.

Концевое тело цилиндрической формы состоит из конфузора и диффузора, имеющих коническую форму. При такой форме гидравлический диаметр конфузора и диффузора совпадает с их диаметрами, что дает при прочих равных параметрах минимальное гидравлическое сопротивление. Это, в свою очередь, снижает уровень помех.

Изобретение позволяет повысить помехоустойчивости и стабилизацию сейсмокосы и тем самым улучшить качество получаемое сейсмической информации.

Формула изобретения

1. Способ морской сейсморазведки, заключающийся в буксировке приемного устройства, содержащего сейсмокосу с сейсмоприемниками и концевым телом и

регистрации сейсмических колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости способа в низкочастотном диапазоне частот, сейсмокоса дополнительно снабжена устройством пассивного отсоса, выполненным в виде проточного внутреннего канала и сквозных эжекционных отверстий, при этом концевое тело жестко связано с сейсмокосой и вы0 полнено в виде эжекторного насоса с последовательно соединенными конфузором и диффузором, свободный конец сейсмокосы входит в разгонную часть конфузора, а отношение площади So смоченной по5 верхности сейсмокосы к площади Si поперечного сечения внутреннего проточного канала в средней его части выбирают из соотношения

0 -1т

So

V Re So

Si 16 -CoZ где Re - число Рейнольдса по диаметру сейсмокосы;

So, Si - соответственно площадь вход- 5 ного и выходного сечений конфузора;

CQ - коэффициент расхода отсасываемой из пограничного слоя сейсмокосы жидкости;

Z - суммарная площадь эжекционных 0 отверстий.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что эжекционные отверстия расположены наклонно в направлении коренного конца сейсмокосы, а их оси составляют с

5 продольной осью сейсмокосы угол 83°

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что эжекционные отверстия расположены перед сейсмоприемниками на расстоянии, обеспечивающем ламинарное

0 обтекание сейсмоприемников и симметрично относительно осевой линии сейсмокосы.

4.Способ поп, 1,отличающийся тем, что внутренний канал в сейсмокосе вы5 полней с возрастающим с углом 1-2° в сторону концевого тела сечением, а участок сейсмокосы, входящий в конфузор, - с равномерным сужением к проточному внутреннему каналу.

0 5. Способ по п. 1,отличающийся тем, что сечение проточного внутреннего канала выполнено круглым, а концевое тело, заключенное в оболочку цилиндрической формы, - с нейтральной плавучестью.

1700507

Изобретение относится к морской геофизике и предназначено для использования при сейсмических исследованиях структуры морского дна. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости способа в низкочастотном диапазоне частот. Для достижения цели сейсмокоса дополнительно снабжена устройством пассивного отсоса, выполненным в виде проточного внутреннего канала и сквозных эжекционных отверстий, расположенных наклонно в направлении коренного конца сейсмокосы под углом 83°. Сейсмоприемники расположены позади эжекционных отверстий на расстоянии 3-4 диаметров-отверстия, что обеспечивает ламинарный режим их обтекания. 4 з.п.ф-лы, 3 ил. (Л С

XNX V 4

Фиг. I

Фиг.2

7 // 9 Я ю

4