Устройство для возбуждения упру-гиХ КОлЕбАНий B ВОдЕ Советский патент 1981 года по МПК G01V1/04 

ЛИ силы (подъемной), которая служит для удерживания взрывной камеры в положении, когда ее выхлопные отверстия в боковой стенке перекрыты и полость- к-амеры герметизирована, и обеспечивает-- достижение исходного давления в камере, повышенного но отношению к гидростатическому, в отношении, определяемом параметрами конструкции устройства. Снижение противодавления выхлопу продуктов детонации до величины только гидростатического осу-. ш,ествляется за счет разгерметизации кольцевого зазора путем сообшения его с полостью взрывной камеры через отверстие в патрубке. Начальное положение взрывной камеры предлагаемой конструкции до погружения ее в воду поддерживается фиксирующим элементом, которым снабжен корпус, например пружиной. Герметичность внутренней полости взрывной камеры обеспечивается уплотнительными кольцами, расположенными между боковыми поверхностями корпуса и камеры.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство включает цилиндрический корпус 1, взрывную камеру 2, патрубок 3 взрывной камеры, приспособление 4 для подачи и поджигания рабочей смеси, отверсгие 5 для подачи рабочей смеси, отверстие

0для подачи рабочей смеси и передачи детонационного импульса, кольцевой зазор 7, уплотнительные кольца 8, фиксирующий элемент 9, определяющий начальное, до погружения в воду, положение взрывной камеры в корпусе, например пружину, выхлопные отверстия 10 и отверстие 11 в патрубке для разгерметизации кольцевого зазора.

о цилиндрическом корпусе 1, открытом с нижнего торца соосно с ним, с возможностью перемещения помещена взрывная камера 2, вьшолненная в виде контейнера с патрубком 3. Поджигание рабочей смеси происходит в приспособлении 4, куда рабочая смесь нагнетается через отверстие 5, а передача детонационного имнульса в камеру 2 осуществляется через отверстие 6. ьзрывная камера 2 расположена в корпусе

1с образованием кольцевого зазора 7, герметизируемого уплотнительными кольцами 8 от наружной среды и до момента взрыва рабочей смеси от полости взрывной камеры 2. До погружения в воду положение взрывной камеры 2 в корпусе 1 с помощью элемента 9, например пружины, зафиксировано. Выхлоп продуктов детонации при взрыве осуществляется через выхлопные отверстия 10, расположенные в боковых стенках корпуса 1 и камеры 2, совмещаемые при выхлопе. До момента взрыва уплотнительные кольца 8 герметизируют внутреннюю полость взрывной камеры 2. Для разгерметизации кольцевого зазора 7 с целью недопущения создания сопротивления,передвижеййЮ камеры 2 при взрыве и ограничение этого сопротивления до величины только гидростатического давления служит отверстие 11 в патрубке 3.

5 - Устройство работает следующим образом.

Заполнение полости взрывной камеры 2

: , через отверстия 5 и 6 рабочей газовой

смесью под давлением РО приводит к возни-кновению силового воздействия на каме10 ру 2, так как она подвижна относительно корпуса 1. На камеру 2 будут действовать силы, определяемые давлением рабочей газовой смеси, давлением РК в кольцевом зазоре и гидростатическим давлением Ph в

15 воде, с которой камера 2 имеет контакт по наружному днищу. Сила давления газовой смеси, находящейся под давлением РО, стремится сместить подвижную камеру вниз из ее крайнего верхнего положения, при котором выхлопные отверстия корпуса 1 и взрывной камеры 2 разобщены и полостькамеры 2 замкнута от наружной среды. Эта сила равна , где Si - площадь сечения внутреннего днища камеры. Этой силе,

5 смещающей камеру 2 вниз из состояния герметизации ее выхлопного отверстия, противодействуют силы, вызванные гидростатическим давлением Ph на глубине погружения камеры 2, равные Рл-5н (Sn площадь сечения наружного днища взрывной камеры 2) и подъемная сила, вызванная перепадом давлений внутри взрывной камеры 2 и в герметизированном кольцевом зазоре 7, равная ()-Зк, где РК-давле5 ние в кольцевом зазоре 7; SK - площадь кольцевого зазора 7.

В условиях равновесия взрывной камеры 2 указанные силы будут уравновешивать друг друга и будет справедливо соотноше0 ние

P,S, , + (P,P,).S,. (1)

Учитывая, что Si SK + Sz, выражение (1) можно привести к виду

5р с р . с р . (9}

ii -к(.)

Так как Pi,..Ph, то (3). Откуда следует, что исходное давление во взрывной камере больше гидростатическо0 го в отношении, определяемом конструктивными параметрами устройства величиной отношения л площади днища камеры 2 5з к площади сечения Sz патрубка 3. При взрыве газовой смеси, после передачи детонационного импульса из камеры поджига 4 в камеру 2 через отверстие 6 камера 2 окажется выведенной из состояния равновесия и будет перемещаться до совмещения выхлопных отверстий ДО камеры 2

0 и корпуса 1. Для того чтобы перепад давлений в камере 2 и кольцевом зазоре 7 не оказывал сопротивления перемещению камеры 2, кольцевой зазор 7 разгерметизируется через отверстие 11 в патрубке 3, со5 общающем его с полостью взрывной камеры.2. Противодавлением выхлопу продуктов детонации, осуществляемому нри смещении камеры 2 до совпадения выхлопных отверстий 10 камеры 2 и корпуса 1, будет только гидростатическое давление. После выхлопа гидростатическим давлением взрывная камера 2 возвратится в свое исходное положение с герметизируемым выхлопным отверстием 10, и устройство готово к повторению цикла. Во все время работы устройства величина давления РК в зазоре 7 в состоянии его герметизации будет сохраняться меньше величины гидростатического давления Рк,Рн, что необходимо для функционирования устройства, так как часть продуктов детонации, попадающая в зазор 7, будет конденсироваться после каждого цикла работы устройства, а объем этой жидкой фазы будет незначителен по сравнению с объемом зазора 7.

Конструкция данного устройства позволяет повысить исходное давление рабочей смеси во взрывной камере, не используя при этом специальных дополнительных приспособлений, так как позволяет увеличить это давление пЪ сравнению с гидростатиче5ским в отношении л -, определенном

52

конструктивными параметрами устройства. При этом пределы повышения исходного давления расширены и, кроме того, снижаются непроизводительные потери энергии. Использование данного устройства позволяет получать стабильный сейсмический сигнал с хорошим отношением полезный сигнал/помеха и хорошей разрешенностью сейсмической записи. Кроме того, возможно управление энергией и частотным cneKt ром излучаемого сигнала.

Формула изобретения

1.Устройство для возбуждения упругих колебаний в воде, включающее взрывную камеру с перекрываемым выхлопным отверстием, отличающееся тем, что, с целью

повышения КПД и сейсмической эффективности устройства, взрывная камера выполнена- в виде подвижного контейнера с патрубком в верхней части и помещена в корпус, открытый с нижнего торца, соосно с

ним, с образованием кольцевого зазора между их верхними торцами, герметизируемого уплотнительными прокладками, причем патрубок имеет отверстие для разгерметизации кольцевого зазора, а выхлопные отверстия корпуса и камеры расположены в их боковых стенках.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус снабжен фиксатором начального положения взрывной камеры, например пружиной, а для разгерметизации полости взрывной камеры между ее боковыми стенками и корпусом имеются уплотнительные прокладки.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Балашканд М. И. и др. Источники возбуладения упругих волн при сейсморазведке

-на акваториях. М., «Недра, 1977, с. 70-71.

2.Балащканд М. И. и др. Источники возбуждения упругих волн при сейсморазведке

на акваториях. М., «Недра, 1977, с. 92-95 (прототип).