Взрывная камера источника сейсмических сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01V1/04 

Изобретение относится к устройствам для возбуждения сейсмических сигналов за счет энергии взрыва газовой смеси с целью проведения сейсмической разведки на нефть и газ.

Известны устройства для возбуждения сейсмических сигналов, содержащие рабочую камеру, образованную подвижно сопряженными гильзой и днищем и массивным поршнем, систему подготовки газовой смеси, блок поджига смеси и устрой.ство выхлопа продуктов сгорания. В рабочей камере производится взрыв газовой смеси, возникает процесс горения с детонацией, который вызывает интенсивный рост давления газов в рабочей камере. Поршень и гильза с днищем двигаются в различные стороны, при этом днище деформирует грунт, возбуждая сейсмические сигналы. Продукты сгорания через устройство выхлопа выбрасываются в атмосферу. Как правило, открытие устройства выхлопа происходит давлением взрыва газовой смеси, преодолевающем сопротивление пружины l .

Однако в результате неполного выхлопа продуктов сгорания появляется вероятность самоподрыва новой порции газовой смеси и снижается надежность устройств.

Известно также устройство для возбуждения сейсмических сигналов, в котором для устранения повторных ударов (самоподрыва) применено приспособление для откачки из взрывной камеры продуктов сгорания путем создания вакуума в выпускном трубо10проводе 2 .

Однако устройство откйчки сложно по конструкции,его применение не устраняет возможности преждевременного рткрытия клапана и выпуска газовой

15 смеси до ее поджига.

Во взрывной камере источника сейсмических сигналов уплотнительный элемент выхлопного клапана выполнен в виде кольцевой мембраны пере20менного сечения. Конструкция устройства позволяет уменьшить время выхлопа продуктов горения, так как выполнение выхлопного клапана управляемым позволяет производить откры25тие и закрытие клапана в заданное время ,

Однако инерционность электропневмоклапанов, применяемых в качестве задатчикЬв давления в пневмосхе30мах, не позволяет стабильно выдерживать заданное время выхлопной клапан в закрытом положении. Это заставляет делать выхлопные каналы нормально открытыми, заведомо допуская потери газовой смеси при. эапапнении и обусловленное этим снижение КПД источника из-за выпуска части газовбй смеси при преждевременнсйл открытии клапана или из-за увеличения времени между воздействиями при задержке открытия клапана и дополнительного остывания продуктов сгорания, неизбежно остающихся в рабочей камере Наиболее близким по технической сущности к изобретению является взрывная камера источника сейсмичес ких сигналов, содержащая выхлопной клапан с уплотнительным устройством подвижно сопряженные гильзу и поршень, образующие демпферный и рабочий объемы. Уплотнительный элемент (мембрана) снабжей отверстиями Воздух, проходящий через мембрану, управляет ее работой, охлаждает мем брану и эжектирует продукты сгорани из камеры 4. Недостаток известной камеры- низкий КПД из-за потерь газовой сме си и остывания продуктов горения. Ц9лью изобретения является повышение КПД путем уменьшения потерь взрывчатой смеси. Поставленная цель достигается те что во взрывной камере источника сейсмических сигналов, содержащей в хлопной клапан с уплотнительным уст ройством, подвижно сопряженные гильзу и поршень, образующие демпфе ный и рабочий объемы, выхлопной кла пан связан с демпферным объёмом чер отверстие в боковой стенке гильзы, выполненное с возможностью перекры тия его поршнем. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Взрывная камера содержит гильзу с днищем, поршень 2, подвижно сопря женный с гильзой 1, рабочий объем 3 канал 4 заполнения газовой смесью, канал 5 выхлопа продуктов сгорания, канал 6 управления работой выхлопно го канала, канал 7, соединяющий дем пферную полость 8, в которой находится воздух под высоким давлением, с каналом б управления, уплотнитель ный элемент (мембрану) 9, установ-: ленный в канале 5 выхлопа и закрепленный в нем на штоке 10 с помощью прижимных упругих элементов 11, отражающий кольцевой буртик 12 и от верстия 13 в мембране 9. Устройство работает следующим образом. . В течение первого цикла - заполнения днище гильзы 1 устанавлива.ется на грунт. Газовая смесь по каналу 4 подается в рабочий объем 3 взрывной камеры. Одновременно или несколько раньше воздух под высоким давлением (около 4 атм) подается (если его не было или было недостаточно) в демпферную полость 8. Воздух из демпферной полости 8 поступает по каналам 7 и б в подмембранную полость, мембрана 9 перекрывает кольцевой канал 6. После заполнения рабочего объема 3 необходимым количеством газовой смеси подача смеси прекращается. Во время данного цикла поршень 2 находится в исходном (показанном на чертеже) положении. Поскольку, демпферная полость 8 через каналы.7 и б соединена с подмембранной полостью, канал 5 выхлопа закрыт. Нормально закрытый выхлопной клапан, таким образом позволяет предотвратить потери газовой смеси до поджига. Во время второго цикла смесь в рабочем объеме 3 поджигается, давление в Ьбъеме 3 возрастает, при этом гильза 1 и поршень 2 движутся в разные стороны (поршень 2 - вверх). Днище гильзы 1 деформирует грунт, возбуждая в нем сейсмические сигналы. Через 10-15 мс практически передача энергии в грунт прекращается и поршень 2 подхватывает гильзу 1, которая отрывается от грунта. I Во Время третьего цикла происходит выброс продуктов сгорания через канал 5. При этом поршень 2, переместившись вверх на 20-25 мм, перекрывает канал 7, доступ воздуха в канал 6 прекращается, воздух через отверстия 13 выходит в атмосферу, упругая мембрана 9 открывает кольцевой канал 5 и продукты горения выбрасываются в атмосферу. Изобретение позволяет осуществить заданное воздействие с меньшей затратой горючего и окислителя, так как выхлопной клапан выполнен нормально закрытым и открывается только на определенный промежуток времени. При этом не происходит потерь газовой смеси и утечки энергии с выхлопными газами и повышается КПД. Формула изобретения Взрывная камера источника сейсмических сигналов, содержащая выхлопной клапан с уплотнительным устройством, подвижно сопряженные гильзу и поршень, образующие демпферный и рабочий объемы, отличающаяс я -тем, что, с целью повышения КПД. путем уменьшения.потерь взрывчатой смеси, выхлопной клапан связан с демпферным объемом через отверстие в боковой стенке гильзы, выполненное с возможностью перекрытия его поршнем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент СЯПА 3353623, кл. 181-0.5, опублик. 1967.

2.Патент США № 3592287, кл. 181-05, опублик. 1971.

свидетельство СССР 01 V 1/04, 18.03.77.

свидетельство СССР 01 V 1/04, 18.01.78

// fO

в ff