Источник сейсмических сигналов Советский патент 1979 года по МПК G01V1/02 

I

Изобретение относится к области сейсморазведки, 4 устройствам возбуждения сейсмических сигналов в водной среде за счет энергии струи воды.

Известны устройства, использующие . для создания сейсмических сигналов струю воды.

Известно устройство, представляющее собой цилиндрический корпус, внутри которого имеется два противоположно направленных поршня. Поршни образуют в корпусе .герметическую кам&ру и перемешаются при помощи гидравлического двигателя симметрично относительно оси цилиндрического корпуса, порождая сейсмический сигнал Г1Т

Устрс)йство имеет тот недостаток, что в нем использован гидравлический двигатель, а это усложняет конструкцию и снижает его надежность.

Известно устройство, состоящее из полого корпуса, разделенного на две части сужающимся каналом, внутри которого помещен обратный клапан. Одна

половина корпуса сообщается с окружа ощей средой (водой), в другой части создается избыточное давление за счет закачки жидкости. При-резком открытии клапана происходит переток жидкости из камеры повьпиенного давления в камеру, сообщающуюся с окружающей средой, в результате чего возникает сейсмический сигнал 2 .

Недостаток известного устройства заключается в инерционности в работе обратного клапана, не позволяющего получить 1здентичные сигналы, причем возбужденные сигналы имеют высок очастот ный спектр, сужающий область npHMeni кия источника, юпедствие того, что жидкость при открытии обратного клапана не увеличивается в объеме.

Известно также устройство, пред ставляющее собой пневматический источник, например, пневматическую пушку, помещенную в открытом с одного конца цилиндре. Цилиндр открыт со стороны сопла пушки Sj . Это устройство имеет следующие недостатки: отсутствие разделительного поршня К1ежду воздушной подушкой и водой, заполняющей дщлиндр (это вяияет как на передний фронт сейсмического сигнала, так и на задний, за счет перемешивания воздушного пузыря с водой); выход воздуха из цилиндра вслед оа водой приводит к образованию шума, который накладывается на сейсмический сигнал, а также мешает нормальной работе приемных устройств; вследствие того, что источник все время колеблет ся по глубине погружения (как за счет волнения моря-, так и за счет движе- ния судна), вода, находящаяся в тпиирг рической полости, имеет разное давление; при вскрытии пушки воздух встречает на своем пути разное противодавление, что приводит к неидентичности сейсмического сигнала. Наиболее близким по технической су ности является источник сейсмических сигналов, содержаший магистраль под- вода сжатого воздуха в камеру, содержашую цилиндр, вьшолвенвый с возможностью перемещения относительно штока р поршнями, причем шток вьшолнен с внутренним отверстием, соединенным одним концом с магистралью подвода сжатого воздуха и закрытым с другого конца управляемым клапаном, размешенным в одном из крайних поршней141 Устройство работоспособно и находит шнрокое применение. Основным недостатком его является то, что после выброса воздуха в водную струю вовни- кает воздушный пузырь, который пульсирует, вызывая дополнительные сейсми ческие импульсы, ухудшающие качество сейсмограмм. Цель предлагаемого изобретения повышение качества получаемой от иоточника сейсмической информации за счет исключения повторных пульсаций и возбуждения иде1ггичных импульсов. Она достигается тем, что размешенный между крайними поршнями средний поршень выполнен с возможностью пе ремешения дифференциального полого поршня, полость которого соединена с магистралью подвода сжатого газа пос редством радиального отверстия в шток а кр 1йний поршень, противоположный поршню, в котором размешен управляемый клапан, снабжен дополнительным клапаном, соединенным с дифференииаль ным поршнем, причем цилиндр вьшолнен с радиальными отверстиями, расположенными под дифференциальным поршнем при его крайнем положении от поршня с управляемым клапаном, JITO дополнительный клапан вьшолнен в виде поршневой пары, поршень которой соединен с дифференциальным поршнем. На чертеже дан общий вид предлагаемого источника сейсмических сигналов. Предлагаемый источник состоит из ступенчатого штока 1, который имеет осевое отверстие 2, радиальные отве1 стия 3, 4 и 5, управляемый клапан, состоящий из соленоида 6, тарели 7 с отверстием 8. К соленоиду 6 подведен электрический кабель 9. Со стороны ступени наименьшего диаметра ступенчатого штока 1 закреп1 лен сборный фланец, состоящий из кор-, пуса фланца 10 с уплотнительным кольцом 11, гайкой 12 с уплотнительным кольцом 13. На наибольшую ступень штока 1 с уплотнительным коль«ом 14 и на уплотнительнте колыю 13 опирает ся цилиндр 15, имеющий отверстия 16 и уступ 17, образованный р азностью внутренних диаметров цилиндра 15. На штоке 1 помещен дифференциальный поршень 18 с внутренней полостью 19. Поршень 18 соединен при помощи штока 2О с обратным клапаном 21, вь&. пояненным, например, в виде поршцевой пары. Предлагаемый источник работает следующим образом. Сжатый воздух поступает в осевое отверстие 2 и радиальные;,ртверстия|3 и 4. Воздух, действуя на устгуп 17, посылает цилиндр 15 на посадочное место с утшотнителып 1М кольцом 14.Как только цилиндр 15 дошел до упора, сжатый воздух начинает проходить в щель,, образованную уплотнительным кольцом 11 и уступом 17, в полость 22. Воздух, действуя на дифференциальный поршень 18 перемешает его вниз до тех пор, пока не откроется клапан 21 и не произойдет резкое стравливание давления из полости 22 наружу. Стравливание давления в дальнейшем может осушест вляться и через шланг (на чертеже не показан), который прикрепляется к выход1й)му отверстию клапана 21. После резкого стравливания давления из полости 22 дифференциальный поршень 18 будет перемешаться в обратном неправлении, так как воздух, поступающий в радиальное отверстие 4 действует на внутреннюю плошадь полости 19 этого поршня. При давлении поршня 18 в о&ратном направлении закрывается клапан

21и в полости 22 снова создается подвышенное давление, которое действует

на поршень 18, перемешая его вниз. Хо поршня выбран таким, что при движении его вниз, он должен перекрывать отверстия 16 шшиндра 15. Затем источ ч ник опускают в воду.

В тот момет-, когда отверстия 16, цилиндра 15 не перекрыты дифференциал ным поршнем 18, в полость 23 поступает вода. Поршень 18, двигаясь вниз, перекрывает эти отверстия и останавливается. Дальнейший ход поршня прекращен наличия в полости 23 воды. Клапан 21 еще закрыт. Давление воздуха в полости 22 начинает передаваться воде в полости 22 через дифференциал ный поршень 18.

После установления заранее заданного давления источник готов к действию

При подаче электрического импульса на соленоид 6 управляемого клапана 7 сжатый воздух через отверстия 8 и 5 действует на предплечико цилиндра 15 и подбивает его вверх. Поскольку плошадь предплечика цилиндра 15 больше площади уступа 17, цилиндр 15 будет двигаться вверх, перекрывая шель, образованную уступом 17 и кольцом 11 , и I сжимает воздух в полости 24. В этот момент полости 24 и 22 разъединены, а полость 23 открывается. Поршень 18 под действием давления в полости 22 даигается ваиз и с силой выталкивает воду из полости и порождает сейсмический сигнал.

Вытолкнув воду из полости 23 поршень открывает клапан 21 и из полости

22происходит стравливание давления. Воздух, действующий через отверстие

4, перемешает поршень 18 вверх, закрывая клапан 21, в результате чего от. крывается отверстие 16 и в полость 23 поступает вода. Давление в полости 24, действуя на уступ 17, возвращает цилиндр 15 в исходное положение, между кольцом 11 и уступом 17 образуется щель, через которую воздух, поступак щий в полость 22, действует на поршень 18. Поршень 18 движется вниз, перекрывает отверстия 16, изолирует воду в полости 23 от окружающей среды и начинает передавать ей давление.

Давление в полости 23 зависит от соотношения площадей дифференциального поршня 18.

Предлагаемый источник вновь го- YOB к работе,для чего необходимо подать напряжение на соленоид 6 и цикл повторится.

Пневмораспределение и забор воды происходят автоматически, все уцравление сводится лишь к подаче напряжения для вскрытия камеры с водой. Так как в окружакндую среду (воду) выби. расывается только вода, то никаких пульсаций не возникает, что обеспечив вает высокое качество получаемого сейсмического материала.

Формула изобретения

20

1.Источник сейсмических сигналов, содержащий магистраль подвода сжатого воздуха в камеру, содержащую цилиндр, вьшолненный с возможностью перемещв-

5 ния относительно штока с поршнями, причем шток вьшолнен с отверстием, соединенным одним концом с магистралью подвода сжатого воздуха и закрытым с другого конца управляемым клапаном, размещенным в одном из крайних поршней, отличающийся тем.

Что, с целью повышения качества получаемой от источника сейсмической информации за счет исключения повторных

5 пульсаций и возбуждения идентичных импульсов, размещенный между крайними поршнями средний поршень выполнен с возможностью перемещения в виде дифференциального полого поршня, полость которого соединена с магистралью подвода сжатого газа, посредством радиального отверстия в штоке, а крайний лоршень, противоположный поршню, в котором размещав управляемый клапан,

5 снабжен дополнительным клапаном, соединенным с дифференциальным поршнем, причем цилиндр вьшолнен с радиальными отверстня ш, расположенными под дифференциальным порщнем при его крайнем

0 положении от поршня -с управляемым клапаном .

2.Источник сейсмических сигналов по п. 1, отличающийся

5 тем, что дсиолнительный клапан выполнен в виде поршневой пары, поршень которой соединен с дифференциальным поршнем.

Источники информации, принятые во вив мание при экспертизе

1.Патент США № 3.4О3.374, кл. 181-5,1968.

2.Патент США :г№ 3.949.831, кл. 181-4.20, 1974.

rj

3.Патент США № 3.837.424, кл. 181-5, 1973.

4.Авторское свидетельство СССР по заявке № 1893645/18-25,

2О.03.1973.

«