Гидравлический источник сейсмических сигналов Советский патент 1978 года по МПК G01V1/02 

Изобретение относится к геофизике, а именно к гидравлическим устройствам для возбуждения сейсмических сигнапов.

Известен гипоавпический источник сейсм ческих сигналов ij, исполнительный механизм которого представляет собой цилиндр, внутренняя полость которого разделена двумя поршнями и клапанным устройством на четыре полости: гидравлическую и три пневматические. Поршень между пневмополостями имеет шток, соединенный с наружной плитой, контактирующей с геологической средой. Между гидравпической полостью и одной из пневмополостей расположен кольцевой поршень. При подаче жндкос ти под давлением в гидрополость кольцевой поршень приходит в непосредственный контакт с поршнем, разделяющим пневмопо лости, и приводит его в движение, а вместе с ним и наружную плиту. При этом газ из рабочей пневмополости вытесняется в по лость за клапанным устройством, давление гааа возрастает и при крайнем попожении поршня достигает макисмапьного значениЯ; после чего клапанное устройство закрывается. Затем в полость между копьце- вым и пневматическим Поршнями подается газ, давлением которого пневматический поршень удерживается в крайнем положении (при этом клапанное устройство заперто), а . кольцевой поршень перемешается в направлении гидропопости, вытесняя из нее жид кость в емкость, расположенную вне исполнительного механизма.

Для воспроизведения импульса в полость между пневмопоршнем и клапанным устрой- подается сжатый газа, обеспечивая при этом некоторое смещение пневмопорш- ня, в результате чего открывается пневмокпапан, сжатый газ из пневмополости воздействует на верхний торец поршня, вызывая его резкое перемеш.енне, а вместе с ним через шток - перемещение плиты, контактирующей с геологической средой,

Недостатками такого устройства являются:

-спожносгь конструкции, обусловленнав наличием двух поршней-рабочего и вспомотraxenbiioro, четырех силовых полостей с соотвествующнми элемелташ{ обеспечения lix- функционнрован11я и взаимодействия; -сравнительно низкая производительност обусловленная наличием в циклограмме работ источника вспомогательной операции - освобождение гндравпяческой полости от жид кости, выполняемой дюследовательно с основными действиями по перемещению рабочего поршня в исходное положение и воспроизведение импульса воздействия на среду. Известен также гидравлический источни сейсмических сигналов,содержащий источник питания с насосом,блок управления и исполии тельный механизм,содержащий гидросистему, юшпан н рабочий орган с поршнем расположо: ный в цилиндре 2. В исполнительном механизме источника тупиковая камера соедикена с пневмогидроаккумупятором через быстродействую щий клапан, при открытии которого обеспечивается резкий заброс давления j-a пор. шень и последующее поддер хание давленяя на рабочем орга.не за счет расигирепия сжа го в гидропневмоаккумуляторе газа. После осуществхения гидравлического ра давление стравливается в дре1 ажн}ю пи нию, Недостатко г устройства является сложность его конструкции из-за леобходимости лоддержан Ш постоянного высокого дазп ния жидкости в гндропневмоаккумулятО ре для обеспечения заданной энергии воздействия гидроудара. Цель изобретения - упрощение конструк ции гидравлического источника сейсмических сиг-налов. Поставленная цель достигается тем, что цилиндр разделе} полым, соединенным с ра бочим органом поршнем jja пневкгатическую и гидравличес1сую полости, прмпем гидравли ческая полость соедине}1а каналом, в котором установлез управляющий клапан, с полостью в порщне. Изобретение поясняется чертежом. Гидравлический источник сейсм1 ческих сигналов состоит из источш-ка питания с насосом 1 с нагнетательлной 2 и всасываю щей 3 магистралями, цилиндра 4 сгидравли- ческой 1олостью 5 и пневматической полостью 6, заполненной сжатым газом, пнев моклапана заполнегшя 7, поршня В с полостью 9 в виде камеры сброса, объем которой не меньше объема полости 5, и ка налом 1О. соединяющим камеру сброса 9 с гидравпической полостью 5, управляющего клапана 11, установленного в канале 10 и запнрающего гидравлическую полость 5 усилием пружины 12, эпектрот-иарав)нче КОГО сервоклапана 13, установленного в канаяе 14 и coeдиJiяющeгo полость 5 с каналом 10, блока 15 управления, связанного линией связи 16 с сервоклапаном 13, канала 17, с-оединяющего гидравлическую подость 5 с наг}1етательной мш-истраяью 2, .каналов 18 и 19, соеди1шющих камеру 9 сброса с всасываюшей магистралью 3, опор ной плиты 2О, контактирующей с геологической средой. Устройство работает следующим образом. В исходном положении управляющий iiiianaH 11 под действием усилия пружины 12 запирает канал 10, соединяющий ка;. S с гидраа ; - цской гэ.;ос-;-,;о о, в ка.я.-гре 8 рабочая жидкость отсутствует, сз-рz::-: iis.ian 13 находите;; ь по;юже -; ;11, разоб- ;;:аюи;ел гидравлическую полость 5 и калаи .10 От источника питания с ллсосом 1 по 1лагистрали 2 н через ка1гал 17 рабочая жидкость подается в полость 5, njni этом поршень 8 перемешается относнтепыю ци;:-ишра 4, сжимает 1аз в полости 6 до опр/еAtJieiiiioli вепич 1лы давлегша либо до ме лай 11ческого О1раничел;1я чоршна 8 относительно цнлн1 дра -1,после чего по данныла с блсжа упрЕв:.1ел1:я 15 сигналом сервоклапан 13 открывается , сообщая гидравпическую попость -5 с канапсм 10. Давление в канале 10 действует на торец управляющего кяапазга 11, сме.цает его, сжимая пруж1 }1у 12, в {результате чего через канал 10 сообщается мо лость с камерой 9. Под действием упругих сип сжатого газа, находяи1егося в полости 6; порщень 8, вытесняя жидкость из полости 5, оказывает импульсное воздействие через плиту 20 па геологическую , а цилиндр 4, являясь реактивной массой, перемещается в противополо кном относчтельно порщня } аправлении. Опюсительное движение порщзш 8 и цилиндра 4 продолжается до того мокюнта, пока сила упругости пружины 12 не превысит силу давления жидкосш на торен клапана 11, после чего управляющий клапан 11 перекрывает канал 10„ Относителыюе движение порилш 8 и цилиндра 4 прекращается. Для воспроизведения последующих импульов воздействия сервоклапан 13 по команде т блока 15 закрывается, и происходит пов орение уже описанных действий. Отвод жидкости иа камеры 9 через канаы 18 а 19 по махнстрали 3 с источнику 1 роизводится постоянно, и к момен7у 1отов ости иегочника к воспроизведению импупьа свободный объем камвры 9 достаточен ля полного сброса жидкости иа полости 5, Сопоставляя циклы работы язвестного стройства и предлагаемого, следует отмеить, что цикл работы известного устройства включает три последовательных операции: аккумулирование энергии в упругом теfie при сжатии газа в пневматической лояости за счет подачи рабочей ж шкостн в гидравлическую полость, освобождение гидравлической полости от рабочей жидкости и фиксирование пневматического поршня в кра iieivt положении за счет подачи сжатого i-аза в полость между гидравлическим и плевмати ческим поршнями и, наконец воспроизведение импульса воздействия. Система управления известного устройства источником обеспечивает работу реверсивного устройства подачи и сброса рабочей жидкости из гидравлической полости, реверсивного устройства подачи-сброса сжа того газа в полость между пневматическим и гидравлическим поршнем, устройства для подачи-сброса сжатого газа в полость между пневматическим поршнем и клапаном быстрого сброса. Цикл работы llpeдпaгae 0гo устройства включает две последсч- ательные операции: aккy fyлиpOБaниe энергии в упругом тепе пр сжатиии газа в пневматической полости за счет рабочей жидкости в гидравлическую попость я, далее воспроизведение импульса воздействия. Управление циклической работой источника обоспечивает система управления, функции которой СВОДЯТСЯ к открытию и закрытию cepBOK;iana)ia. Придпаг аемое устройство конструктивно значительно проще. Это позволило упростить циклограмму работы источника, повысить его ироизв1 д:1тепьность. Формула изобретен Гидравлический источник сейсмических сигналов, содержащий испючник с насосом, блок управления и исполнительный механизм,содержащий гидроснстему лапан и рабочий орган с порщнем,расположенным в цилиндре, отличающийся тем, что. с цепью упрощения Ki/нструкцни, цилиндр разделен полым, соединенным с рабочим органом поршнем на пневматическую и гидравлическую полости, причем гидравлическая полос1-ь соединена каналом, в котором установлен управляющий клапан, с полостью в поршне, Источ} икн информации, принятые во в}1Имание при экспертизе: 1.Патент США № 3369627,кл. 181-5 опублик. 1968, 2.Авторское свидетельство СССР № 303604, кп. Q О1 V 1/14, 1969.