Источник для морской сейсморазведки Советский патент 1992 года по МПК G01V1/04 

Изобретение относится к области технических средств морской сейсморазведки, а именно к устройствам возбужденил упругих волн в водной среде.

Известен пневматический источник, содержащий шток, подвижный цилиндр, образующие рабочую полость - пневмокамеру определенного объема, куда по магистрали высокого давления нагнетается сжатый воз- дух.

В пневматическом источнике вскрытие рабочего объема и выхлоп сжатого газа в окружающую среду происходит в результате резкого смещения подвижного цилиндра относительно штока при срабатывании устройства запуска.

К недостаткам этого пневматического источника относится то, что в процессе эксплуатации источников отсутствует возможность систематического контроля за

вскрытием рабочего объема пневмокамеры, Такой контроль необходим, так как при работе источника по ряду причин, например, от повышенного трения скольжения между подвижным цилиндром и штоком из-за возникновения каких-либо механических деформаций уплотнительных колец, из-за нарушений в режиме подачи сжатого воздуха в камеру и т.п. происходят неконтроли- руемые или плохо контролируемые изменения рабочего режима источника, в частности, скорости вскрытия пневмокамеры.

Это приводит к потере энергии излучения, флуктуациям характеристик акустических сигналов от выхлопа к выхлопу, что в итоге, отражается на качестве полевого материала, влечет за собой изменение глубинности и оазрешающей способности исследований, а также усложнения обрабоч А

N Si оэ

ю ю

ки данных, включая и ложную интерпретацию таких изменений.

Наиболее близким техническим решением является источник для морской сейсморазведки, содержащий сопряженные боковыми поверхностями шток с поршнями и подвижный цилиндр, образующие рабочую и тормозную полости, магистраль высокого давления, устройство запуска и электрическую линию связи с бортом судна. Недостатком устройства является то, что в нем не обеспечивается непрерывный (систематический) контроль за процессом перемещения подвижного цилиндра, в частности, за скоростью вскрытия рабочей камеры при работе источника.

Целью изобретения является повышение качества сейсмических данных путем осуществления непрерывного контроля за вскрытием рабочей полости.

Поставленная цель достигается тем, что в источнике для морской сейсморазведки, содержащем сопряженные боковыми поверхностями, шток с поршнями и подвижный цилиндр, образующие рабочую и тормозную полости, магистраль высокого давления, устройство апуска и электрическую линию связи, на сопряженных участках боковых поверхностей подвижного цилиндра и штока размещаются соответственно не менее двух разделенных между собой индикаторных .элементов и датчик считывания, подключенный к электрической линии связи с бортом судна.

На чертеже изображен общий вид источника упругих волн для морской сейсморазведки.

Источник состоит из штока 1, сопряженного с ним подвижного относительно него цилиндра 2, электропнеомоклапана 3, содержащего электромагнит 4, якорь 5 в виде металлического диска с шариком 6 и вкладыш 7, образующий с шариком шаровой затвор. Шток 1 в верхней и средней части переходит в поршни 8 и 9, В нижней части шток 1 снабжен охватывающими поршень кольцевым насадком 10 со сплошным кольцевым соплом 11, уплотнительными элементами 12,13. 14, 15, 16 и 17. В средний поршень 9 вмонтировано уплотнительное кольцо 18, причем так, что в исходном положении источника осуществляется переток сжатого воздуха из управляющей полости 19 в рабочую полость 20 через технологический зазор между штоком и цилиндром и кольцевую выточку 21, выполненную в цилиндре 2. Полость 22 электропневмоклапа- на 3 с помощью канала 23 и управляющая полость 19с помощью канала 24 соединены с магистралью (источником) высокого давления 25. Полость 22 также соединена с торцом цилиндра каналом 26, подводящим сжатый воздух к торцу цилиндра 2. На наружной поверхности цилиндра 2 размещена

совокупность индикаторных элементов в виде чередующихся колец из ферромагнитного 27 и немагнитного 28 материала. (Если подвижный цилиндр 2 выполнен из немагнитного материала, то кольца 28 необязательны).

Герметичный кожух 29 с атмосферным

давлением, выполненный зацело или жест ко связанный со штоком, предотвращает

взаимодействие цилиндра 2 со средой во

время срабатывания. В кожух 29 вмонтирован один или несколько электромагнитных датчиков (магнитных головок) считывания 30 таким образом, чтобы между ними и индикаторными элементами возможна индуктивная взаимосвязь. В исходном положении зазор электромагнитного датчика 30 устанавливается напротив первого ферромагнитного кольца 27.

Электромагнитный датчик 30 подключается к электрической линии связи с бортом судна.

Герметичный кожух 29 в своей верхней части содержит клапан сброса 31, чтобы предотвратить повышение давления в среде, где происходит перемещение подвижного цилиндра.

Ферромагнитные кольца 27 располагаются на равном или изменяющемся по заданному закону расстоянии друг от друга.

Источник работает следующим образом.

Сжатый воздух по магистрали высокого давления 25 через каналы 23 и 24 поступает в полости 19 и 22, прижимает цилиндр к

уплотнителю 15 и заполняет рабочую полость 20. При подаче импульса тока в обмотку электромагнита 4 последний притягивает металлический диск якоря 5 и разгерметизирует отверстие. Сжатый воздух действует на торец цилиндра 2 через канал 26 и резко перемещает его в направлении поршня 9. За счет энергии сжатого воздуха, находящегося в рабочей полости 20, вода, заполняющая кольцевой насадок

10, разгоняется в нем и выбрасывается в окружающую подводную среду через кольцевое сопло 11, формируя акустический сигнал.

При отом ферромагнитные 27 и немагнитные 28 кольца при движении цилиндра 2 перемещаются относительно зазора электромагнитного датчика 30, из-за чего в датчике возникают электрические импульсы, частота следования которых пропорциональна скорости перемещения цилиндра 2.

Для реализации предлагаемого технического решения могут быть применены другие типы датчиков считывания, а также соответствующие им конструктивы и формы индикаторных элементов. Например, вместо ферромагнитных колец может быть использовано дискретное намагничивание участков поверхности подвижного цилиндра в пределах заданного интервала, или применена винтовая резьба с заданным постоянным или переменным шагом по намаг- ниченной поверхности на заданном интервале и др.

Ферромагнитные кольца могут быть нанесены на поверхность подвижного цилиндра, например, методом напыления, либо выполнены в специальном насадке и впрессованы в подвижный цилиндр и т.д.

Кроме того, в качестве датчика считывания могут быть применены, например, датчики емкостного типа. В данном случае принцип измерения очевиден: сигналы на выходе датчика будут определяться заданной формой рельефа поверхности цилиндра на заданном интервале, от которой будет зависеть величина электрической емкости в системе датчик-индикаторный элемент.

Могут также использоваться оптические типы датчиков, например, лазерный с применением оптоволокон, собранных в систему источник-приемник. При этом форма рельефа поверхности подвижного цилиндра при перемещении по сути будет при отражении от нее модулировать световой поток, исходящий из оптического датчика.

На чертеже показан вариант реализации, при котором датчик считывания расположен на защитном кожухе, так как он неподвижен относительно цилиндра. В принципе, в других типах источника упругих волн, датчик считывания может быть размещен в теле штока. Кроме того, при использовании нескольких датчиков считывания, например, размещенных по периметру поверхности защитного кожуха (или штока),

5 возможна реализация дифференциальных измерений скорости и других параметров перемещения подвижного цилиндра, как в момент вскрытия, так и в момент закрытия рабочего объема камеры. Тем самым будет

0 контролироваться характер поведения подвижного цилиндра при работе источника. Измерение частоты и периода следования импульсов с выхода датчика может проводиться на борту судна с помощью

5 измерительной аппаратуры, например, частотомера, осциллографа и др. Там же осуществляется оперативная обработка данных.

Применение описываемого изобретения позволит повысить качество сейсмиче0 ских данных, полученных при исследовании дна акватории,

Формула изобретения Источник для морской сейсморазведки,

5 содержащий сопряженные боковыми поверхностями неподвижный шток с поршнями и подвижный цилиндр, образующие рабочую и тормозную полости, магистраль высокого давления, устройство запуска и

0 электрическую линию связи с бортом судна, отличающийся тем, что, с целью повышения качестза сейсмических данных путем осуществления непрерывного контроля за вскрытием рабочей полости, на со5 пряженных участках боковых поверхностей подвижного цилиндра и неподвижного элемента размещены соответственно не менее двух разделенных между собой индикаторных элементов и датчик считывания, под0 ключенный к электрической линии связи с бортом судна.

Изобретение относится к области технических средств морской сейсморазведки, а именно к устройствам возбуждения упругих волн в водной среде. Цель - повышение качества сейсмических данных путем осуществления непрерывного контроля за вскрытием рабочего объема камеры. Устройство содержит сопряженные друг с другом неподвижный элемент и подвижный цилиндр. На сопряженных поверхностях неподвижного и подвижного элементов размещаются соответственно не менее двух разделенных между собой индикаторных элементов, датчик считывания, подключенный к электрической линии связи с бортом судна. При перемещении подвижного элемента датчик считывания, проходя мимо индикаторных элементов, указывает положение подвижного цилиндра R заданный момент времени. 1 ил. сл с