Пневматический источник сейсмических сигналов для акваторий

 

ИНЕВМАТИЧ1:СКИЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНА,ЧОВ даш АКВАТОРИЙ, содержащий корпус с выхлопными окнами, образующий с крьпикой, заглушкой и подвижным цилиндром, размещенным в корпусе, управляющую и рабочую камеры , и электропневмоклапан, отличающийся тем, что, с целью повьшения коэффициента полезного действия и надежности работы, он снабжен неподвижной гильзой, выполненной с внешним фланцем со стороны выхлопных окон и размещенной между неподвижной гильзой и подвижным цилиндром с возможностью осевого перемещения относительно них втулкой с внутренним фланцем, охватывающим неподвижную гильзу, образующими своими боковыми поверхностями и фланцами замкнутую кольцевую полость, в которой размещена пружина, при этом кольцеS S вая полость сообщена каналами с рабочей камерой, а наружный торец внут Л С реннего фланца втулки связан каналами с управляющей камерой

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 Ч 1/137

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3541262/25 (22) 14.01.83 (46) 15.02.91. Бюл. Н - 6 (71) Краснодарская группа подразделений Научно-исследовательского института морской геофизики (72) В.А.Ежов, В.К.Утнасин, В.И.Тюхалов и Н.И.Федорчуков (53) 550.83(088.8) (56) Патент США Ф 4219098, кл. С 01 U 1/137, опубл. 1980.

Патент США М 4219097, кл. G 01 V 1/137, опубл. 1980.

Патент США М 4246979, кл. 0 01 V 1/137, опубл. 1981. (54)(57) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ АКВАТОРИЙ, содержащий корпус с выхлопными окнами, образующий с крышкой, заглушкой и подвижным цилиндром, размещенным в

Изобретение относится к области морской сейсморазведки, к устройствам возбуждения сейсмических сигналов в одной среде за счет резкого выброса сжатого воздуха из рабочей каиеры.

Известен пневматический источник, выполненный в виде полой трубы, внутри которой помещен двигающийся поршень с двумя тарельчатыми клапанами один из которых открывает и закрывает выхлопные отверстия, соединяя их с рабочии объемом излучателя. Вначале в излучатель нагнетается воздух.Под

его действием поршень и мембрана смещаются в нижнее положение,герметизируя рабочий объеи источника, для

„„SU„„1078378 A 1

2 корпусе, управляющую и рабочую камеры, и электропневмоклапан, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и надежности работы, он снабжен неподвижной гильзой, выполненной с внешним фланцем со стороны выхлопных окон и размещенной между неподвижной гильзой и подвижным цилиндром с возможностью осевого перемещения относительно них втулкой с внутренним фпанцем, охватывающим неподвижную гильзу, образующими своими боковыми поверхностями и фланцами замкнутую кольцевую полость, в которой размещена пружина, при этом кольцевая полость сообщена каналами с рабо- @ чей камерой, а наружный торец внутреннего фланца втулки связан каналами с управляющей камерой. С:: вскрытия излучателя под верхнип доступ воздуху из рабочего объема к выхлопным отверстиям. Подвижная мембрана ограничивает объем выбрасываемого в воду воздуха и тем самыи уиеньшает амплитуду пульсации газовой полости. Недостатком источника является отсутствие возможности управления степенью гашения пульсации. Кроме того, из рабочей камеры выбрасывается весь сжатый воздух, что неэффективно с точки зрения К1Щ подводного выхлопа.

Известен также пневматический источник, содержащий корпус с выхлопными отверстиями, внутри которого помещен двигающийся поршень, выполнен1078378 ный в виде двух тарельчатых клапанов, соединенных между собой полым штоком.

Поршень. делит внутреннюю полость излучателя на верхний и нижний рабочие объемы. На наружной поверхности кор5, пуса источника находится скользящий клапан, ограничивающий объем выбрасываемого в воду воздуха и уменьшающий пульсацию газовой .полости. Наружный клапан представляет собой цилиндр, надетый на излучатель, в котором сделаны воздушные клапаны и полость, а также размещена возвратная пружина. Клапан перекрывает выхлопные окна под действием пружины, а смещается в нижнее положение за счет сжатого воздуха, нагнетаемого в рабочую камеру, с которой он соединен каналом. К недостаткам устройства от- 20 носится то, что поршень и клапан начинают движение в одну сторону, Это увеличивает время отсечки сжатого воздуха, При наружном размещении клапана сложно обеспечить его герметичность. Кроме того, пружина, приводящая клапан в движение, находится все время в сжатом состоянии. Это снижает надежность источника.

Наиболее близким техническим решением является пневматический источник сейсмических сигналов для акватории, содержащий корпус с выхлопными окнами, образующий с крышкой, заглушкой и подвижным цилиндром раз35 мещенным в корпусе, управляющую и рабочую камеры, и электропневмоклапан.

Однако этот источник не позволяет регулировать величину остаточного давления в рабочей камере после выхлопа, а резкие удары подвижного цилиндра о корпус снижают надежность

его работы.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия и надежности работы источника

Поставленная цель достигается тем, что пневматический источник сейсмических сигналов для акваторий, содержащий корпус с выхлопными окнами, об50 разующий с крышкой, заглушкой и подвижным цилиндром, размещенным в корпусе, управляющую и рабочую камеры, и электропневмоклапан, снабжен неподвижной гильзой, выполненной с внешним фланцем со стороны

55 ,выхлопных окон, и размещенной между неподвижной гильзой и подвижным цилиндром с возможностью осевого перемещения относительно них втулкой с внутренним фланцем, охватывающими неподвижную гильзу, образующими своими боковыми поверхностями и фланцами замкнутую кольцевую полость, в которой размещена пружина, при этом кольцевая полость сообщена каналами с рабочей камерой, а наружный торец внутреннего фланца втулки связан каналами с управляющей камерой.

На фиг.l изображен сейсмоисточник в разрезе, общий вид; на фиг.2 — положение основного и дополнительного подвижных цилиндров в момент срабатывания пневмоисточника.

Пневмоисточник состоит из корпуса 1 с выхлопными окнами 2 и штуцером 3. К корпусу 1 при помощи хомутов

4 прикреплены заглушки 5 и крышка 6 с клапаном i и кабелем 8, В клапане

7 размещена катушка 9 и якорь 10, перекрывающий канал 11 и сообщающийся каналом 12 с рабочей камерой 13, образованной заглушкой 5, крышкой 6> подвижным цилиндром 14 и корпусом l.

На внутренней поверхности корпуса 1 имеются ступени 15 и 16 а на самой поверхности с возможностью перемещения расположен подвижный цилиндр 14 с венчиком !7, упирающимся в подпружиненное уплотнительное кольцо 18, и внутренним фланцем 19, входящим в фигурную втулку 20 ° с отверстиями 2 1 и 22, уступом 23 и проточкой 24.

Внутри подвижного цилиндра 14 размещена подвижная втулка 25 с внутренним фланцем 26, который охватывает неподвижную гильзу 27, снабженную наружным фпанцем 28 и отверстием 29.

В кольцевой полости между подвижной втулкой 25 и неподвижной гильзой 27 размещена пружина 30, упирающаяся во втулку 25 и гильзу 27, Источник работает следующим образом.

Сжатый воздух от компрессора (на фиг.1 и 2 не показан) поступает по штуцеру 3 в управляющую камеру, образованную корпусом 1 и фигурной втулкой 20 и, воздействуя на фланец 19 подвижного цилиндра 14, перемещает его до упора в уплотнительное коль" цо 18, При этом венчик 17 закрывает канал !1. Одновременно с этим сжатый воздух поступает и в рабочую камеру

13 по отверстию 22,. а по отверстию

2! воздействует на фланец подвижной

378 6 от размеров втулки 25, она перекрывает выхлопные окна 2 (как показано на . фиг.2). Размеры втулки 25 определяют количество выброшенного воздуха из рабочей камеры 13. Известно, что для формирования первой волны давления необходимо выпустить порцию сжатого воздуха, равную 0,3-0,4 обьема рабочей камеры. Последующий воздух идет на раскачку воздушного пузыря и создает значительные повторные пульсации, которые являются в сигнале помехой. Поэтому своевременная отсечка сжатого воздуха увеличивает эффективность источника и создает запас мощности компрессору. После того,как давление во всех полостях источника выравнялось, пружина 30 возвращает подвижную втулку 25 в исходное состояние (см. фиг. 1) а подвижный цилиндр 14 за счет действия сжатого воздуха в управляющей камере занимает положение, показанное на фиг,l, Цикл работы закончен.

Торможение подвижного цилиндра

14 при прямом ходе осуществляется за счет сжатия воздуха фланцем 19 в ступени 16 и венчиком 17 в ступени

15, куда успевает попасть воздух в момент выхлопа. При обратном ходе цилиндр !4 тормозится фланцем 19 и уступом 23, между которыми также сжимается воздух, Подвижный цилиндр 14 должен возвращаться в исходное поло" жение при закрытых выхлопных окнах 2, Положительным качеством предлагаемого пневмоисточника является то что е здесь отсутствуют жесткие требования по герметизации подвижной втулки 25.

Это повысит надежность его работы, Тот воздух, который будет проходить по посадке между подвижной втулкой

25 и гильзой 27, не скажется на ухудшении работы пневмоисточника Уплотнительное кольцо 18 одновременно выполняет роль торцового уплотнения для подвижного цилиндра 14 и радиального уплотнения для подвижной втулки

25.

В связи с тем, что есть воэможность перетока воздуха из управляющей камеры по отверстиям 21 давление в ней возрастает менее резко, поэтому скорость движения подвижного цилиндра 14 будет повышенной, что позволяет повысить энергию. излучаемого сигнала, 5 1078 втулки 26, 25 и перемещает его, сжимая пружину 30. Сжатый воздух поступает также в полость, образованную гильзой 27 и подвижной втулкой 25, как по посадке между этими деталями, так и по отверстию 29. При выравнивании давлений во всехполостях источника пружина 30 возвращает подвижную втулку 25 в исходное состояние (как показано на фиг.l) а .при заполнении источника сжатым воздухом до рабочего давления он готов к работе.

Рассмотрим работу источника в воде.

При подаче электрического сигнала по кабелю 8 на катушку 9 клапана 7 якорь 10, втягиваясь внутрь катушки

9, освобождает доступ воздуху из 20 рабочей камеры 13 по каналам 11 и 12 под венчик 17 подвижного цилиндра 14.

Он начинает движение, происходит разуплотнение его торца и кольца 18, сжатый воздух начинает действовать 25 на всю площадь торца подвижного цилиндра 14, который начинает ускоренное движение. Давление сжатого воздуха в управляющей камере возрастает и по отверстиям 21, расположенным рав- 30 номерно по окружности, воздействует на фланец 26 подвижной втулки 25. Отверстие 22 имеет значительно меньшую площадь поперечного сечения, чем группа отверстий 21 и оно должно удовлет35 ворять лишь одному условию: через его сечение рабочая камера источника должна заполняться за 10-15 с. Время же срабатывания источника составляет !

5-20 м с и за это время отверстие 22 4р пропустит незначительную порцию воздуха. Таким образом, сжимая пружину

30, начинает движение подвижная втулка 25. Подвижный цилиндр 14 вскрывает выхлопные окна 2, и сжатый воздух, вырываясь наружу из рабочей камеры 13, порождает в воде сейсмический сигнал. В связи с тем, что давление в рабочей камере 13 падает, снимаются тормозящие силы, действующие на подвижную втулку 25 со стороны верхнего торца и из кольцевой полости, где расположена пружина 30.

Втулка 25 приобретает ускоренное движение по направлению, противоположному движению подвижного цилиндра 14, и в определенный момент, зависящий

107837Н

Редактор М.Ленина

Техред А.Кравчук

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 771 Тираж 335 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101