Источник сейсмических сигналов для акваторий Советский патент 1991 года по МПК G01V1/04 

Изобретение относится к области морской сейсморазведки и представляет собой источник возбуждения акустических колебаний в воде посредством детонации водородно-кислородной газовой смеси.

Совершенствовани-е источников, использующих в арьш газообразной смеси, идет как по пути вьоделения первой, так и второй волны давления и увеличения их интенсивности в сейсмическом диапазоне давлений.

Известен источник упругих колебаний, содержащий жесткую перфорированную цилиндрическую взрьшную камеру сгорания с плотно прилегающей к ней гибкой оболочкой, которая после детонации смеси газа в жесткой камере быстро расширяется, создавая тем самым упругий импульс.

В момент возвращения гибкой оболочки в исходное состоение взрьганую камеру соединяют с вакуумным объемом, отсасывая продукты сгорания и предотвращая образование повторных ударов. Такой источник повышает КПД, однако сложен конструктивно и требует источника вакуума. Кроме того, мощность импульса (при прочих равных условиях) при расширениях меньше, чем при схлопьюании, а импульс при расширении не постоянен по амплитуде, что вызывает искажение сейсмического сигнала. Известен также источник, содержащий две металлические пластины, соединенные по краям прочным резиновым кольцом. Сжатый воздух закачивается в полость источника, а под действием давления пластины расходятся и затем фиксируются в развернутом состоянии. После этого полость источника сообща ется с вакуумом (или воздух откачивается) , и источник готов для работы Для осуществления импульса необходиМО пластины расфиксировать и они мгновенно захлопываются под действие гидростатического столба жидкости, возбуждая упругий импульс. Такой источник широко используют, однако он характеризуется сложностью .конструкции фиксаторов пластин в раз веденном состоянии, а также возможностью возникновения пульсации, если разряжение создавать ниже 100мм|рт-.ст Наиболее близким к изобретению по технической сущности является источник сейсмических сигналов для аквато рий , содержащий камеру сгорания, разованную двумя подвижными пластина ми, герметично соединеншами по периферии гибким элементом. Подвижные пластины снабжены ограничителями рас хождения, например гибким элементомтросом. Источник снабжают предкамерой, со общенной с камерой через обратный клапан. в момент максимального сближенияповерхностей камеры осуществляют инициирование дополнительно введенной порции газа. Дополнительный газ вводится в полость, когда в ней в результате быст рой конденсации продуктов взрьгоа образуется вакуум. Волна встречного давления от взрыва дополнительИого газа, суммируясь с волной давления, возникающей в результате,рёзкбго гор можения устремившегося в полость потока вода, порождает в среде волну сжатия повышенной интенсивности. Однако и такая конструкция источника не обеспечивает глубинности.исследования сейсмического разреза, поскольку ограничена возможность управления формой импульса возбзпедаемы сигналов. Цель изобретения - повышение глубинности исследования сейсмического разреза. Это достигается тем, что в камеру сгорания предлагаемого источника введен дополнительный источник инициирования в виде закрепленных на подвижных пластинах контактов с регу лируемым зазором между ними. На чертеже схематически показай и точник сейсмических сигналов для аква торий. Предлагаемый источник состоит Из пластин 1 и 2, соединенных по периметру гибкие элементом 3. Пластины снабжены амортизаторами 4 и ограничителем 5 расхождения, например, в виде троса. Кроме основного инициатора 6 (например, электросвеча), на -чертеже показаны контакты 7 с регулируемым зазором дополнительного инициатора 8. Основной и дополнительный инициаторы подключены к электрическому источнику инициирования (на чертеже не показан). На пластине 1 установлена предкамера 9 с обратным клапаном 10. Предкамера 9 через управляемый клапан 11 и трубопровод 12 соединена с генератором газовой смеси. К пластинЪ 2 через выходной штуцер 13 подключен обратный клапан-дроссель 14. Источник работает следующим образом. Взрывчатая газовая смесь водорода и кислорода поступает, через трубопровод 12 и управляемый клапан 11 (в этот момент он открыт) в предкамеру 9и через обратный клапан 10 в камеру сгорания, образованную пластинами 1 и 2 и гибким элементом 3. Под давлением газа пластины 1 и 2 расходятся на расстояние, равное ограничителю 5 расхождения. После этого открывается клапан-дроссель 14 и осуществляется продувка камеры сгорания от находящихся в ней газа и влаги от предьщущего взрыва. По окончании продувки управляемый клапан 11 закрывается,.а следовательно, и закрывается клапан-дроссель 14, Таким образом, в камере источника и в предка мере 9 заполняются определенные обьеьб) газа, но так как давление в них одинаково, то обратный клапан о 10закрывается, разделив тем самым полости этих камер. Постоянство давления (следовательно и объема) от взрыва к взрыву сохраняется благодаря наличию клапана-дроселя. Продувка камеры сухим газом перед камерой последующим взрывом позволяет осушить ее полость. После продувки источник готов к работе. При подаче электрического импульса на основной инициатор 6 в камере .сгорания гремучий газ превращается в пары воды с последующим быстрым образованием вакуума. Пластины 1 и 2 под действием внешнего гидростатического давления идут на Сближение, увлекая

5586

за собой окружающие массы воды. В этот момент под действием вакуума обратный клапан 10 автоматически открывается, и в камеру сгорания из предкамеры 9 поступает дополнительная порция гремзгчего газа. Пластины 1 и 2, сближаясь, сжимают дополнительньй газ и амортизаторы 4. В момент, определя-; емый замыканием контактов 7 осуществляется инициирование дополнительного газа. Волна давления от взрыва дополнительного газа направлена встречно, поэтому интенсивность возбуждения сигналов резко увеличивается. Образовавшийся после дополнительного взрыва вакуум удерживает пластины 1 и 2 в сомкнутом состоянии, устраняя таким образом повторный отброс последних амортизаторами 4.

В связи с тем, что пластины 1 и 2 во время взрыва газа удерживается ограничителями, первая волна давления оказывается существенно-ослабленной в сейсмическом ддаапазоне частот, а вторая волна (схлопывание вакуумированной полости с последующим встречным взрывом) образует сигнал повышенной амплитуды.

Предлагаемый источник сейсмических сигналов для акваторий согласно настоящему изобретению, позволяет выделять одиночную волну давления, повьшая при этом ее интенсивность. Смещая во времени момент поджига дополнительного газа, можно изменять длительность и форму суммарного импульса давления, а следовательно, и его спектр.

Смещение сигнала запуска во времени может быть произведено как путем изменения зазора между контактами 7, так и любым другим известным способом (например, с помощью движущегося муль тивйбратора путем заряда электричесг кой емкости до некоторого напряжения и т.п.). Такие особенности источника позволяют повысить качество получаемнлх сейсмограмм и повысить глубинность исследования сейсмического разреза.

«У

ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ АКВАТОРИЙ, содержащий камеру сгорания, образованную двумя подвижными пластинами, герметично соединенными по периферии гибким элементом, источник инициирования, отличающийся тем, что, с целью повышения глубинности исследования сейсмического разреза,'в камеру сгорания введен дополнительный источник инициирования в виде закрепленных на .4 подвижных пластинах контактов с регу- :лируемым зазором между ними.