Пневматический наземный импульсный источник упругих колебаний
Пневматический наземный импульсный источник упругих колебаний, содержащий образующие рабочую и демпферную полости гильзу с днищем, центральный шток и поршень, в котором размещен пневматический излучатель, и выхлопные отверстия, выполненные в гильзе и на нижнем торце поршня, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности воздействия за счет более равномерного распределения нагрузки на днище гильзы, в поршне размещен по меньшей мере один дополнительный пневматический излучатель, причем все излучатели равномерно распределены по периферии торца поршня, а выхлопные отверстия гильзы выполнены в центральной части днища и перекрыты диском, размещенным снаружи днища и связанным с центральным штоком посредством стержня, установленного с возможностью перемещения относительно центрального штока.
Изобретение относится к технике возбуждения упругих колебаний при наземной сейсморазведке, а точнее к импульсным источникам, использующим для воздействия на поверхность земли выхлоп сжатого воздуха в способной к расширению камере. Известно устройство для возбуждения упругих колебаний с поверхности земли [1] в котором для воздействия на грунт используется ударник, принудительно разгоняемый сжатым воздухом. Это устройство состоит из массивного цилиндра и помещенного в него поршня со штоком, который посредством шарового шарнира связан с ударной плитой. Перед воздействием ударная плита находится на некотором расстоянии от поверхности грунта. Для разгона ударника с помощью быстросрабатывающих клапанов подается сжатый воздух между поршнем и верхней крышкой цилиндра, который и разгоняет ударник. Устройство обладает достаточной энергией воздействия, однако оно сложно в конструктивном и в эксплуатационном отношениях, так как ударник, поршень, шток, плита одновременно являются компрессирующим элементом для сжатия использованного воздуха от предыдущего воздействия. Для этого устройство снабжено гидро- и пневмооборудованием высокого давления, быстросрабатывающими клапанами, уплотнительными элементами, требующими квалифицированного обслуживания. Кроме того, устройство недолговечно вследствие больших перегрузок, возникающих в ударнике в момент встречи с грунтом. Наиболее близким техническим решением является пневматический наземный импульсный источник упругих колебаний [2] содержащий образующие рабочую и демпферную полости гильзу с днищем, центральный шток и поршень, в котором размещен пневматический излучатель, и выхлопные отверстия, выполненные в гильзе и на нижнем торце поршня. Внутренний объем гильзы разделен поршнем на две полости: нижнюю - рабочую, образованную гильзой и нижним торцем поршня, и верхнюю демпферную, образованную центральным штоком и стенкой поршня, в которой находится сжатый воздух для предварительного поджатия поршня к днищу гильзы. Для производства воздействия рабочая камера устанавливается днищем гильзы на грунт. По сигналу от сейсмостанции пневматический излучатель производит выхлоп сжатого воздуха в рабочую полость. Сжатый воздух, расширяясь в рабочей полости, передает импульс давления через днище гильзы грунту, а поршень в это время перемещается вверх и, пройдя заданный путь, открывает выхлопные отверстия в боковой стенке гильзы, через которые избыток сжатого воздуха сбрасывается в атмосферу. Расположение пневматического излучателя в центральной части поршня приводит к сосредоточению сил, действующих на днище гильзы, а также в центральной ее части. Это ухудшает условия нагрузки днища гильзы и требует увеличения ее толщины, что отрицательно сказывается на интенсивности возбуждаемых колебаний. Расположение выхлопных отверстий в боковой стенке гильзы и их открытие только после прохождения поршнем определенного пути также неблагоприятно сказывается на интенсивности воздействия, так как не учитывает постоянно изменяющиеся механические свойства грунта и приводит ток неоправданной задержке, то к преждевременному открытию выхлопных отверстий. Целью изобретения является повышение интенсивности воздействия за счет более равномерного распределения нагрузки на днище гильзы. Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом наземном импульсном источнике упругих колебаний, содержащем образующие рабочую и демпферную полости гильзу с днищем, центральный шток и поршень, в котором размещен пневматический излучатель, и выхлопные отверстия, выполненные в гильзе и на нижнем торце поршня, в поршне размещен по меньшей мере один дополнительный пневматический излучатель, причем все излучатели равномерно распределены по периферии торца поршня, а выхлопные отверстия гильзы выполнены в центральной части днища и перекрыты диском, размещенным снаружи днища и связанным с центральным штоком посредством стержня, установленного с возможностью перемещения относительно центрального штока. Расположение пневматических излучателей по периферии поршня и равномерное рассредоточение их в теле поршня обеспечивает более равномерную нагрузку на днище гильзы при выхлопе сжатого воздуха одновременно из всех излучателей. Размещение диска и выхлопных отверстий в центральной части днища гильзы и открытие выхлопных отверстий при отрыве рабочей камеры от грунта обеспечивают разгрузку от избыточного давления полости между поршнем и днищем гильзы сразу же после прекращения воздействия на грунт независимо от механических свойств грунта. На фиг. 1 схематически изображен источник упругих колебаний при размещении его на поверхности грунта в момент перед выхлопом сжатого воздуха; на фиг. 2 то же, после выхлопа сжатого воздуха в процессе отката, когда днище гильзы оторвалось от поверхности грунта. Пневматический наземный импульсный источник упругих колебаний содержит гильзу 1 с днищем, центральный шток 2, поршень 3, два или более пневматических излучателей 4, по меньшей мере один из которых является дополнительным, с штоками 5, управляющими выхлопом сжатого воздуха из излучателей 4, диск 6, размещенный снаружи гильзы и закрывающий выхлопные отверстия 7 в центральной части днища гильзы. Диск 6 связан с центральным штоком посредством стержня 8, установленным с возможностью перемещения относительно центрального штока. Для производства выхлопа из пневматического излучателя шток 5 по электрическому сигналу выдвигается в полость 9. Центральный шток 2 образует с поршнем 3 демпферную полость 10. Под действием давления в этой полости поршень 3 прижимается к днищу гильзы. Сжатый воздух в демпферную полость подводится под давлением порядка 5 ат по рукаву 11, а в пневматический излучатель под давлением порядка 150 ат по рукаву 12. Управление моментом выхлопа производится путем подачи импульса тока на запускающие электропневмоклапаны пневматических излучателей по кабелю 13. Предложенный источник работает следующим образом. Рабочая камера, установленная в направляющем устройстве транспортной базы с помощью гидроцилиндров, опускается на грунт. Диск 6 прижимается поверхностью грунта к днищу гильзы 1 и закрывает выхлопные отверстия 7 в центральной части днища гильзы. После подачи сигнала по кабелю 13 штоки 5 пневматических излучателей 4 открывают выход из полостей 14, заполненных сжатым воздухом под давлением 150 ат. Сжатый воздух по стреле 15 (фиг.2) истекает в полость 9 между поршнем 3 и днищем гильзы 1. Сжатый воздух через днище гильзы воздействует на грунт и одновременно подбрасывает поршень 3 вверх. При откате вверх поршень 3 после сжатия воздуха в демпферной полости 10 увлекает за собой и гильзу 1. В момент отрыва гильзы 1 от грунта, когда давление гильзы на грунт прекращается, диск 6 открывает выхлопные отверстия 7 в днище гильзы, и избыток сжатого воздуха из полости 9 сбрасывается в атмосферу, после чего поршень 3 под действием давления в демпферной полости 10 вновь прижимается к дну гильзы 1. Источник плавно возвращается на грунт и после заполнения пневматических излучателей новой порцией сжатого воздуха вновь готов к воздействию. Равномерное распределение в теле поршня нескольких пневматических излучателей и размещение в днище гильзы выхлопных отверстий и диска, открывающего эти отверстия после прекращение воздействия на грунт, позволяют повысить интенсивность воздействия за счет облегчения гильзы рабочей камеры.
Формула изобретения
Пневматический наземный импульсный источник упругих колебаний, содержащий образующие рабочую и демпферную полости гильзу с днищем, центральный шток и поршень, в котором размещен пневматический излучатель, и выхлопные отверстия, выполненные в гильзе и на нижнем торце поршня, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности воздействия за счет более равномерного распределения нагрузки на днище гильзы, в поршне размещен по меньшей мере один дополнительный пневматический излучатель, причем все излучатели равномерно распределены по периферии торца поршня, а выхлопные отверстия гильзы выполнены в центральной части днища и перекрыты диском, размещенным снаружи днища и связанным с центральным штоком посредством стержня, установленного с возможностью перемещения относительно центрального штока.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2MM4A 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
