Пневматический источник сейсмических сигналов

 

«. У с,"- тч с с1. (i »656009

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 30, 12.76 (21) 2435866/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.79.Бюллетень № 13

Союз Советских

Сощменмстнческнх

Республик (51) М. Кл.

Cj 01 Ч 1/02

Гасударстеенннгй нвмнтет

СССР пе делам нзабретеннй н еткрьитнй (53) УДК 550.834

{ 088.8) пата опубликования от1исания 09,04.79 (72) Авторы М. И. Балашканд, Г. С. Евдокимов, М. С. Кашевпч, изобретения Ю. Б. Сапсовяч, О. Л. Чен н Л. В. Михеева

Раменское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК

СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к геофизическим приборам, в которых используется выхлоп сжатого до высокого давления газа для возбуждения упругих колебаний при проведении сейсморвзведочных работ.

Известны пневматические источники 5 сейсмических сигналов, имеюшие камеры высокого давления, подвижный поршень и электропневмоклвпан (11

Эффективность источника определяется амплитудой возбуждаемого сигнала. Наибо- П лее интенсивный рост амплитуды сигнала без изменения его спектральных характеристик достигается при группнроввнин источников.

Так, например, в пневматическом источнике используется группа из десяти пневмокамер, каждая нз которых имеет свой звпускаюший элекгроцневмоклапан (2) . Эффективность источника определяется взаимной синхронностью моментов с раба ты вани я пне ям окаме р.

B процессе эксплуагв.гни источника происходит постепенная расстройка синхронностн срабатывания отдельных пневмокамер н амплитуда суммарного сигнала снижается. Возникаег необходпмосгь периодической стендовой настройки запуск юшнх элекгропневмоклвпанов. Наличие у каждой пневмоквмеры отдельного звпусквюшего электропневмоклвпанв гребуе т соотве гствуюшего кол нчес гва электрических кабелей, что увелнчиввег вероятность их повреждения и прекрашения работы отдельных камер.

Наиболее близким по технической сушносги является пневматический источник сейсмических сигналов, состояший из запускающего злектропневмоклапана и корпусов пневмокамер, содержащих подвнжньте выдвигаюшяеся поршни с выхлопными ог- юрстиями и штоки, обеспечяваюпгие передачу движения одного поршня всем остальным при срабатывании элекгропневмоклвпанв головной пневмоквмеры (31

Однако, пневматический источник облвдаег следуюгпими недостатками.

656009

Размещение нескольких поршней на общем штоке хотя и обеспечивает синхронное открытие нескольких отверстий в общем корпусе излучателя, но одновременно выдвигает жесткие требования к соос«ос- 5 ти посадочных и уплогняюших поверхностей указанных поршней. Эти требования ограничивают как количество одновременно открываемых выхлопных отверстий, так и расстояние между ними. При уменьшении тд расстояния между группируемыми излучателями (выхлопными окнами) ниже определенной величины наблюдается снижение суммарного акустического сигнала, что вызвано взаимным влиянием излучателей 3$ друг на друга. Так, например, для излучаям гелей с объемом камеры 3 дм при давлекiс нии сжатого воздуха 100-" — это расстосм янке сос тавляе т - О, 6 м. При изменении объема камеры это пассгояние изменяется прямо пропорционально корню кубическому из объема камеры. При группировании, например четырех пневмокамер объемом по

3 дм цля обеспечения высокой эффективности группирования общая длина корпуса камеры и штока с поршнями должна составлять около грех метров. Изготовление такого единого штока с поршнями и общего корпуса нецелесообразно.

ЗО

Кроме того, при эксплуатации такого длинного излучателя может происходить ! нарушение соосности посадочных соединений поршней в результате искривления оси камеры при буксировке или при спуске— подьеме эа борт судна. Последнее будет приводить к быстрому износу и повреждению изпуча тела.

Цель предлагаемого изобре гения — повышение интенсивности суммарного излу- 40 чаемого сейсмического сигнала за счет обеспечения возможности группирования большого количества пневмокамер.

Йля этого корпуса пневмокамер соединены между собой последовательно полым. и переходниками с выхлопными окнами, а штоки расположены в центральной части переходников между. поршнями смежных камер. Кроме того, штоки своими концами свободно упираются в торцы смежных порш- ц ней для передачи осевого движения.

На фиг. 1 изображен предлагаемый пневматический ис гочник сейсмических сигналов при закрытых выхлопных отверстиях; на фиг. 2 — источник показан в момент выхлопа, когда поршни выдвинуты из корпусов пневмокамер.

Предлагаемый пневматический источник состоит из головной пневмокамеры 1, имеющей запускающий элекгропневмоклапан 2 и нескольких пассивных пневмокамер 3 без запускающего электропневмоклапана, соединенных между собой переходниками

4 и штоками 5. Головная пневмокамера

1 состоиr из корпуса 6, поршня 7, корпуса 8 запускающего элекгропневмоклапана, фланца S, катушки 10, якоря 11, пружины

12, клапана 13, резинового обратного клапана 14, уплогнигельных резиновых и фторопласговых колец 15, 16, 17, 18.

Пассивная пневмокамера 3 состоит из корпуса 19, поршня 20 и уплотнительных колец 14, 15, 16, 1 7, 18, 21.

Сжатый воздух под высоким давлением (150 кгс/см ) подается в камеры по обшему рукаву 22, имеющему отводы 23 к каждой пневмокамере.

Под действием давления сжатого воздуха в полости 24 иэ плечиков Д вЂ” Д поршни всех камер цоднимаюгся в крайнее верхнее положение (фиг. 2). При обесточенной катушке 10 клапан 13 закрывает центральный канал 25 поршня 7 головной пневмокамеры 1, а обратные клапаны 14 сбрасываюг избыточное давление в объемах 26. над верхней торце вой поверхностью поршней 7 и 20, пото му все поршни остаются в крайнем верхнем положении. Через радиальное отверстие д.(в боковой стенке поршней происходит заполнение сжатым воздухом внутренних полостей 24 поршней и камер 27.

Через наклочные каналы 28 сжатый воздух попадаег и в полость 29. Размеры подвижных уплогнигельных соединений выбраны таким образом, что б = 34 >ф . поэтому после выравнивания давлений в полостях 24, 27, 29 поршень. 7 удерживается в крайнем верхнем положении лишь незначительным усилием, равным произведению давления воздуха на плоадь пле "к бг 4 Д"я о ушес вления выхлопа по сигналу от сейсмической регистрирующей аппаратуры на обмотку катушки 10 электропневмоклапана 2 подается импульс гока длительностью 10+20 миллисекунд. При этом якорь 11 прижимается к фланцу 9 и тянег за собой клапан 13, открывая центральный канал 25 в поршне 7. Через канал 25 сжатый воздух попадаег в полость 26 над поршнем под действием давления воздуха на всю торцевую поверхность поршня диаметром Д, причем последний начинаег двигаться вниз.

Одновременно через штоки 5 движение поршня головной камеры передаегся поршням всех остальных нневмокамер. По мере продвижения поршней вниз кольца 15 выходят из запепления с кбрпусами пневмокамер и в объемы 26 над поршнями начинаег поступать сжатый воздух через наклонные каналы 28. Резко повышается давление в объемах 26 над всеми поршнями. Хвостовые части поршней выходят из зацепления с кольцом 18, открываются выхлопные окна 29 и сжатый воздух выпускается (по направлению 30) в окрущающую среду (фиг. 2). После выхлопа сжатого воздуха из внутренних полостей камер 27поршни 7 и 20 под действием давления воздуха за плечико с1 - Д„. в полости 24 возвращаются и

Крайнее верхнее положение, и через огверстие Д в боковой стенке поршня происходит заполнение внутренних полостей пчевмокамер 27. Излучатель снова готов к выхлопу (фиг. 1).

Ис поль зова ние жес гкого соединения пневмокамер в линейную группу с помощью полых переходников с выхлопными окнами и передачи движения поршня головной ка25 меры через штоки всем остальным поршням,позволяе т обеспечи ть принудительную синхронизацию моментов выхлопа из всей группы пневмокамер.

36

Предлагаемая конструкция группового источника излучателя обеспечивает надежную синхронизацию моментов выхлопов отдельных камер и стабильную форму суммарного сейсмического сигнала. Кроме гого, 3% упрощается управление срабатыванием группой пневмокаме р, так как соабатывание группового пневматического излучателя происходит от одного запускающего элекгропневмоклапана.

Предлагаемый пневматический источник сейсмического сигнала позволяе г группировать достаточно большое количество пневмокамер 3 с сохранением оптимального шага группирования. Последнее достигаетcs за счет того, что корпуса отдельных пневмокамер 6 и 19 соединяются между собой полыми переходниками 4 необходимой длины, и между поршнями смежных камер установлены штоки 5, жестко несвязанные с указанными поршнями и передающими только осевое движение поршня головной камеры всем остальным. Соединение большого количества таких камер (8-10 шт. и более), как показал опыт их эксплуатации, хотя и приводит к заметному искривлению общей оси соединяемых камер, однако, не нарушает их работоспособности, так как промежуточные штоки

5 и переходники 4 частично выполняют роль шарнирных соединений и компенсируют несовпадение осей смежных камер.

Формула изобре тенин

1. Пневматический источник сейсмических си налов, состоящий из запускающего элекгропневмоклапана и корпусов пневмокамер, содержащих подвижные выдвигвющиеся поршни с выхлопными отверстиями и штоки, обеспечивающие передачу движения одного поршня всем остальным при срабатывании электропневмоклапана головной пневмокамеры, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения интенсивности суммарного излучаемого сейсмического сигнала, корпуса пневмокамер соединены между собой последовательно полыми цереходниками с выхлопными окнами, а штоки расположены в центральной части переходников между поршнями смежных камер.

2. Устройство по и. l, о г л и ч а ющ е е с я тем, что ш,токи своими концами свободно упираются в горцы смежных поршней для передачи осевого движения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 438961, кл. g 01 V 1t02, 1975, 2. Ловля С. A. и др. Взрывное дело, М., Недра", 1976, с. 188.

3. Патент США ¹ 3.805.914, кл. 1 8 1-5, 1 974.