Устройство для возбуждения упругих колебаний Советский патент 1992 года по МПК G01V1/02 

Изобретение относится к геофизическим методам разведки, в частности к источникам возбуждения упругих колебаний, и предназначено преимущественно для использования при сейсмических исследованиях в скважинах и на акваториях.

Известно устройство возбуждения упругих колебаний типа WASSP, содержащее накопительное и разрядное устройство, электроды и металлическую проволоку, расположенную между ними (Балашканд М.И. и Ловля С.А. Источники возбуждения упругих волн при сейсморазведке на акваториях. М.: Недра, 1977).

Недостатком этого устройства является низкая надежность и КПД, так как излучение производится в неоднородной среде, а также затруднена смена проволоки между электродами.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство, содержащее верхний разрезной, подпружиненный и нижний электроды, барабан с проволокой, узел подачи проволоки, накопительное устройство (авт. св. СССР Мг 423075, кл. G01 V1/02, 1972).

Недостатком прототипа являются низкие надежность, КПД и стабильность выходных характеристик вследствие того, что нижний электрод выполнен неразрезным и контакт с проволокой осуществляется прикосновением, что приводит к повышению переходного сопротивления, обгоранию и окислению контакта.

Кроме того, излучение производится в открытой неоднородной среде, изменяющееся с глубиной, что влияет на параметры излучаемых колебаний. Перемещение узла подачи проволоки производится за счет давления, возникающего от сгорания проволоки. Поэтому стабильность работы узла подачи проволоки зависит от постоянства

со

с

о ел VJ ю

GJ

энергии сгорания, а после взрыва проволоки контакты окисляются, обгорают и требуют периодичес ,й зачистки.

Целью изобретения является повышение надежности, коэффициента полезного действия и стабильности выходных характеристик.

Цель достигается тем, что известное устройство, содержащее установленные в корпусе верхний разрезной подпружиненный и нижний электроды, барабан с проволокой, узел подачи проволоки, накопительный блок и разрядный блок, связанный с электродами, снабжено защитным кожухом, выполненным в виде стакана, полость которого в верхней части связана с внешней средой и заполнена однородной непроводящей жидкостью с плотностью, превышающей плотность внешней среды, при этом в стенках защитного кожуха, в области расположения электродов, выполнены акустически прозрачные окна, а узел подачи проволоки выполнен в виде соленоида с подпружиненным сердечником, содержащим сквозное осевое отверстие, причем на конце сердечника со стороны электродов размещен пружинный зажим, плоскость прижима которого совмещена с плоскостью расположения верхнего и нижнего электродов, при этом верхний электрод выполнен с поперечным сечением большим, чем поперечное сечение нижнего электрода, который выполнен разрезным и подпружиненным, а в пружинном зажиме сердечника в плоскости, перпендикулярной плоскости прижима, выполнены пазы, соответствующие форме сечения электродов.

Технико-экономический эффект состоит в том, что данное устройство позволяет излучать сейсмические колебания, не зависящие от неоднородности жидкости среды, а также повышает надежность контакта электродов с проволокой, что увеличивает надежность, коэффициент полезного действия и стабильность выходных характеристик устройства.

Сущность изобретения заключается в том, что при подаче на соленоид управляющего импульса он втягивает в себя сердечник, в отверстие которого продета проволока, зажатая пружинным конусным зажимом, который при этом разжимает оба разрезных подпружиненных электрода, смыкающиеся одновременно, после того, как зажим установится в крайнее положение, благодаря тому, что форма окна зажима и форма сечения электродов, с учетом расстояния между ними, совпадают, а сечение нижнего электрода, имеющее книзу конусную форму сечения, позволяет размыкать

губки пружинного зажима при возврате его в исходное состояние под действием возвратной пружины, оставляя проволоку зажатой между электродами. Изолирование

рабочей полости от среды с помощью однородной непроводящей жидкости за счет разности плотностей позволяет излучать упругие колебания, не зависящие от изменения свойств среды, и отводить продукты

0 сгорания из камеры в среду, не усложняя конструкцию устройства, а сейсмические колебания излучаются в среду через акустически прозрачные окна.

Нижний электрод, выполненный раз5 резным и подпружиненным, позволяет обеспечивать лучший контакт электрода с проволокой.

Соленоид, сердечник с осевым отверстием, оканчивающийся пружинным конус0 ным зажимом со стороны электродов, расположенных поперечно плоскости зажима, и возвратная пружина обеспечивают надежную подачу проволоки к электродам. Электроды имеют фаски по ходу подачи

5 проволоки для того, чтобы пружинный зажим при подаче проволоки легко разжимал электроды.

Поперечное сечение верхнего электрода больше сечения удаленного от него ниж0 него электрода, что позволяет сжиматься электродам только после того, как пружинный конусный зажим с проволокой установится в крайнее положение.

Нижний электрод имеет книзу конусную

5 форму сечения, что позволяет разжимать пружинный конусный зажим при возврате его в исходное положение под действием возвратной пружины, оставляя проволоку зажатой между электродами.

0 Кожух, выполненный в виде стакана, полость которого связана с внешней средой в верхней части его, заполненного однородной непроводящей жидкостью, позволяет производить сжигание проволоки в одно5 родной непроводящей среде, что повышает стабильность характеристик и позволяет отводить при этом продукты сгорания от места взрыва в окружающую среду.

Акустически прозрачные окна, располо0 женные в прорези стенки кожуха в области сгорания проволоки, позволяют создавать направленность получаемых колебаний.

На фиг. 1 и 2 представлено схематически устройство, где показаны верхний раз5 резной подпружиненный электрод 1, нижний разрезной подпружиненный электрод 2, барабан 3 с проволокой, соленоид 4, сердечник 5 с осевым отверстием 6, пружинный конусный зажим 7, возвратная пружина 8, фаски 9 на электродах, накопительное и

разрядное устройство 10, кожух 11, место связи с внешней средой 12, однородная непроводящая жидкость 13, акустически прозрачные окна 14, проволока 15, несущая тяги 16.

На фиг. 3 представлен схематически рабочий орган в исходном состоянии, где показаны верхний разрезной подпружиненный электрод 1, нижний разрезной подпружиненный электрод 2, пружинный конусный зажим 7,

На фиг. 4 представлен схематически рабочий орган в крайнем взведенном состоянии, где показаны верхний разрезной подпружиненный электрод 1, нижний разрезной подпружиненный электрод 2, пружинный конусный зажим 7.

Устройство содержит верхний разрезной подпружиненный и нижний электроды 1, 2, барабан 3 с проволокой 15, размещенные на несущих тяги 16 накопительное и разрядное устройства 10, причем нижний электрод 2 также выполнен разрезным и подпружиненным, а также узел подачи проволоки 15, содержащий соленоид 4, сердечник 5 с осевым отверстием 6, оканчивающийся пружинным конусным зажимом 7 со стороны электроды 1, 2, расположенных поперечно плоскости зажима 7, и возвратную пружину 8, причем электроды 1, 2 имеют фаски 9 по ходу подачи проволоки и поперечное сечение верхнего электрода 1 больше сечения удаленного от него нижнего электрода 2, имеющего книзу конусную форму сечения, а поперечное сечение окна зажима 7 повторяет сечение электродов 1, 2 с учетом расстояния между ними,

Кожух 11 выполнен в виде стакана, полость которого связана с внешней средой 12 в верхней его части, заполненного однородной непроводящей жидкостью 13 с плотностью, превышающей плотность жидкости среды, и содержащего акустически проз реГч- ные окна 14, расположенные в прорези стенки кожуха 11 в области сгорания проволоки.

Устройство работает следующим образом. С помощью каротажного кабеля устройство опускают в предполагаемый интервал исследования. По кабелю накопительному и разрядному устройству 10 подается напряжение. Перед сжиганием проволоки на соленоид 4 подаютуправляю- щий импульс, сердечник 5 под действием электромагнитного поля приводится в движение и подается вперед. Проволока с барабана 3 через осевое отверстие 6, с помощью пружинного конусного зажима 7, которым оканчивается сердечник 5 со стороны электродов 1, 2, также подается вперед. Пружинный конусный зажим 7 разжимает разрезные подпружиненные электроды 1, 2, которые расположены поперечно плоскости зажима 7 и имеют фаски 9 по ходу

подачи проволоки. Когда пружинный конусный зажим 7 с проволокой встанет в крайнее нижнее положение, то разрезные подпружиненные электроды 1, 2 сомкнутся, сжав проволоку. Поокончанииуправляюще0 го импульса пружинный конусный зажим 7 с помощью возвратной пружины 8 возвращается в исходное состояние, при этом он разжимается, оставляя проволоку зажатой между электродами 1, 2. В исходном состо5 янии пружинный конусный зажим 7 вновь сжимает проволоку. Далее для возбуждения упругих колебаний на накопительное и разрядное устройство 10 подается запускающий импульс, и накопленная энергия

0 подводится к электродам 1, 2, сжигая проволоку. При этом образующиеся пары расширяются, воздействуя через акустически прозрачные окна 14, передавая упругие колебания в среду. Образовавшиеся при этом

5 продукты сгорания выходят из однородной непроводящей жидкости 13 в скважинную жидкость через место связи с внешней средой 12 в верхней части кожуха 11.

Для повторного возбуждения упругих

0 колебаний процесс повторяется. Каждый раз после сжигания проволоки и при подаче новой пружинный конусный зажим 7 своей абразивной внешней поверхностью губок защищает электроды 1, 2 от нагара и окис5 лов.

Данное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет возбуждать упругие колебания с большей надежностью, КПД и стабильностью выходных характе0 ристик, так как выполнение верхнего и нижнего электродов разрезными и подпружиненными увеличивает контактное давление электродов с проволокой.

Выполнение узла подачи, содержащего

5 соленоид, сердечник с осевым отверстием, оканчивающийся пружинным конусным зажимом со стороны электродов, расположен- ных поперечно плоскости зажима, и возвратную пружину, причем электроды

0 имеют фаски по ходу подачи проволоки и поперечное сечение верхнего электрода больше сечения, удаленного от него нижнего электрода, имеющего книзу конусную форму сечения, а поперечное сечение окна

5 зажима повторяет сечение электродов с учетом расстояния между ними, позволяет повысить надежность и достоверность подачи проволоки к электродам, кроме того, выполнение пружинного конусного зажима с абразивной внешней поверхностью губок

позволяет очищать электроды от окислов и нагаров, понижая при этом переходное сопротивление между электродами и проволокой и увеличивая КПД устройства.

Дополнительное содержание кожуха, выполненного в виде стакана, полость которого имеет связь с внешней средой в верхней части устройства, заполненного однородной непроводящей жидкостью с плотностью, превышающей плотность жидкости среды, и содержащего акустически прозрачные окна, расположенные в прорези стенки кожуха в области сгорания проволоки в однородной среде, позволяет выводить продукт сгорания от места сжигания проволоки, что повышает стабильность выходных характеристик.

Формула изобретения Устройство для возбуждения упругих колебаний, содержащее установленные в корпусе верхний разрезной подпружиненный и нижний электроды, барабан с проволокой, узел подачи проволоки, накопительный блок и разрядный блок, связанный с электродами, отличающееся тем, что, с

/5

целью повышения надежности, коэффициента полезного действия и стабильности выходных характеристик, оно снабжено защитным кожухом, выполненным в виде

стакана, полость которого в верхней части связана с внешней средой и заполнена однородной непроводящей жидкостью с плотностью, превышающей плотность внешней среды, при этом в стенках защитного кожуха, в области расположения электродов, выполнены акустически прозрачные окна, а узел подачи проволоки выполнен в виде соленоида с подпружиненным сердечником, содержащим сквозное осевое отверстие,

причем на конце сердечника со стороны электродов размещен пружинный зажим, плоскость прижима которого совмещена с плоскостью расположения верхнего и нижнего электродов, при этом верхний электрод

выполнен с поперечным сечением большим, чем поперечное сечение нижнего электрода, который выполнен разрезным и подпружиненным, а в пружинном зажиме сердечника в плоскости, перпендикулярной

плоскости прижима, выполнены пазы, соответствующие форме сечения электродов.

5 /

Изобретение относится к геофизическим методам разведки. Цель изобретения - повышение надежности и КПД. Устройст во для возбуждения упругих колебаний содержит установленные в корпусе верхний разрезной подпружиненный и нижний электроды, барабан с проволокой, узел подачи проволоки, выполненный в виде соленоида с подпружиненным сердечником, накопительный блок и разрядный блок, связанный с электродами, защитный кожух выполнен в виде стакана, полость которого в верхней части связана с внешней средой и заполнена однородной непроводящей жидкостью с плотностью, превышающей плотность внешней среды, при этом в стенках защитного кожуха, в области расположения электродов, выполнены акустически прозрачные окна. 4 ил.