УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01V1/393 

Изобретение относится к устройствам для возбуждения сейсмических импульсов в земной коре при проведении геологической разведки в акваториях озер, рек, морей.

Известно устройство, содержащее погрул ной излучатель и источник энергии, находящийся на плаву.

Однако известное устройство пригодно лишь для возбуждения коротких сейсмоимпульсов, недостаточных для зондирования больщих глубин.

Целью изобретения является повышение эффективности ударного воздействия.

Для этого погружной излучатель выполнен шарообразным и состоит из двух полусфер- корпуса и крышки, внутри которых помещен электродинамический преобразователь.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведен разрез электромеханической части устройства; на фиг. 2 - активная часть, в разрезе; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит корпус 1 излучателя, крышку 2 излучателя, корпус 3 защитной решетки, крышку 4 защитной решетки, корпус 5 якоря, корпус 6 статора, мапнитопровод 7 якоря, магнитопровод 8 статора, обмотку 9 якоря, обмотку 10 статора, направляющий цилиндр И якоря, направляющий цилиндр 12 статора, анкерную ось 13, фланец 14, возвратную пружину 15 якоря, возвратную пружину 16 статора, амортизирующую прокладку 17, грузоподъемное кольцо 18, эластичное гофрированное уплотнение 19, лабиринтное уплотнение 20, штуцер подачи сжатого воздуха 21, обратный клапан 22.

Конструктивной основой устройства является защитная решетка, состоящая из корпуса 3 защитной решетки и крышки 4 защитной рещетки. Форма защитной рещетки может быть, например, близкой к сферической. Анкерная ось 13 с наворачиваемым на нее фланцем 14 связывает центры обеих частей

защитной решетки и служит направляющей для статора и якоря. Направляющий цилиндр 12 статора скользит по наружной цилиндрической поверхности анкерной оси 13 и фланца 14. Направляющий цилиндр И якоря

скользит по наружной цилиндрической поверхности направляющего цилиндра 12 статора. Внутри направляющего цилиндра 12 статора находится возвратная пружина 16, работающая на сжатие, и удерживающая

статор в центральном положении, фиксируемом прижатием внутреннего бортика направляющего цилиндра 12 к торцу утолщенной части оси 13. Для смягчения ударов служит амортизирующая прокладка 17, надетая из

анкерную ось 13.

На уступе направляющего цилиндра И якоря находится возвратная пружина 15, работающая на растяжение, служащая для удержания якоря в положении, вдвинутом в статор. Для смягчения ударов служит амортизирующая прокладка 17, надетая на направляющий цилиндр 12.

К фланцу направляющего цилиндра И крепится якорь своим корпусом 5. К фланцу направляющего цилиндра 12 крепится статор, своим корпусом 6. Якорь состоит из корпуса 5 якоря, магнитопровода 7 якоря и обмотки 9 якоря. Статор состоит из корпуса 6 статора, магнитопровода 8 статора и обмотки 10 статора.

Статор и якорь устройства помещены внутрь излучателя, например, сферической формы, состоящего из корпуса 1, крышки 2 и уплотнений 19, 20. Корпус 1 излучателя прикреплен к корпусу б якоря, а крыщки 2 излучателя - к корпусу 6 статора. Для защиты от попадания внутрь излучателя воды предусмотрены лабиринтное уплотнение 20, воспринимающее гидравлические удары, и эластичное гофрированное уплотнение 19, герметизирующее полость излучателя. Для уравновещивания давления воды и предотвращения просачивания ее через .неплотности внутрь излучателя, внутренняя полость излучателя находится под давлением воздуха, подаваемого через щтуцер 21. Избыток воздуха, а также проникщая по какой-либо причине вода уходят через размещенный в нижней части излучателя обратный клапан 22, автоматически открывающийся при наличии внутри излучателя избыточного давления.

Якорь состоит из корпуса 5, напрессованного на него шихтованного магнитопровода 7 и импульсной обмотки 9. Для строгого фиксирования проводников и для передачи на магнитопровод 7 образующейся на обмотке 9 механической импульсной силы, на магнитопровод 7 нанесена неглубокая винтовая нарезка (фиг. 2) с шагом 5 нарезки канавок для обмотки и щагом So винтовой линии укладки обмотки, кратным 5. Обмотка 9 состоит из проводов двух сечений. Высокие проводники 23 укладываются в канавки винтовой нарезки магнитопровода, а низкие проводники 24 - на выступы винтовой нарезки. Лобовыми соединениями, расположенными на обоих торцах якоря, проводники обмотки 9 соединены между собою таким образом, что в проводниках, размещенных на одной половине щага 5о винтовой линии, ток протекает в одном направлении, например к нам (на рис. 2 обозначено точками), а на соседней половине щага So - в другом направлении, например от нас (на рис. 2 обозначено крестиками). Участок обмотки с одинаковым направлением токов в проводниках составляет одно полюсное деление т обмотки. Таким образом, щаг винтовой линии So равен двойному полюсному делению.

На фиг. 2 показаны силовые линии 25 магнитного поля обмотки статора, а также механическая сила F взаимодействия токов в обмотках статора и якоря.

5 Статор устройства состоит из корпуса 6, магнитопровода 8 и обмотки 10. Обмотка 10 статора устроена аналогично обмотке 9 якоря и имеет тот же щаг нарезки и го же направление винтовой линии.

10 Обмотка 9 якоря и обмотка 10 статора подключены при помощи силового коаксиального кабеля к находящемуся на плаву генератору импульсов, питающемуся от источника электроэнергии 26. Генератор состоит из

15 зарядного вентиля 27 (фиг. 3), накопителя электроэнергии 28 и разрядных вентилей 29 цепи якоря и цепи статора 30. Питание генератора импульсов электроэнергией осуществляют по силовому кабелю от корабельной

0 сети.

Устройство работает следующим образом. Его погружают в воду на глубину не менее четверти волны. Так например, при работе с длительностью импульса 0,01 сек глубина погружения должна быть порядка 7-8 м. При меньшей глубине погружения уменьшается коэффициент полезного использования энергии импульса и увеличивается аплитуда движения полусфер излучателя.

0 Защитная рещетка с корпусом 3 и Kpbmjкой 4 служит для защиты излучателя от ударов о случайные предметы при транспортировке, при движении в воде, а также в случае, если в момент осуществления импульса

5 рядом с излучателем окажется какой-либо твердый предмет (корпус корабля, камень). Это позволяет делать полусферы излучателя более легкими, что повышает коэффициент полезного использования импульса.

0 В обмотки 9, 10 погруженного на заданную глубину устройства подаются импульсы тока от накопителя электроэнергии 28 (фиг. 3). Подача импульсов осуществляется путем открытия разрядных вентилей 29, 30.

5 При протекании тока в проводниках обмотки статора в направлениях, например обозначенных на фиг. 2 точками и крестиками, образуется магнитное поле статора, обозначенное на фиг. 2 силовыми линиями 25. При протекании в проводниках обмотки якоря токов в направлениях, обозначенных на фиг. 2, образуется механическая сила воздействия тока якоря с магнитным полем статора. Направление этой силы, приложенной к обмотке 9 якоря и к обмотке 10 статора, обозначено на фиг. 2 векторами F.

Сила F, приложенная к обмотке 9 якоря, передается через магнитопровод 7 и корпус 5 якоря на корпус 1 излучателя. Сила, приложенная к обмотке 10 статора, передается через магнитопровод 8 и корпус 6 статора на крыщку 2 излучателя. Обе составные части корпуса 1 и крыщки 2, раздвигаемые силой F, создают в окружающем водяном пространстве область (сферу) повыщенного давления

распространяющуюся во все стороны со скоростью звука. Величина хода корпуса 1 и крышки 2 излучателя определяется упругой деформацией воды в окружающем пространстве под действием импульса, а при малых глубинах погружения устройства - и объемом воды, вытолкнутой над зеркалом акватории. После окончания импульса корпус 1 и крыщка 2 излучателя под действием возвратных пружии 15, 16 займут свое исходное положение. Статическое давление воды, воздействующее на внешнюю поверхность излучателя, уравновешивается давлением воздуха, подаваемого от компрессора внутрь излучателя через щтуцер 21.

Длительность сейсмического импульса, возбуждаемого предложенным устройством, регулируют сдвигом во времени между подачей электрических импульсов на обмотки 9 и 10 якоря и статора. При одновременной подаче электрических импульсов на обе обмотки длительность сейсмического импульса равна длительности более короткого из электрических импульсов. При наличии временного сдвига между электрическими импульсами, подаваемыми на обмотки 9 и 10, длительность сейсмического импульса укорачивается на величину временного сдвига, следовательно, может быть регулируема от величины, равной длительности электрического импульса, до нуля.

Элементы схемы, обведенные на фиг. 3 пунктиром, включающие зарядный вентиль

27, накопитель 28 (например, конденсаторный, магнитный или электромащинный), разрядные вентили 29 и 30, в совокупности представляют собой управляемый генератор электрических импульсов.

Предмет изобретения

1. Устройство для возбуждения сейсмических импульсов при морской сейсморазведке, содержащее погружной излучатель и источник энергии, находящийся на плаву, отличающееся тем. что, с целью повышения эффективности ударного воздействия, погружной

излучатель выполнен шарообразным и состоит из двух полусфер - корпуса и крышки, внутри которых помещен электродинамический преобразователь, состоящий из якоря с обмоткой, жестко связп::11ого с корпусом излучателя, и статора с обмоткой, жестко связанного с крышкой излучателя, причем обмотки якоря и статора подключены к reisepaтору электрических импульсов, а внутренняя полость излучателя через штуцер подключена к источнику сжатого воздуха.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обмотки якоря и статора подключены к двум раздельным цепям генератора электрических импульсов.

3. Устройство но пп. 1, 2, отличающееся тем, что генератор электрических импульсов содержит устройство для регулирования временного сдвига между импульсами.

Ю

6 10 Ш 23 Za Z5

. Z

zs

10