Шланговое буксируемое сейсмоакустическое приемное устройство

 

Изобретение относится к сейсморазведке, в частности к ее высокочастотной модификации - сейсмоакустике, и предназначено для приема сейсмоакустических сигналов. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости приемного устройства при буксировке его в условиях морского волнения. Это достигается за счет стабилизации волнового поля полезных отраженных сигналов и волн-спутников вне зависимости от изменения глубины буксировки. Между сейсмоприемниками и верхней частью шланга по его образующей в угловом секторе не более 180° размещен экран из акустически отражающего материала, например пористой резины. Сейсмоприемники расположены на расстоянии не более четверти длины волны от экрана. Стабилизатор жестко связан с экраном через устройство поворота и фиксации. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 Ч 1/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Щц, „:-Н A ВТОРСЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4345723/24-25 (22) 23,11.87 (46) 07,03,90. Бюл, У 9 (71) Всесоюзное морское научно-производственное объединение "Союзморинжгеология" (72) В,Л.Дьячков и В.А.Черемных (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1125574, кл. G 01 |I 1/38, 1984, Лунарский Г.И. Пьезокоса для сейсмопрофилироваиия. — М.: ВИНИТИ, Ф 832 75,Деп., 1975, с. 15. (54) ШЛАНГОВОЕ БУКСИРУЕМОЕ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к сейсморазведке, в.частности к ее высокочас" тотной модификации — сейсмоакустике, Изобретение относится к морской сейсморазведке, в частности к ее высокочастотной модификации - сейсмоакустике, и предназначено для приема сейсмических сигналов, используемых для излучения строения поддонных осадков, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости приемного устройства при буксировке его в условиях морского волнения за счет стабилизации волнового поля полезных отраженных сигналов и волн-спутников вне зависимости от измерений глубины буксировки, На фиг.1 изображено буксируемое сейсмоакустическое приемное устройст-, во; на фиг„2 †разрез А-А на фиг,1, „Л0 1548761 А М

2 и предназначено для приема сейсмоакустических сигналов. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости приемного устройства при буксировке

его в условиях морского волнения.

Это достигается за счет стабилизации волнового поля полезных отраженных сигналов и волн-спутников вне зависимости от изменения глубины буксировки, Между сейсмоприемниками и верхней частью шланга по его образующей в угловом секторе не более 180 размещен о экран иэ акустически отражающего материала, например пористой резины. Сейсмоприемники расположены на расстоянии не более четверти длины волны Ф

И от экрана. Стабилизатор жестко связан с экраном через устройство поворота и фиксации. 2 ил.

С:

Устройство содержит электрический разъем 1, соединительный кабель 2, переднюю 3 и заднюю 4 пробки, сейсмоприемники 5 давления, соедйнительные провода 6, акустически прозрачный шланг 7, акустический экран 8 — отражатель, жесткий хвостовой стабилизатор 9, узел !О поворота и фиксации стабилизатора в заданном положении, Причем наполнитель 11 выполнен в виде нетекучего эластичного акустически прозрачного материала, Акустический экран 8 расположен в верхней части шланга 7 в пределах не более половины площади его поверхности и экранирует сейсмоприемиики

5 давления от сигналов, приходящих

1548761 сверху, хвостовой стабилизатор 9 ста" билизирует движение приемного устройства в горизонтальной и вертикальной, плоскостях, а также поддерживает его 5 в положении экраном В.вверх, т.е, предотвращает вращение приемного устройства вокруг продольной оси и в результате ориентирует экран 8 в направлении прихода волн-спутников от поверхности вода - воздух.

Устройство выполнено следующим образом, Электрический разъем 1, кабель 2, сейсмоприеиники 5 давления, акустически прозрачный шланг 7 и соедини1 тельные провода 6 могут быть любого типа, Передняя пробк 3 может быть резиновой, пластмассовой или металлической. Она должна иметь отверстие щ

1 для ввода кабеля и приспособления„

1 удерживающие кабель и шланг при буксировке, например зажимную гайку и хомут, но при этом от нее не требуется обеспечения герметичности, Задняя 25 пробка 4 может быть„например, металлической или пластмассовой, при этом второй материал предпочтителен, как более устойчивый к воздействию морской воды, Задняя пробка 4 имеет приспособление для крепления стабилизатора, обеспечивающее поворачивание стабилизатора вокруг продольной оси, Таким приспособлением может быть, "например, продольное отверстие с резь-3 бой, в которое ввинчивается носовая шпилька стабилизатора 9.

Узел 10 поворота и фиксации стабилизатора в заданном положении может 10 быть выполнен, например, в виде контргайки, навинченной на носовую шпильку стабилизатора 9. Хвостовой стабилизатор 9 может быть любой жесткой конструкции, обеспечивающей стабильность движения приемного устройства в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также предотвращающий вращения приемного устройства вокруг продольной оси, Стабилизатор может быть выпал нен, например„ в виде трехперьевого хвостового оперения, при этом два пе" ра его расположены в горизонтальной плоскости или отклонены от нее в одну сторону на угол до 30, а третье перо расположено в вертикальной плоскости, Расчет и конструктивное исполнение таких стабилизаторов известны из . ОснОв ГидрО и аэродинамики

Стабилизатор 9 имеет приспособление для соединения его с задней пробкой 4. Конструкция приспособления должна обеспечивать возможность изменения при необходимости положения стабилизатора относительно собственно приемного устройства, т,е, поворота его вокруг продольной оси целью его более оптимальной установки (компенсации неточностей изготовления самого стабилизатора и отклонений от прямолинейности и цилиндричности шланга, возникающих при хранении и транспортировке приемного устройства), Наиболее простым и надежным вариантом приспособления для присоединения является резьбовая шпилька, при" крепленная в носовой части стабилизатора вдоль продольной оси приемного устройства, ввинчивающаяся при сборке приемного устройства в хвостовую пробку 4 и стопорящаяся в нужном положении контргайкой узла 10 поворота и фиксации стабилизатора„

Экран 8 может быть выполнен, например, в виде листа пористой резины или паролона. Толщина его зависит от пористости резины и требуемого подавления сигналов, пришедших с верхнего направления (волны-спутника) и лежит в пределах 3-20 мм, Оптимальной толщиной является 5-6 мм, Ширина экрана также выбирается из требуемого подавления, при этом ее величина не должна превышать половины длины окружности оболочки шланга, Выбранные геометрические параметры экрана обеспечивают оптимальные условия для ослабления помехи От волн-спутников; при больших размерах экрана 8 наблюдаются явления дифракции„ При минимальном размере экрана потери чувствительности приемного устройства (уменьшения амплитуды..сигналов) практически не происходит, при максимальном - уменьшение достигает 50Х (уменьшение чувствительности легко компенсируется увеличением количества сейсмоприемников), Укаэанная ширина экрана при толщине его 5-6 мм обеспечивает подавление волны-спутника на

6-20 дБ (по давлению), т.е. до 10 раз, что вполне приемлемо для изучения геологического строения осадков, Сейсмоприемники 5 могут быть выполнены в виде любых датчиков давления, преобразующих сигналы давления

5,15487 акустического диапазона частот в электрические, например в виде гидрофонов или пьезосейсмоприемников. Сей1 смоприемники располагаются симметрич5 но относительно продольной оси экрана, т.е. под его серединой, при этом расстояние от экрана до сейсмоприемников не должно превьппать 1/4 длины волны акустических сигналов, что позволяет минимизировать искажения полезного сигнала, Сейсмоприемники могут быть

l расположены вплотную к экрану, при этом подавление сигналов сверху (волны-спутника) и ширина полосы принимаемых частот становятся максимальными, но количество сейсмоприемников для сохранения чувствительности должно быть удвоено, В качестве заполнителя ) использу- 20 ют жидкость, становящуюся твердоэластичной после создания определенных условий и обладающая при этом акустическими свойствами, близкими к свойствам воды, т.е. акустическая жест- 25 кость которой близка к акустической жесткости воды, B качестве заполнителя 1 может использоваться, например, кремнийорганический каучук "Виксинг

ПК-68" (с соответствующим отвердите- 30 лем), При этом "Виксинг", смешанный с отвердителем, .заливается в приемное устройство через одну из пробок в виде жидкости, а через некоторое в время становится твердоэластичной

35 прозрачной каучуковой массой, При этом заполнитель выполняет основную свою функцию . — передачу акустической волны из водной среды к сейсмоприемникам, одновременно герметизи- 40 рует приемное устройство и фиксирует сейсмоприемники, т.е, предотвращает их перемещение относительно экрана и шланга, Устройство работает следующим образомм.

Стабилизатор 9 устанавливается в положение, при котором по расчету приемное устройство должно двигаться экраном 8 вверх и стопориться, контргайкой узла 10 поворота и фиксации стабилизатора, Разъем 1 подключается к регистрирующей аппаратуре, приемное устройство на ходу опускается за борт и IlpoaepsloTcH форма и амплитуда сигналов, Приемное устройство поднимается на борт, стабилизатор 9 поворачивается на определенный (530 ) угол вокруг продольной оси и

61 6 проверяется изменение формы и амплитуды сигналов, Проверка повторяется при повороте стабилизатора на этот же угол, но в обратную сторону. Сопоставление результатов позволяет определить оптимальное положение стабилизатора, Далее приемное устройство опускается на кабеле на нужную длину в ра6о чее положение так, чтобы оно находилось в зоне наименьших шумов (обычно 30-50 м за судном и в стороне от кальватерной струи)

Отраженные дном и поддонными горизонтами сигналы подходят в виде волн давления к приемному устройству снизу, воздействуют на шланг 7, через него на заполнитель 1 и через заполнитель на сейсмоприемники 5, Распространяясь дальше,,волна достигает экрана 8, при этом часть ее энергии отражается от него и возвращается к сей смоприемникам в виде "искусственной" ( волны-спутника, суммируясь с прямой волной, Суммирование вызывает изменение амплитуды и формы прямой волны, но поскольку расстояние между сейсмоприемниками 5 и экраном 8 остается постоянным, то и изменения остаются постояннъ ми, то есть их можно учесть при последующей обработке, Распространяясь дальше, прямая волна достигает поверхности воды и переотражается ею. Когда переотраженная поверхностью воды волна (естественная" волна-спутник) достигает приемного устройства, часть ее энергии отражается экраном 8, ориентированным в направлении ее прихода вверх, воздействие волны на сейсмоприемники по отношению к этой волне оказываются в "тени экрана". Поскольку в шланговых приемных устройствах поперечный размер экрана не велик (40-50 мм) и даже в сейсмоакустическом диапазоне частот меньше половины длины волны, то получить подавление переотраженной волны больше чем в 10 раз затруднительно, однако даже при таком подавлении пере-. отраженные сигналъi (волна-спутник) оказьваются за пределами динамического диапазона регистрации и обеспечивают необходимую помехоустойчивость приемного устройства, Таким образом, амплитуда и форма выходных сигналов приемного устройства при буксировке его в приповерхност"

1548761

Составитель В.Ищенко бога

Редактор А.Мотыль Техред H,Õoäàíè÷ Корректор M.Ïîæî

Тираж 414

Подписное

Заказ 140

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раупская наб,, д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ной зоне (в зоне давления) становятся независимыми от глубины его погружения под поверхность, т,е, отпадает нпдобность в его строгом согласовании о глубине, что расширяет применимость иемного устройства по гидрометеороогическим условиям, Работоспособность и величины указан>х параметров приемного устройства становлены полуэмпирически и подтвержены испытаниями экспериментальных опытных образцов, Применение предлагаемого устройста позволяет сократить простои геофи" 1g ических судов, связанные с наличием олнения,моря, а также дополнительным ффектом является упрощение конструкии приемного устройства, так как отадает необходимость в обеспечении ерметичности конструкции кабельного вода и места соединения пробок со ангом, а также необходимость в устойствах для фиксации сейсмоприемниов, предотвращающих стук сейсмопримников о шланг во время буксировки. ополнительным эффектом является таке устранение угрозы загрязнения окруающей среды, происходящего при порыве шланга с жидким заполнителем, ЗО

Формула изобретения

Шланговое буксируемое сейсмоакустическое приемное устройство, содержащее буксирный кабель с электрическим разъемом на одном конце, акустически прозрачный шланг, внутри которого помещены сейсмопрнемники давления, соединенные между собой и с кабелем соединительными проводами, а внутренний объем которого заполнен акустически прозрачным заполнителем, переднюю и заднюю пробки, закрывающие концы шланга и хвостовой стабилизатор, причем кабель введен в шланг через переднюю пробку, а стабилизатор прикреплен к задней, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости приемного устройства при буксировке его в условиях морского волнения за счет стабилизации волнового поля полезных отраженных сигналов и волн-спутников . вне зависимости от изменений глубины буксировки, между сейсмоприемниками и верхней частью шланга в угловом сек" торе не более 180 размещен экран из" акустически отражающего материала, например пористой резины, при этом шланг заполнен твердоэластичным заполнителем, а сейсмоприемники расположены от экрана на расстоянии не более четверти длины волны излучаемых сигналов, а стабилизатор жестко связан с экраном.