Пневматический источник сейсмических сигналов Советский патент 1979 года по МПК G01V1/02 

Изобретение относится к геофизическим приборам, в которых используется выхлоп до высокого давления ,газа для возбуждения упругих колеба гий при прове- цении сейсмораэведочных работ. Известны пневматические источники сейсмических сигналов, имеющие камеры высокого давления, подвижный поршень и эпектропневмоклапан l . Эффективность источника определяется амплитудой возбуждаемого сигнала. Наибо лее интенсивный рост амплитуды сигнала без изменения его спектральных характеристик достигается при группировании источников. Так, например, в пневматическом источнике используется группа из десяти пневмокамер, каждая из которых имеет свой запускающий электропневмоклапан 23 . Эффективность источника определяется взаимной синхронностью моментов срабатывания пневмокамер. В процессе эксплуатапии источника происходит постепенная расстройка син- хронности срабатывания отдельных пневмокамер и амплитуда суммарного сигнала снижается. Возникает необход(мосгь периодической стендовой настройки запусквчг ющик электропневмоклапанов. Наличие у каждой пневмокамеры отдельного запускающего электропневмоклапана требует соответствующего количества электрических кабелей, что увеличивает вероятность их повреждения и прекращения работы отдельных камер. Наиболее близким по технической сушности является пневматический источник сейсмических сигналов, состоящий из запускающего эпрктропневмоклапана и корпусов пневмокамер, содержащих подвижные выдвигающиеся порщни с выхлопными отверстиями и шгоки, обеспечивающие передачу движения одного поршня всем остальным при срабатывании элект юпневмоклапана головной пневмокамеры З , Однако, пневматический источник обладает следующими недостатками.

Размещение нескольких поршней на общем шгоке хотя и обеспечиваег синхронное открытие нескольких огверсгий в общем корпусе излучателя, но одновременно выдвигает жесгкие требования к соосности посадочных и уплотняющих поверхностей указанных поршней. Эти требования ограничивают как количество одновременно открываемых выхлопных отверстий, так и расстояние между ними. При уменьшении tO расстояния между группируемыми излучателями (выхлопными окнами) ниже определенной величины наблюдается снижение суммарного акустического сигнала, что вызвано взаимным влиянием Излучателей друг на друга. Так, например, цпя излуча телей собъемом камеры 3 лм при давле нии сжатого воздуха это расстояние составляв т it 0,6 м. При изменении обьема камеры это дасстояние изменяется прямо пропорционально корню кубическому из обьема камеры. При группировании, например, четырех пневмокамер объемом по 3 дм для обеспечения высокой эффективности группирования общая длина корпуса камеры И штока с поршнями должна составлять около грех метров. Изготовление такого единого штока с поршнями и общег корпуса нецелесообразно. Кроме того, при эксплуатации такого длинного излучателя может происходить нарушение соосности посадочных соединений поршней в резуньгате искривления оси камеры при буксировке или при спуске подъеме за борт судна. Последнее будет приводить к быстрому ЕРпосу и повреждению излучателя. Цель предлагаемого изобретения - повышение интенсивности суммарного излучаемого сейсмического сигнала за счет обеспечения возможности группирования большого количества пневмокамер. Для этого корпуса пневмокамер соединены между собой последовательно полыiviH переходниками с выхлопными окнами, а шгоки расположены в центральной части переходников между поршнями смежны камер. Кроме того, шгоки своими концам свободно упираются в горцы смежных поршней для передачи осевого движения. На фиг, 1 изображен предлагаемый аневматический источник сейсмическик Сигналов при закрытых выхлопных отверс тиях; на фиг. 2 - источник показан в момент выхлопа, когда поршни выдвинуты и корпусов пневмокамер. Предлагаемый пневматический источни состоит из головной пневмокамеры 1, нм

юшей запускающий эпекгропневмоклапан 2 и нескольких пассивных пневмокамер 3 без запускающего электропневмоклапана, соединенных между собой переходниками 4 и штоками 5. Головная пневмокамера 1 состоит из корпуса 6, поршня 7, корпуса 8 запускающего элекгропневмоклапана, фланца 9, катушки 10, якоря 11, пружины 12, клапана 13, резинового обратного клапана 14, у плотни тельных резиновых и торопластовых колец 15, 16, 17, 18. ассивная пневмокамера 3 состоит .из коруса 19, поршня 2О и уплотнительных коец 14, 15, 16, 17, 18, 21. Сжатый воздух под высоким давлением (ISO кгс/см ) подается в камеры по общему рукаву 22, имеющему отводы 23 к каждой пнеимокамере. Под действием давления сжатого воздуха в полости 24 из плечиков d,- 3л поршни всех камер поднимаются в крайнее верхнее положение (фиг. 2). При обесточенной катушке 10 клапан 13 закрывает центральный канал 25 поршня 7 головной пневмокамеры 1, а обратные клапаны 14 сбрасывают избыточное давление в объемах 2S над верхней ropue-i вой поверхностью поршней 7 и 2О, потому все поршни остаются в крайнем верхнем положений. Через радиальное отверстие О в боковой стенке поршней происходит заполнение сжатьпул воздухом внутренних полостей 24 поршней и камер 27. Через наклонные каналы 28 сжатый воздух попадает и в полость 29. Размеры ПОДВИЖНЫХ уплотнительных соединений выбраны таким образом, что dg с1д с1с поэ1Х му после выравнивания давлений в полостях 24, 27, 29 поршень. 7 удерживается в крайнем верхнем положении лишь незначительным усилием, равным произведению давления воздуха на площадь цлечика CJj Пля осущестВления выхлопа по сигналу от сейсмической регистрирующей аппаратуры на обмотку катушки 1О эпектропневмоклапана 2 подается импульс тока длительностью 1О+2О миллисекунд. При этом акорь 11 прижимается к фланцу 9 и тянет за собой клапан 13,. открывая центральный канал 25 в поршне 7. Через канал 25 сжатый воздух попадает в полость 26 над поршнем под действием давления воздуха на всю торцевую поверхность поршня диаметром do причем последний начинает двигаться вниз. Одновременно через штоки 5 движение поршня головной камеры передается порш565НЯМ всек осгапьных пневмокамер. По мере продвижения поршней вниз кольца 15 выходяг из зацепления с корпусами пневмокамер и в объемы 26 над поршнями начинает посту па гь сжагый воздух через наклонные каналы 28. Резко повышается давление в объемах 26 над всеми поршнями. Хвостовые часта поршней выкодят из зацепления с кольцом 18, открываются выхлопные окна 29 и сжатый воздух выпускается (по направлению ЗО) в окрущающую среду (фиг, 2). После выхлопа сжатого воздуха из внутренних полостей камер 27 поршни 7 и 20 под действием давления воздуха за плечико сЗл d в полости 24 возвращаются в Крайнее верхнее положение, и через отверстие d-i в боковой стенке поршня праисходит заполнение внутренних полостей пчевмокамер 27. Излучатель снова готов к выхлопу (фиг, 1). Использование жесткого соединения пневмокамер в линейную группу с помош;ью полых переходников с выхлопными окнами и передачи движения поршня головной камеры через штоки всем остальным поршням .позволяет обеспечить принудительную синхронизацию моментов выхлопа из всей группы пневмокамер. Предлагаемая конструкция группового источника излучателя обеспечивает надежную синхронизацию моментов выхлопоа отдельных камер и стабильную форму сумма ного сейсмического сигнала. Кроме того, упрощается управление срабатыванием груп пой пневмокамер, так как саабатываняе группового пневматического излучателя происходит от одного запускающего элекг- ропневмоклапана. Предлагаемый пневматический источник сейсмического сигнала позволяет группиро вать достаточно большое количество пневмокамер 3 с сохранением оптимального шага группирования. Последнее достигается за счет того, что корпуса отдельных пневмокамер 6 и 19 соединяются между собой полыми переходниками 4 необходи9мой длины, И между поршнями смежных кчмер установлены штоки 5, жефгко несвязанные с указанными поршнями и передающими только осевое движение поршня головной камеры всем остальным. Соединение большого количества таких камер -10 шт. и более), как показал опыт их эксплуатации, хотя и приводит к заметному искривлению общей оси соединяемых камер, однако, не нарушает их работоспособности, так как промежуточные штоки 5 и переходники 4 частично выполняют роль шарнирных соединений и компенсируют несовпадение осей смежных камер. Формула изобретения 1.Пневматический всгочнйк сейсмических сигналов, состоящий из запускающего электропневмоклапана и корпусов пневмокамер, содержащих подвижные выдвига.ющиеся поршни с выхлопными отверстиями и штоки, обеспечивающие передачу дви- жения одного поршня всем остальным при срабатывании электропневмоклапана головной пневмокамеры, о тличаюший - с я тем, что, с целью повышения интенсивности суммарного излучаемого сейсмического сигнала, корпуса пневмокамер соединены между собой последовательно полыми переходниками с выхлопными окнами, Q штоки расположены в центральной части переходников между поршн$1мн смежных камер. 2.Устройство поп. l,oгличaющ е е с я тем, что ш.токи своими концами свободно упираются в торцы смежных поршней для передачи осевого движения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 438961, кл. q О1 V 1/02, 1975, 2.Ловля С. А. и др. Взрывное дело, М., Недра. 1976, с. 188. 3.Патент США № 3.805.914, кл. 181-5, 1974.

;4 . ,

t ч.ж€. и -;, f)-, :

- .

JL.

ггШ

y

w

v,

5

-Й

i

-ff

S

X