Устройство для возбуждения сейсмических колебаний

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 V 1/135

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

10

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4813579/25 (22) 13.04.90 (46) 23.04.92. Бюл. ¹ 15 (71) Инженерно-технический центр "Силовые импульсные системы" при Московском геологоразведочном институте им. Серго

Орджоникидзе (72) Е.Г.Фонберштейн, С.П.Экомасов, О.Е,Дерябин, С,А,Федосов, Д.Ю.Михайловский, В.Я.Шаев и О.А.Ехлаков (53) 550,83 (088,8) (56) Шнеерсон M.Á. и др. Наземная сейсморазведка с невзрывными источниками колебаний, М.: Недра, с.85.

Авторское свидетельство СССР

¹1542264,,кл. G 01 \/ 1/133, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ДЛ Я ВОЗБУЖДЕНИЯ

СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

SU 1728820A1 (57) Изобретение относится к сейсморазведке, а именно к устройствам для возбуждения сейсмических колебаний. Цель— повышение сейсмической эффективности путем уменьшения времени срабатывания и обогащения спектра частот генерируемых колебаний высокочастотными составляющими. В устройстве верхний торец ступенчатого штока 9 снабжен плавающим седлом

10 грибовидной формы и ножкой, пропущенной в полости ступенчатого штока 9 и снабженный ограничителем 11 хода и уплотнительным элементом 12. При этом для разгерметизации пневмозахватного устройства необходимо меньшее давление сжатого воздуха, а также меньшее время осуществления этой операции, 2 ил.

1728820

15

25

40

Изобретение относится к сейсморазведке, а именно к устройствам для возбуждения сейсмических колебаний.

Известно устройство для возбуждения сейсмических колебаний, включающее гильзу со штоком, размещенным в центральном канале поршня, образующего с гильзой рабочую камеру и демпферную полость. Импульс давления в рабочей камере устройства формируется за счет выхлопа в нее порции воздуха, сжатого до давления

15,0-16,0 МПа. В результате в рабочей камере давление воздуха мгновенно поднимается от 0 до 3,5 — 4,0 МПа. Гильза при этом воздействует на грунт, генерируя в нем сейсмическую волну, а поршень при этом откатывается вверх, Недостатком этого устройства я вля ются значительные эксплуатационные затраты, связанные с использованием имеющего низкий КПД и дорогостоящего компрессора высокого давления для образования рабочего тела — сжатого воздуха, который после реализации силового импульса полностью выбрасывается в атмосферу.

Наиболее близким техническим решением является устройство для возбуждения сейсмических колебаний, содержащее цилиндрический корпус, снабженный перегородкой с центральным каналом, образующий с ним верхнюю полость, оборудованную поршнем с цилиндрическим штоком, нижний торец которого снабжен

/ круглой плитой с кольцевым седлом, и нижнюю полость, в которой расположен ступенчатый шток, нижний торец которого оборудован рабочей плитой.

Недостатком конструкции этого устройства является то, что для осуществления рабочего воздействия необходимо создать значительную по амплитуде силу, обеспечивающую разгерметизацию пневмозахватного устройства (камеры подрыва), образованного совокупностью круглой плитой и верхним торцом ступенчатого штока.

Одной из составляющих силы, которую необходимо преодолеть при разрыве пневмозахватного устройства, является сила, определяемая реактивной массой устройства, которая может достигать больших значений. Поэтому требуется достаточно длительное время заполнения камеры подрыва для достижения необходимого давления в ней, что, в свою очередь, снижает быстродействие срабатывания пневмозахватного устройства при подрыве. Это приводит к увеличению низкочастотных составляющих в спектре частот, генерируемых устройством колебаний, ввиду снижения скорости нагружения рабочей плиты, определяемой временем разгерметизации пневмозахватного устройства,и снижению стабильности времени срабатывания камеры. Последнее не позволяет работать в режимах накопления и группирования.

Цель изобретения — повышение сейсмической эффективности путем уменьшения времени срабатывания и обогащения спектра частот генерируемых колебаний высокочастотными составляющими.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для возбуждения сейсмических колебаний, содержащем цилиндрический корпус, снабженный перегородкой с центральным каналом, образующей с корпусом верхнюю полость, оборудованную поршнем с цилиндрическим штоком, нижний торец которого снабжен круглой плитой с кольцевым седлом, и нижнюю полость, в которой размещен полый ступенчатый шток с рабочей плитой на нижнем торце, образующий с нижней крышкой демпферную полость, верхний торец полого ступенчатого штока снабжен плавающим седлом грибовидной формы и ножкой, пропущенной через центральный канал в полость ступенчатого штока и снабженный ограничителем хода, установленным внутри полого ступенчатого штока, на верхнем торце которого выполнена проточка, сопряженная с ответной расточкой, выполненной на нижнем торце плавающегоо седла, при этом диаметр расточки меньше внешнего диаметра демпферной полости.

На фиг, 1 показано устройство в исходном положении; на фиг, 2 — то же, в момент готовности для реализации силового импульса, Устройство включает корпус 1 с верхней

2 и нижней 3 крышками, перегородку 4, разделяющую корпус 1 на нижнюю полость 5 и верхнюю полость, которая, в свою очередь, разделена поршнем 6 на полости 7 и 8. В полость 5 входит ступенчатый шток 9, который снабжен плавающим седлом 10 с ограничителем 11 хода и уплотнительным элементом 12, а также рабочей плитой 13 на нижнем торце, Поршень 6 жестко связан со штоком 14, нижний торец которого оборудован круглой плитой 15 с кольцевым седлом, содержащей уплотнительный элемент 16 и тарелку 17. Канал 18 соединяет камеру 19 подрыва через электроуправляемый подрывной клапан 20 с полостью 5 или через электроуправляемый сбросный клапан 21 с пневмосистемой устройства (не показан).

Нижняя крышка 3 и ступенчагый шток 9 образуют демпферную полость 22, соединенную каналом 23 с пневмосистемой. По1728820

55 ласти 7 и 8 соединены каналами 24 и 25 с гидросистемой (не показана) устройства, а полость 5 — каналом 26 с пневмосистемой.

Внешний диаметр полости 22 больше диаметра расточки в торце плавающего седла 10, Устройство работает следующим образом, После установки устройства на грунт подается команда с пульта управления (не показан) и воздух от пневмосистемы под давлением по каналу 23 поступает в демпферную полость 22. При этом под действием давления воздуха ступенчатый шток 9 поднимается относительно корпуса 1. Производится подача по каналу 26 сжатого до необходимого расчетного давления воздуха в полость 5. Под действием сжатого воздуха ступенчатый шток 9 опускается, а в демпферной полости 22 давление повышается. Затем производится подача рабочей жидкости по каналу 24 в полость 7, под давлением которой поршень 6 и жестко связанная с ним через шток 14 круглая плита

15 опускаются. Как только происходит контакт уплотнительного элемента 16 с верхним торцом плавающего седла 10, т.е. образуется камера 19 подрыва, подача рабочей жидкости прекращается. По команде с пульта управления сигнал подается на сбросный клапан 21, который соединяет камеру 19 подрыва через канал 18 с атмосферой. Тем самым сжатый воздух из камеры 19 удален — происходит п невмозахват, образуя жесткую цепочку поршень 6 — шток 14— плита 15 — плавающее седло 10.

Рабочая жидкость из гидросистемы по каналу 25 подается в полость 8, а канал 22 соединяется со сливом, Под действием давления рабочей жидкости поршень 6, а вместе с ним образовавшаяся жесткая цепочка

6 — 14 — 15 — 10 перемещаются вверх. После выбора заданного зазора между ограничителем 11 хода и верхней стенкой ступенчатого штока 9 начинает перемещаться вверх ступенчатый шток 9. При перемещении происходит дополнительное сжатие воздуха в полости 5. По достижении в полости 5 необходимого давления подается сигнал на подрывной клапан 20, соединяющий камеру 19 подрыва с полостью 5 и одновременно сигнал на прекращение подачи рабочейжидкости на гидросистемы в полость 8. Под давлением сжатого воздуха происходит резкая разгерметизация пневмозахвата, которая осуществляется путем перемещения плавающего седла 10 относительно ступенчатого штока 9. Вследствие разгерметизации пневмозахвата сжатый воздух, действующий на торцовую площадь перегородки 4 корпуса 1, откатывается вверх, а ступенчатый шток 9, жестко соединенный с рабочей плитой 13, наносит удар по грунту.

После того, как уравняются силы от действия сжатого воздуха в полости 5 и демпферной полости 22, шток 9 с рабочей плитой 13 отрывается от грунта и некоторое время движется вместе с корпусом вверх. Цикл может быть повторен с момента подачи рабочей жидкости в канал 24.

Таким образом, при использовании в пневмозахвате плавающего седла достигается возможность уменьшить усилие, необходимое для разгерметизации пневмозахвата, при одновременной стабилизации и уменьшении времени на осуществление этой операции. Вследствие этого обеспечивается обогащение спектра частот генерируемых колебаний высокочастотными составляющими, что, в свою очередь, повышает сейсмическую эффективность источника колебаний.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения сейсмических колебаний, содержащее цилиндрический корпус, снабженный перегородкой с центральным каналом, образующий с корпусом верхнюю полость, оборудованную поршнем с цилиндрическим штоком, нижний торец которого снабжен круглой плитой с кольцевым седлом, и нижнюю полость, в которой размещен полый ступенчатый шток с рабочей плитой на нижнем торце, образующей с нижней крышкой демпферную полость,отличаю ще еся тем,что,с целью повышения сейсмической эффективности за счет уменьшения времени срабатывания и обогащения спектра частот генерируемых колебаний высокочастотными составляющими, верхний торец полого ступенчатого штока снабжен плавающим седлом грибовидной формы и ножкой, пропущенной через центральный канал в полость ступенчатого штока и снабженной ограничителем хода, установленным внутри полого ступенчатого штока, на верхнем торце которого выполнена проточка, сопряженная с ответной расточкой, выполненной на нижнем торце плавающего седла, при этом диаметр расточки меньше внешнего диаметра демпферной полости.

1728820

Составитель Н. Чихладзе

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор А. Козориз

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

Заказ 1407 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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