Взрывная камера источника сейсмических сигналов

 

ВЗРЫВНАЯ КАМЕРА ИСТОЧНИКА СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащая подвижно сопряженные элементы в ви поршня с каналом подачи взрывчатой . смеси и гильзы с днищем, образующие рабочую камеру, размещенную между поршнем и днищем гильзы, свечу зажигания , установленную в канале подачи взрывчатой смеси, и канал выхлопа продуктов сгорания, отличающаяся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности, на торце поршня выполнена кольцевая расточка, образующая с днищем форкамеру , соединенную с рабочей камерой радиаль.ным каналом, образованным буртиками, выполненными вокруг расточки по крайней мере на одном из сопряженных элементов, при этом канал выхлопа продуктов сгорания соединен с форкамерой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9(SU (и) g(53) С 01 V 1 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф .СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) .3446064/18-25 (22) 25 ° 05.82 (46) 07.09.83. Бюл. Р 33 (72) А,С. Шагинян, А,Г.Асан-Джалалов и A.È. Бугаец (71) Специальное конструкторское бюро сейсмической техники (53) 550. 83(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 603929, кл. о 01 v 1/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 411411, кл. 0 01 V 1/02, 1972.

3. Источник сейсмических сигна-.. лов СИ-40, ТУ 39-01-505-79, per. Р 2022230, -1979 (прототип). (54)(57) ВЗРЫВНАЯ KAMEPA ИСТОЧНИКА

СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащая подвижно сопряженные элементы в виде поршня с каналом подачи взрывчатой смеси и гильзы с днищем, образующие рабочую камеру, размещенную между поршнем и днищем гильзы, свечу зажигания, установленную в канале подачи взрывчатой смеси, и канал выхлопа продуктов сгорания, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности, на торце поршня выполнена кольцевая расточка, образующая с днищем форкамеру, соединенную с рабочей камерпй радиальным каналом, образованным буртиками, выполненными вокруг расточки по крайней мере на одном из сопряженных элементов, прй этом канал выхлопа продуктов сгорания соединен с форкамерой, 1040442

Изобретение относится к устройст вам для возбуждения сейсмйческих сиг-: налов эа счет энергий взрыва газовой смеси в камере с целью сейсморазведки на нефть и гаэ.

Известно устройство для возбуждения сейсмических сигналов, содержащее взрывную камеру, состоящую иэ гильзы с днищем и массивного поршня, подвижно сопряженного с гильзой и днищем, образующих рабочую камеру.

В поршне выполнены каналы подачи взрывчатой смеси (например, смеси . кислорода и пропана) и выхлопа продуктов сгорания, связанные с камерой сгорания и клапанами подачи и выхло- . па,установленными на поршне P$ .

Однако устройство обладает сравнительно низкой сейсмической эффективностью, вызванной большими потерями энергии с продуктами сгорания, нестабильной и недостаточной скоростью детонации газовой смеси .в камере сгорания.

Известно также устройство для воз буждения сейсмических сигналов, содержащее взрывную камеру и детонационную трубку, которое для повышения эффективности снабжено установленной внутри взрывной камеры на канале подвода горючей смеси форка- ° мерой, выполненной в виде перфорированной емкости. 3а счет поджигания смеси продуктами детонации, истекающими из форкамеры, происходит более .быстрое и полное сгорания взрывчатой смеси. f2/ .

Однако небольшая площадь истечения продуктов детонации,из форкамеры препятствует быстрому освобождению взрывной камеры после взрыва от продуктов сгорания и снижает сейсмичес-. кую эФфективность устройства.

Наиболее близкой к предлагаемой является взрывная камера источника сейсмических сигналов, содержащая подвижно сопряженные элементы в виде поршня с каналом подачи взрывчатой смеси и гильзы с днищем, образующие рабочую камеру, размещенную между поршнем и днищем гильзы, свечу зажигания, установленную в канале подачи взрывчатой смеси., и канал выхлопа продуктов сгорания. При подаче напряжения на свечу зажигания, смесь воспламеняется, в канале подачи формируется детонационная волна, взрывающая смесь в рабочей камере (3) .

Недостатком известной взрывной камеры является низкая сейсмическая эффективность.

Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что во взрывной камере источника сейсмических сигналов, содер жащей подвижно сопряженные элементы в виде поршня с каналом подачи взрывчатой смеси и гильзы с днищем, образующие рабочую. камеру, раэмещенную между поршнем и днищем гильзы, свечу зажигания, установленную в канале подачи взрывчатой смеси, и канал выхлопа продуктов сгорания, на торце поршня выполнена расточка, образующая с днищем форкамеру, 10 соединенную с рабочей камерой радиальным каналом, образованным буртиками, выполненными вокруг расточки по крайней мере на одном из сопряженных элементов, при этом канал

15 выхлопа продуктов сгорания соединен с форкамерой.

На чертеже показана взрывная камера.

Взрывная камера содержит гильзу

2() 1 с днищем 2, массивный поршень 3, подвижно сопряженный с гильзой 1,В поршне 3 выполнены каналы 4 подачи взрывчатой смеси и каналы 5 выхлопа продуктов сгорания, соединенные с расточкой б. На поршне 3 установлены выхлопной клапан 7, соединенный с каналом 5 выхлопов, и клапан 8 заполнения, соединенный с каналом

4 подачи, Поршень 3 имеет кольцевую выточку 9, образующую с днищем 2 рабочую камеру 10. Расточка б с днищем

2 образует форкамеру 11, соединенную. с рабочей камерой 9 кольцевым радиальным каналом 12. Этот канал обра-. зуется буртиками 13 и 14, выполнен ными на поршне 3 по периферии расточки б и на днище 2. Канал 12 может быть образован одним буртиком, выполненным на поршне 3 или днище 2, и днищем 2 или поршнем 3, Буртики 13

40 и 14 выполнены профилированными,так что канал 12 в поперечном сечении имеет форму сверхзвукового сопла.В канале 4 подачи взрывчатой смеси установлена свеча 15 зажигания.

Камера работает следующим образом.

По команде происходит заполнение взрывной камеры смесью через . клапан 8 заполнения, формокамеру

11 и .радиальный канал 12. Поскольку подвод смеси производится.продолжительное время (1,5-2,0 с),то солротивление канала 12 не сказывается отрицательно. При подаче высокого напряжения на свечу 15 происходит поджигание смеси в канале

4 подачи и распространение волны горения в Форкамере 11. Так как объем вэрываемой смеси в форкамере 11 срав60 нительно небольшой, составляющий

5-10% от объема рабочей камеры 10, то детонация смеси в этом объеме происходит практически мгновенно.

При этом также практически мгновенно возрастает давление в Форкамере 11

1040442

Составитель Н. Чихладзе

Редактор Н. Кешеля Техред Т.Маточка Корректор A.Зимокосов

Заказ 6924/50 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитата СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", F. Ужгород, ул. Проектная, 4 и продукты сгорания, имеющие высокую, температуру, выбрасываются иэ форкамеры 11 через радиальнчй канал 12 в рабочую камеру 10. Радиальный канал 12 представляет собой кольцевую щель, площадь которой уменьшается в радиальном:направлении до минимальной величины, а затем увеличивается.

Минимальная площадь канала 12 опре- . деляется из условия равенства .времени истечения продуктов сгорания иэ форкамеры 11 и времени нарастания давления в. рабочей камере 10 (1-2 мс1

Она составляет в реальной конструк- ции 2 см при высоте щели 1 мм.

Так как давление в форкамере 11 15 при детонации смеси возрастает в

20-25 раз, то отношение давления . в форкамере 11 после детонации к давлению заполнения рабочей камеры

10 значительно больше критического 20

Под действием перепада давления в форкамере 11 и рабочей камере 10 продукты сгорания выбрасываются через радиальный. канал 12. Поскольку перепад давления больше критического, в минимальном сечении канала

12 устанавливается скорость, равная скорости звука, в расширяющейся части канала 12 скорость возрастает,рас-. к е е продукты сгорания выбрасы- 30 ваются из канала 12 в рабочую камеру 10 со сверхзвуковой скоростью, что обеспечивает практически одновременную детонацию смеси во всем объеме рабочей камеры 10. До тех пор, пока не начато относительное движение гильзы 1 и поршня 3, малое . проходное сечение канала 12 препятствует выходу продуктов сгорания из рабочей камеры 10 в выхлопной канал

5. Это позволяет полнее использовать энергию продуктов сгорания в рабочей камере 10.

После этого начинается движение поршня 3 вверх, а днище 2 вниз. При расхождении днища 2 и поршня 3 значительно увеличивается проходное сечение канала 12 (в 40-50 раз), поэтому сопротивление канала прохождению через него продуктов сгорания из рабочей камеры 10 в выхлопной канал 5, становится ничтожно малым, за счет этого обеспечивается свободный выхлоп продуктов сгорания иэ рабочей камеры 10.

В предлагаемой взрывной камере проходное сечение канала, соединяющего форкамеру с рабочей камерой, в исходном положении имеет ограниченную площадь исходя из условия образования в нем высокоскоростного потока при инициировании детонации в рабочей камере. Благодаря ограниченности сечения канал является дросселем, препятствующим свободному выходу газов из рабочей камеры при взрыве до тех пор, пока днище не сместится относительно массивного поршня, т.е. пока не произойдет рабочее воздействие на грунт, что обеспечивает более полное использование энергии взрыва смеси в рабочей камере и повышение сейсмической эффективности.