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

i

Изобретение относится к геофизике, а именно к гидравлическим устройства. для возбуждения сейсмических сигналов.

Известен гидравлический источник сейсмических сигналов, исполните тьный .механизм которого представляет собой цилиндр, внутренняя полость которого разделена двумя поршня.ми и клапанным устройство. на четыре полости - гидравлическую и три пневматические I . Поршень между пнев.мополостя.ми имеет шток, соединенный с наружной плитой, контактируюш,ей с геологической средой. Между гидравлической полостью и одной из пневматических полостей расположен кольцевой поршень. При подаче жидкости под давлением в гидрополость кольцевой поршень приходит в непосредственный контакт с поршнем, разделяющим пневмополости, и приводит его в движение, а вместе с ним и наружную плиту. При этом газ из рабочей пневмополости вытесняется в полость за клапанным устройством, давление газа возрастает и при крайнем положении поршня достигает максимального значения, после чего клапанное устройство закрывается.

Затем в полость .между кольцевым и пневматическим nopiuHHMii подается газ. давлением которого пнев.матический поршень удерживается в крайнем положении (при этом к„1апанное устройство заперто), а катьцевой поршень перемещается в направлении гидрополости, вытесняя из нее жидкость в емкость, расположенную вне исполнительного .механизма.

Для воспроизведения и.мпульса в полость между пневмопоршнем и клапанным устройством подается сжатый газ, обеспечивая при этом некоторое с. пневмопоршня, в результате чего открывается пнев.моклапан, сжатый газ из пневмополости воздействует на верхний торец поршня, вызывая его резкое перемещение, а вместе

5 с ним через штoк-пepe feщeниe плиты, контактирующей с геологической средой.

Устройство это имеет сложную конструкцию, обусловленную наличием двух поршней - рабочего и вспомогательнс го и че0тырех силовых полостей с соответствующими элементами обеспечения их функционирования и взаимодействия; сравнительно низкую производительность, обусловленную наличием в циклограмме работы источника вспомогательной операции - освобождение гидравлической полости от жидкости выполняемой последовательно с основными действиями по перемещению рабочего поршня в исходное положение и воспроизведение имнульса воздействия на среду. Известен также гидравлический источник сейсмических сигналов, содержащий источник питания с насосом, блок управления и исполнительный механизм, содержащий гидросистему, клапан и рабочий орган с поршнем, расположенный в цилиндре 2 . В исполнительном механизме источника тупиковая камера соединена с пневмогидроаккумулятором через быстродействующий клапан, при открытии которого обеспечивается резкий заброс давления на поршень и последующее поддержание давления на рабочем органе за счет расширения сжатого в пневмогидроаккумуляторе газ.а. После осуществления гидравлического удара давление стравливается в дренажную линию. Конструкция этого устройства сложна изза необходимости поддержания п(.х:тоянного высокого давления жидкости в гидропневмоаккумуляторе для обеспечения заданной унергии воздействия гидроудара. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гидравлический источник сейсмических сигналов, содержащий источник питания с насосом, блок управления и исполнительный механизм, включающий в себя корпус, гидросистему, клапан и рабочий орган с поршнем, образующим с корпусом нагнетательную и аккумулирующую части. Цикл работы этого устройства включает две последовательные операции: аккумулирование энергии в упругом теле при сжатии газа в пневматической полости за счет подачи рабочей жидкости в гидравлическую полость и воспроизведение импульса воздействия. Управление циклической работой источника обеспечивает система управления, функции которой сводятся к открытию и закрытию сервоклапана. Недостатком устройства является сложность его конструкции, связанная с конструктивными сложностями пневмосистемы, необходимостью поддержания и контроля давления, восполнения утечки и т. д. Целью изобретения является упрощение конструкции гидравлического источника сейсмических сигналов. Достигается это тем, что акку.мулирующая часть выполнена в виде постоянных магнитов, установленных в корпусе и на порщне одноименными полюсами друг против друга, т. е. в качестве упругого тела используется магнитное поле, создаваемое В пространстве между верхним и нижним магнитами. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Гидравлический источник сейсмических сигналов состоит из источника питания 1 с насосом и с нагнетательной 2 и всасывающей 3 магистралями, цилиндра 4 с гидравлической полостью о и аккумулирующей частью 6, в которой расположены магниты 7 и 8, поршня 9 с полостью в виде камеры сброса 10, объем которой не меньше объема полости 5, и каналом 11, соединяющим камеру сброса 10 с гидравлической полостью 5, управляющего клапана 12, установленного в канале 11 и запирающего гидравлическую полость 5 усилием пружины 13, электрогидравлического сервоклапана 14, установленного в канале 15 и соединяющего полость 5 с каналом 11, блока управления 16, связанного с сервоклапаном 11, канала 17, соединяющего гидравлическую ncjлость 5 с нагнетательной магистралью 2. каналами 18 и 19, соединяющими камеру 10 сброса с всасывающей магистралью 3, опорной плиты 20, контактирующей с геологической средой. Предлагаемое устройство работает следующим образом. В исходном положении управляющий клапан 12 под действием усилия пружины 13 запирает канал 11, соединяющий камеру 10 с гидравлической полостью 5, в камере 10 рабочая жидкость отсутствует, сервоклапан 14 находится в положении, разобщающем гидравлическую полость 5 и канал 11. От источника питания 1 с насосом но нагнетательной магистрали 2 и через канал 17 рабочая жидкость подается в гидравлическую полость 5, при этом порщень 9 перемещг1ется относительно цилиндра 4, сближая .магниты 7 и 8 до определенной величины зазора (при этом сила отталкивания возникает обратно пропорционально величине зазора) либо до механического ограничения хода поршня 9 относительно цилиндра 4, после чего сигналом, ноданны.м с блока управления 16, открывается сервоклапан 14, сообщая гидравлическую полость 5 с каналом 11. Давление в канале 11 действует на торец Лправляющего клапана 12, смещает его, сжимая пружину 12, в результате чего через канал 11 сообщается полость 5 с камерой 10; под действием сил магнитного поля, возпикающих при сближении магнитов 7 и 8, выполненных, например., из сплава самария с кобальтом. Поршень 9, вытесняя жидкость из полости 5, оказывает импульсное воздействие через опорную плиту 20 на геологическую среду, а цилиндр 4, являясь реактивной массой, перемещается в противоположном относительно поршня направлении. Относительное движение поршня 9 и цилиндра 4 продолжается до того

ЛЮмента, пока сила упругости пружины 13 НС превысит силу давления жидкости на торец клапана 12, после чего управляющий клапан 12 перекрывает канал 11, относительное движение поршня 9 и цилиндра 4 прекращается.

Для воспроизведения последующих импульсов воздействия сервоклапан14 по команде от блока 16 закрывается и происходит повторение уже описанных действий.

Отвод жидкости из камеры 10 через каналы 18 и 19, по магистрали 3 к источнику .питания I с насосом производится постоянно, и к моменту готовности источника к воспроизведению импульса свободный объем камеры 10 достаточен для полного сброса жидкости из полости 5.

Предлагаемый источник сейсмических с 1гналоз в силу исключения пневмосисте.мы значительно проще известных.

Формула изобретения

Гидравлический источник сейсмических сигналов, содержащий источник питания с насосом, блок управления и исполнительный механизм, включающий в себя корпус, гидросистему, клапан и рабочий орган с норщне.м, образующим с корпусом нагнетательную и аккумулирующую части, огличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, аккумулирующая часть выполнена в виде постоянных магнитов, установленных в корпусе и на поршне одноименными полюсами друг против друга.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США ЛЬ 3369627, кл. , опубл. 1968.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке ЛГд 2380566, кл. G О V 1/02, 05.07.76 (прототип).