Пневматический источник сейсмических сигналов

 

Пневматический источник сейсмических сигналов, содержащий запускающий электропневмоклапан, подвижные ступенчатые поршни и последовательно соединенные корпуса пневмокамер с боковыми выхлопными окнами, образующие управляющие и рабочие полости пневмокамер, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности источника за счет исключения соударений между его смежными подвижными узла подвижные ступенчатые поршни выполнены с продольными сквозными каналами, связывающими полости смежных пневмокамер, разделены воздушными полостями и размещены в пневмокамерах с возможностью независимого продольного перемещения друг относительно друга.

Изобретение относится к геофизическим приборам, использующим выхлоп сжатого до высокого давления воздуха для возбуждения упругих колебаний при морской и речной сейсморазведке. В пневматических источниках сейсмических сигналов для увеличения амплитуды первой возбуждаемой волны и ослабления помех от пульсации воздушной полости используется выхлоп одновременно из нескольких пневмокамер. Известен пневматический источник сейсмических сигналов [1] состоящий из корпусов пневмокамер и подвижных выдвигающихся поршней с выхлопными отверстиями, размещенных на общем штоке, которые приводятся в действие одним запускающим электропневмоклапаном. Передача движения поршня головкой камеры всем остальным поршням через общий шток обеспечивает синхронное открытие всех выхлопных отверстий в общем корпусе излучателя. Однако жесткие требования к соосности посадочных уплотняющих поверхностей усложняют изготовление источника и ограничивают количество группируемых камер и расстояния между ними. Нарушения соосности камер приводит к преждевременному износу и выходу источника из строя. Известен также другой линейный групповой пневматический источник [2] состоящий из pяда пневмокамер, размещенных в общем корпусе с выхлопными окнами, в котором управление работой каждой камеры осуществляется отдельным электропневмоклапаном. Сжатый воздух подается в каждую камеру по отдельным магистралям, идущим в связке с судна-буксировщика. Внутри корпуса каждой камеры находится подвижный поршень, разделяющий ее внутреннюю полость на управляющий и рабочий объемы. Поршни пневмокамер, составляющих линейный групповой источник, не связаны друг с другом и движутся независимо, открывая выхлопные отверстия камер при срабатывании соответствующих электропневмоклапанов. Электрические сигналы на управляющие клапаны подаются с соответствующих каналов многоканального пульта управления по многожильному кабелю, имеющему на корпусе группового источника электрические отводы, к которым подключены электропневмоклапаны. Наличие электромагнитных клапанов на каждой одиночной пневмокамере, прокладка многожильного кабеля с отводами и рукавов высокого давления по всей длине группового линейного источника существенно усложняет его конструкцию, увеличивает вероятность отказов отдельных камер из-за повреждения электрического кабеля и воздушных линий, находящихся в зоне выхлопа из камер сжатого воздуха, а также вследствие выхода из строя электропневмоклапанов. Это снижает надежность работы группового источника сейсмических сигналов. Наиболее близким техническим решением является пневматический источник сейсмических сигналов [3] содержащий запускающий электропневмоклапан, подвижные ступенчатые поршни и последовательно соединенные корпуса пневмокамер с боковыми выхлопными окнами, образующие управляющие и рабочие полости пневмокамер. Подвижные поршни снабжены штоками, упирающимися своими концами в торцы смежных подвижных поршней. Штоки обеспечивают передачу движения одного поршня всем остальным при срабатывании электропневмоклапана головной камеры. Благодаря принудительной синхронизации моментов выхлопа из всей группы пневмокамер и синфазному сложению сейсмических импульсов, излучаемых отдельными пневмокамерами, групповой источник обеспечивает значительный рост амплитуды результирующего сигнала. Однако этот пневматический источник из-за повторяющихся соударений между торцами смежных штоков и поршней, а также в связи с наружным расположением линии подвода сжатого воздуха, подвергающейся знакопеременному ударному воздействию при выхлопе, обладает неудовлетворительной надежностью и недостаточной долговечностью. Целью изобретения является повышение надежности и долговечности источника за счет исключения соударений между его смежными подвижными узлами. Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом источнике сейсмических сигналов, содержащем запускающий электропневмоклапан, подвижные ступенчатые поршни и последовательно соединенные корпуса пневмокамер с боковыми выхлопными окнами, образующие управляющие и рабочие полости пневмокамер, подвижные ступенчатые поршни выполнены с продольными сквозными каналами, связывающими полости смежных пневмокамер, разделены воздушными полостями и размещены в пневмокамерах с возможностью независимого продольного перемещения друг относительно друга. Это позволяет исключить воздействие ударных нагрузок на узлы источника и повысить его надежность и долговечность. На фиг. 1 представлен пневматический источник сейсмических сигналов при закрытых выхлопных отверстиях; на фиг.2 источник в момент выхлопа из пневмокамер. Описываемый пневматический источник содержит последовательно соединенные корпуса пневмокамер 1, подвижные ступенчатые поршни 2, запускающий электропневмоклапан 3, установленный на головной пневмокамере, и уплотнительные фторопластовые кольца 4 и 5. Подвод сжатого воздуха осуществляется по линии высокого давления 6 через канал в корпусе головной камеры и каналы в поршнях. Электропневмоклапан 3 соединен трубкой 7 с каналом 8, выходящим под плечико d₁-d₃ головного поршня. Объем под плечиками поршней через каналы 9 сообщается с окружающей средой. Внутренний объем каждой камеры разделен поршнем на управляющую 10 и рабочую 11 полости, причем рабочая полость каждой камеры является управляющей для следующей. Между рабочей и управляющей полостями имеется переходная часть корпуса с выхлопными окнами 12. При подаче сжатого воздуха по каналу 6 поршень головной камеры 2 под действием давления на плечико d₃ сдвигается в нижнее положение и уплотняет кольца 4 и 5. После этого аналогичным образом закрываются и заполняются сжатым воздухом последовательно остальные пневмокамеры. Поршни удерживаются в нижнем положении небольшим усилием, равным произведению давления на площадь плечика d₁-d₂. По сигналу от сейсмической регистрирующей аппаратуры срабатывает электропневмоклапан 3 и перепускает порцию сжатого воздуха из полости 10 по трубке 7 каналу 8 под плечико d₁-d₃ головного поршня. Поршень сдвигается вверх и выходит из зацепления с торцовым уплотнением 4, в результате чего давление на плечико d₁-d₃ резко возрастает. Нижняя часть поршня выходит из контакта с кольцом 5, и начинается истечение воздуха из полости 11. В результате падения давления в полости 11 поршень второй камеры начинает двигаться вверх, открывая доступ сжатому воздуху под плечико d₁-d₃. Таким образом последовательно вскрываются все пневмокамеры, производят выхлоп сжатого воздуха в воду, который сопровождается излучением волн давления. Торможение головного поршня происходит за счет сжатия воздуха в верхней части управляющей полости 13. Торможение остальных поршней осуществляется гидравлически в полостях 14. В описываемом пневматическом источнике относительная задержка срабатываний соседних пневмокамер может быть доведена до 0,001 с. При сейсмических исследованиях методом отраженных вон такая задержка не ухудшает характеристик суммарного сигнала при последовательном группировании до четырех пневмокамер. В низкочастотных модификациях сейсморазведки возможно группирование до восьми камер. Применение изобретения позволяет отказаться от ряда узлов, подвергающихся динамической интенсивной нагрузке, и повысить долговечность и надежность работы пневматического источника сейсмических сигналов.

Формула изобретения

Пневматический источник сейсмических сигналов, содержащий запускающий электропневмоклапан, подвижные ступенчатые поршни и последовательно соединенные корпуса пневмокамер с боковыми выхлопными окнами, образующие управляющие и рабочие полости пневмокамер, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности источника за счет исключения соударений между его смежными подвижными узлами, подвижные ступенчатые поршни выполнены с продольными сквозными каналами, связывающими полости смежных пневмокамер, разделены воздушными полостями и размещены в пневмокамерах с возможностью независимого продольного перемещения друг относительно друга.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---