УСТРОЙСТВО для ИЗЛУЧЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКОГО СИГНАЛА Советский патент 1972 года по МПК G01V1/393 

Изобретение относится к устройствам для морской сейсморазведки и может быть использовано также для возбуждения сейсмического сигнала в скважинах.

Известны пневматические излучатели сейсмического сигнала, ,в которых для возбуждения сигнала используют энергию сжатого до высокого давления воздуха. Одним из суп;ественных недостатков этих излучателей является необходимость использования громоздких установок для сжатия воздуха. Известно также устройство, в котором энергия выхлопа воздуха повышена за счет сжигания топлива в сжатом воздухе в корпусе камеры перед выхлопом. Однако эта конструкция в результате сгорания топлива и резкого повышения давления в камере излучателя подвергается большим прочностным и тепловым нагрузкам, что приводит к усложнению конструкций и повышенным требова«иям к термостойкости уплотнений в подвижных соединениях.

Цель изобретения-.повышение энергии выхлопа сжатого воздуха и ослабл.ение тепловой и прочностной нагрузк-и на корпус камеры.

Цель достигается тем, что в предложенном устройстве распыление и сжигание топлива осуш,ествляется в струе сжатого воздуха, истекающего из корпуса излучателя. Синхронизация момента начала распыления топлива с моментом открытия выходного отверстия осуществляется за счет размешения устройств для дозировки и распыления в корпусе подвижного поршня, закрываюш,его выходное отверстие и приведения этих устройств в действие движением поршня одновременно с открытием выходного отверстия. Одновременно или с заданной задержкой относительно сигнала на срабатывание излучателя подается питание на поджигаюшее устройство. Режим горения смеси воздуха с горючим вы&ирают так, чтобы скорость горения была равна скорости потока в выхлопном отверстии. Такого режима достигают либо путем предварительного повышения температуры и давления в истекающей струе за счет сжигания части горючего в объеме камеры излучателя перед началом открытия выхлопного отверстия, но после начала движения поршня, оибо путем создания в выхлопном отверстии устойчивой комбинации ударной волны с фронтом горения.

На фиг. 1 и 2 -показаны варианты конструкции излучателя в разрезе.

Излучатель (фиг. 1) содержит корпус 1, уплотнительное кольцо 2, зажигательную свечу 3, крышку 4 с уплотнительным кольцом 5 и обратным клапаном, состоящим из шарика 6 и заглушки 7, поршень 8 с уплотнительными кольцами 9-12, форсунки 13, обратный клапан, состоящий из поршня 14 и пружины 15.

закрывает выхлопное отверстие диаметром di в корпусе 1 камеры. Уплотнительное эластичное кольцо обеспечивает герметичность закрытия выходного отверстия. В центральный канал поршня диаметром dz входит шток крышки 4 с центральным каналом, отделенным от объема центрального канала поршня обратным клапаном 6, 7. В нижней части поршня 8 установлены форсунки для распыления топлива во внутреннюю полость 16 камеры. Форсунки отделены от центрального .канала поршня обратным клапаном 14, 15. Уплотнительное кольцо 9 обеспечивает герметичность разделения центрального канала поршня и объема /7. Уплотнительное кольцо 2 обеспечивает герметичность разделения объема 18 под плечом порш«ня от объема 16 в крайнем нижнем положении поршня. Поршень 8 имеет осевой канал диаметром ds оостоянно сообщающийся через радиальное отверстие диаметром d с объемом 16 и .имеющий радиальное отверстие диаметром ds, которое в крайнем нижнем положении поршня оказывается ниже уплотнительного кольца 2. В этом полол ении объем 16 ч,ерез отверстия d, d, ds сообщается с объемом 18. Корпус / имеет в-вод для поджигающей свечи 3 и вводы 19, 20 для подачи сжатого воздуха. Крышка 4 имеет ввод 21 для подачи жидкого горючего и ввод 22 для подачи воздуха.

Корпус излучателя подвешивается под поплавком в толще воды и сообщается с .поплавком шлангами подачи сжатого воздуха и горючего, а также кабелем для подачи напряжения на поджигающую свечу. На поплавке устанавливают сосуд с горючим и промел уточную емкость, в которую по шлангу постоянно подают сжатый воздух от компрессора, установленного на судне. На корпусе поплавка устанавливают электропневмоклапаны (не показаны), подающие сжатый воздух под высоким давлением на вводы 19, 20 и понижающий воздушный редуктор, подающий воздух под низким давлением во ввод 22. Управление подачей газо.Б на вводы 19 и 20 производятся путем подачи электропитания на соответствующие.электропневмоклапаны с борта судна. Под действием низкого давления в объеме 17 при отсутствии давления в объеме 18 поршень опускается в крайнее нижнее положение и закрываег выходное отверстие di. При движении поршня вниз и через ввод 21 горючее подсасывается в центральный канал поршнж з, так как в результате возникающего разрежения з этом канале верхний клапан 6, 7 открывается. При подаче на ввод 20 сжатого воздуха под высоким давлением происходит заполнение объема 16 и канала d внутри поршня 8. Давление воздуха в объеме/ при крайнем нижнем положении поршня не действует на последний, и выходное отверстие di из корпуса 1 остается закрытым. Излучатель готов к выхлопу.

ВЫХ.ДОП воздуха осуществляют путем подачи электропневмоклапаном воздуха под высоким давлением через ввод 19 з объем 18. Одновременно или с некоторой задержкой подаются

электропитанне на поджигающую свечу 3. Под действием давления в объеме 18 на плечо

поршня площадью - () последний

поднимается. Шток крышки 4 вдвигается в канал dz поршня 8 и вытесняет из него горючее, которое, попадая под высоким давлением на вход форсунок 13, распыляется в объем 16. Одновременно поджигается топливо воздущной смеси свечой 3.

До тех пор, пока поршень 8, двигаясь вверх, не открывает выходное отверстие di из объема 16 в результате сгорания топлива, давление и температура воздуха в этом объеме возрастают. Через каналы d, dz vi d -а поршне газ под давлением из объема 16 поступает в объем 18 и поддерживает там высокое давле.ние.

К моменту, когда поршень 8 открывает выходное отверстие di, давление и температура смеси топлива с воздухом достигают значений, обеспечивающих равенство или превышение скорости горения над скоростью движения потока газа в отверстии . В этом случае после

открытия выходного отверстия, сжигание горючегес происходит на выходе из отверстия di по мере поступления топлива в объем 16 из форсунок 13.

Истекающая из отверстия. d струя продуктов горения образует газовый пузырь. Расширение последнего приводит к возбуждению в окружающей среде импульса давления - сейсмического сигнала. В другом варианте (фиг. 2) конструкция излучателя содержит корпус 23 с уплотнительным кольцом 24 и прокладкой 25, крышку 26 с у1плотнительным кольцом 27, поршень 28 с уплотнительными кольцами 29-31 и форсункой 32, устройство 33 для рассекания потока и поджигания смеси обратного клапана 34. Второй вариант отличается от первого режимом сжигания топлива, которое распыляется форсункой 32 не в объем 16, а в сторону выходного отверстия в истекающую из объема 16

струю сжатого возд)ха. Поджигание топлива осуществляется электрическим разрядом при подаче напряжения на центральную жилу рассекателя 33. Последний, создавая для истекающей струи сжатого воздуха с распыленным горючим препятств.ие, возбуждает в ней наклонную по направлению к потоку ударную волну. Спорание топливной смеси происходит в этом случае после сжатия смеси ударной волной и поддерживается на вершине рассекателя.

Излучатель сейсмического сигнала осуществляет сжигание топлива одновременно с началом выхлопа сжатого до вьгсокого. давления воздуха, что обеспечивает увеличение сейсмической эффективности выхлопа без увеличения

производительности воздушных компрессоров.

Предмет изобретения

-камеру с подвижным поршнем, открывающим .и закрывающим выходное отверстие из камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения энерги выхлопа сжатого воздуха и ослабления тепловой и прочностной нагрузки на корнус камеры, подвижный поршень снабжен форсунками, распыляющими тонливо в сжатом воздухе во время выхлопа газов, а на корпусе камеры установлено приспособление для поджигания горючей смеси.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подвижный поршень имеет канал, заполняемый горючим и сообщающийся с форсункой через обратный клапан, а крышка камеры имеет ШТО.К, входящий в канал поршня и подводящий в него через обратный клапан горючее.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что приспособление для поджигания горючей смеси выполнено в виде клина.

10

-

3J