Устройство для генерирования акустических импульсов в жидкой среде

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 858580 (61) Дополнительный к патенту (51) М. Кл.

G 0 V 1/02 (22) Заявлено 1б. 04. 76 (21) 2345908/18-25 (32) 18 04.75

18.04.75 (23) Приоритет—

31)

7512222

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (33) Франция

Опубликовано 230881. Бюллетень Ко 31

Дата опубликования описания 230881 (53) УДК550. 83 (088.8) Иностранцы

Адриен П.Паску и Шадвик (Франция) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Сосьете пур ле Девелоппеман де л (Франция) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ

ИМПУЛЬСОВ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ

Изобретение относится к области конструирования приборов для создания акустических взрывов в воде при сейсмической подводной разведке.

Известен генератор. направленных акустических взрывов для подводной разведки, в котором между двумя быстро расходящимися плитами образуется полость ° Резкий прорыв в эту полость окружающей генератор воды производит акустический импульс, распространяющийся в воде (1 ).

Недостатком этого устройства является сравнительно слабый импульс, так как взрыв происходит внутри генератора, а также и то, что генератор подвергается при этом действию кавитации и реактивных усилий, сравнительно быстро выводящим его из строя.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является генератор, который состоит из соосно расположенных верхнего (вспомогательного) и нижнего (рабочего) цилиндров, внутри которых помещены поршни, жестко связанные между собой общим вертикальным штоком. Нижний конец рабочего цилиндра совершенно открыт и сообщается с водной средой, когда устройство находит- 30 ся в рабочем положении. Нижний цилиндр и поршень служат для создания акустических импульсов, а верхняя пара для передвижения нижнего (рабочего) поршня.

Для создания акустического импульса устройство погружается в воду открытым концом вниз. Нижний поршень находится в исходном положении в крайней нижней точке. При подаче сжатого воздуха в верхний цилиндр в зону, расположенную под верхним поршнем, этот поршень резко поднимается вверх. Так как верхний и нижний поршни связаны общим штоком, то нижний поршень также поднимается вверх с большой скоростью и создает в нижнем цилиндре полость, в которую устремляется вода. Таким образом создается акустический импульс. .После этого сжатый воздух при помощи клапана снова подается в верхний цилиндр, но уже в зону, расположенную над верхним поршнем. Верхний поршень идет вниз, и соответственно перемещает вниз, в исходное положение, нижний поршень . Цикл повторяется (2).

Недостатками этого устройства являютсяг слабый акустический импульс, вызванный тем, что взрыв происходит

858580 внутри сильно зкранирующего цилиндра, возникновение реактивного толчка, заставляющего сильно утяжелять конструкцию, для предотвращения его вредного влияния, и возникновение кавитационных эффектов, также заставляющих повышать прочность конструкции.

Цель изобретения — создание генератора, обладающего большей мощностью, g легкостью конструкции и отсутствием кавитационного воздействия на его детали, кроме того устранение реактивного эффекта, возникающего при работе генератора.

Генератор выбрасывает в окружающую воду струю воды под большим давлением и с большой скоростью. Вернее это даже не струя, а жидкостная "пуля" (или несколько "пуль"), которая вылетает из полости генератора и 20 взрывается на расстоянии от него.

Взрыв происходит благодаря тому, что давление внутри этой "пули" значительно выше давления окружающей воды.

Таким образом, акустический импульс происходит не внутри генератора, а снаружи, что существенно повышает его мощность и устраняет кавитацию.

Цель достигается тем, что генератор представляет собой конструкцию, состоящую из двух, размещенных в одном корпусе, цилиндров, расположенных вертикально на одной оси. Внутри цилиндров расположены поршни, соединенные общим штоком. Верхний цилиндр и поршень служат для приведения в движение нижнего поршня, для чего в верхний цилиндр при помощи системы клапанов подается сжатый воздух или иной инертный газ.

Нижний цилиндр снабжен особой кон- 40 струкции выпускным окном, расположенным в нижней торцовой части цилиндра. Нижний цилиндр в исходном положении заполняется водой, которая и выбрасывается через это выпускное окно, образуя жидкостную "пулю". Выпускное .окно образуется коническим бортиком, идущим по внутренней поверхности нижней кромки цилиндра, причем площадь сечения окна значительно меньше площади внутреннего сечения самого цилиндра. Этот бортик является седлом поршня, работающего в конце своего пути подобно клапану, замыкающему выпускное окно.

Замыкание выпускного окна происходи@ благодаря особой конфигурации нижней части поршня, кбторая повторяет конфигурацию выпускного окна и имеет специальный выступ, плотно вхо. дящий в окно. 60

Верхняя часть нижнего цилиндра также имеет окно конструкции, аналогичной конструкции нижнего выпускного окна. Верхняя часть нижнего поршня выполнена так, что ее конфигу- Я рация соответствует конфигурации этого верхнего окна, площадь сечения которого также значительно меньше площади сечения самого нижнего цилиндра. Через это верхнее окно нижний цилиндр сообщается с верхним и окно служит для резкой передачи давления сжатого газа на нижний поршень.

Верхний цилиндр представляет собой три стакана, концентрически вставленные один в другой так, что внутренний стакан служит направляющим для верхнего поршня, средний является коллектором сжатого газа, двигающего верхний поршень, наружный является коллектором сжатого газа, воздействующего на нижний поршень.

Конструкция верхнего цилиндра может быть и иной, так как этот цилиндр служит в основном для перемещения нижнего, рабочего поршня и, следовательно, его конструкция не влияет на принцип работы генератора. Предложенная конструкция позволяет как бы

"свернуть" длинный верхний цилиндр и сделать конструкцию более компактной.

Одной из важнейших частей генератора является дефлектор, который надевается на выпускное окно нижнего цилиндра. Он представляет собой заслонку, препятствующую прямолинейному движению струи воды, выбрасываемой из генератора. Заслонка снабжена отверстиями, разделяющими эту струю минимум на две, противоположно направленные под углом до 90 к оси генератора, струи. Этим устройством устраняется один из важнейших недостатков известных конструкций — реактивная отдача струи.

Генератор снабжен также клапаном, расположенным в верхней части генератора, и служащим для переключения подачи сжатого газа, управляющего движением поршней. Клапан состоит из небольшого цилиндра и штока с поршнем, который работает как золотник ° Шток проходит своим нижним концом в полость верхнего цилиндра и перемещается вверх в момент, когда верхний поршень передвигается в верхнее крайнее положение и упирается своей верхней частью в нижнюю часть штока клапана.

На фиг.1-4 изображены разрезы сбоку одного из вариантов генератора, показывающие различные положения его элементов в процессе работы и конфигурацию производимых генератором струй воды, на фиг.5 — прорыв окружающей воды в сферическую полость, образуемую внутри расширяющейся жидкостной "пули"; на фиг.б - эффект отдачи направленного внутрь взрыва; на фиг.7 — эффект упругого сжатия, вызываемый скошенными поверхностями поршня и выпускного окна; на

858580 фиг.8 — зависимость между площадью поперечного сечения выпускного окна и скоростью получаемой водяной струи; на фиг.9,11 — генератор, снабженный дефлектором, разрез; на фиг.10— разрез A-A sa @ r.9; на фиг.12 — разрез Б-Б на фиг.11; на фиг.13 — гене= ратор и полости, образующиеся в главной и Расщепленных струях; на фиг.14 те же полости, что на фиг.13, вид сверху; яа фиг.15 — генератор с дефлектором в момент поднятия поршня; на фиг.16 — обобщенная форма волны давления, получаемого посредством импульсного генератора; на фиг.17 - то же, усредненный вариант; на фиг.18 контролируемая форма волны на заданном расстоянии от места взрыва для генератора без дефлектора; на фиг.19контролируемая форма волны яа заданном расстоянии от места взрыва для генератора с дефлектором;на фиг.20 — 20 кривая прямой волны, полученной посредством генератора с дефлектором; на фиг.21 — кривая прямой волны вблизи места взрыва после отражения от поверхности воды; на фиг.22 — кривая на-25 ложенной формы волны вблизи места взрыва; на фиг.23 - кривая давления, полученного от генератора беэ расшорительной камеры; на фиг.24 — кривая давления для генератора с расширительной камерой; на фиг.25 — использование устройства для проведения сейсмической разведки под водой; на фиг.26 - использование устройства для расщепления и отклонения стРуи паРа, для генераторов, работающих на перегретом паре.

Акустический генератор (фиг.1-4) включает корпус 1, состоящий из верхнего цилиндра 2 и нижнего цилиндра 3. 40

Нижний цилиндр снабжен седлами 4 и 5 для соответствующих им верхней и нижней частей нижнего поршня б, находящегося в нижнем цилиндре 3. Седла образуют верхнее 7 и нижнее 8 окна, Щ которые имеют скошенные поверхности, соответствующие форме верхней и нижней частей поршня 6. Поршень б снабжен уплотнительным кольцом 9.

Верхний цилиндр состоит из двух у концентрических стаканов внутреннего

10 и промежуточного 11, которые также концентрически вставлены в наружный стакан, являющийся корпусом цилиндра 3.

Внутренний стакан 10 образует камеру 12, в которой помещается верхний поршень 13, снабженный уплотнительным кольцом 14. Верхний и нижний поршни связаны между собой жестким штоком 15, Верхняя часть камеры 12 внутреннего10 стакана 10 имеет вентиляционное отверстие 16, сообщающееся с забортной водой, отверстие (с уплотнением) 17 для прохода штока 18 клапана 19, и от.верстие 20 для сообщения посредством 65 клапана 21 (предпочтительно электромагнитного) с камерой 22, образованной наружной стенкой верхнего цилиндра 2 и промежуточным стаканом 11.

Верхняя часть камеры 23, образованной стенками внутреннего стакана 10 и промежуточного стакана 11, имеет отверстие 24 для сообщения с верхней частью клапана 19 и с компрессором

25, подающим сжатый воздух через клапан 26 в генератор.

Камера 22 может сообщаться с полостью 27 нижнего цилиндра (фиг.2), образующейся за опускающимся поршнем

6, через окно 7. Сообщающиеся камеры 12 и 23 изолированы от камеры 22 специальным уплотнением 28. Кроме того, камера 22 имеет отверстие 29, через которое она сообщается с нижней частью клапана 19 и компрессором 25.

Полость 27 нижнего цилиндра имеет отверстие 30, через которое она сообщается с забортной водой через расширительную камеру 31 и небольшое вентиляционное отверстие 32 B самой расширительной камере.

33- основная струя воды, производимая генератором, 33.1 — 33.4 ответвленные струи воды, 34 — основная внутренняя полость, 34.1-34.4 побочные полости.

Генератор содержит все необходимые узлы и элементы для создания импульса гораздо более мощного, чем у известного устройства и не претерпевает кавитационного воздействия взрыва, который происходит вне генератора.

Желательно, чтобы генератор оканчивался дефлектором, который может быть сьемным. На фиг.9-15 показано устройство и действие дефлектора 35, который в простейшем виде может представлять собой плоскую или коническую плиту, установленную на расстоянии от выпускного окна 8. Предпочтительно, чтобы дефлектор представлял собой полый стакан, имеющий в стенках

36 два или более отверстия 37, разнесенных по окружности напротив друг друга. Оптимальное число отверстий четыре и разнесены оии должны быть примерно на 90 по окружности стенки дефлектора. ,Для подготовки генератора к работе (фиг.1), где генератор изображен в исходном для возбуждения импульса положении, его погружаюТ s воду выпускным окном 8 вниз и открывают регулировочный клапан 26 с целью подачи сжатого воздуха в камеры 23 и 12 через отверстие 24 из компрессора .25.

Поданный воздух заставляет поршень 13 занять взведенное положение, прн котором шток 18 клапана 19 поднят и открытый клапан 19 подает давление в камеру 22 (направление движения сжатого воздуха показано стрел858580 ками). Нижний поршень также занимает крайнее верхнее положение и нижний цилиндр заполняется забортной водой.

Генератор готов к работе.

Для генерации импульса необходимо открыть электромагнитный клапан 21, после чего верхние части камеры 12 -и, камеры 23 получают между собой пря- мое сообщение. Давление из камеры 22 передается в камеру 12 и на поршень 13. Это давление суммируется с давлением, уже воздействующим через окно 7 на поршень 6 из камеры 22,и заставляет систему, состоящую из поршня 12, штока 15 и поршня б, начать движение вниз. (Указанную систему будем в дальнейшем для краткости 15 именовать затвором).

Когда нижний поршень сдвинется со своего верхнего седла 4, то площадь, на которую воздействует давление из камеры 22 резко, скачком, возрастает. 20

Соответственно. возрастает и усилие, воздействующее на затвор, заставляя его резко, рывком, опускаться вниз, выталкивая воду через выпускное окно

8 (фиг.2). 25

В конце пути поршень 6 замыкает выпускное окно 8 специальным цилиндрическим выступом (фиг.3). Высокое давление начинает дросселироваться через отверстие 30 в расширительную камеру 31 и оттуда через отверстие

32 в забортную воду.

Скошейная поверхность седла 5 выпускного окна 8 имеет весьма важное значение. До того как коническая поверхность нижней части поршня б приблизится к конической поверхности седла 5, вода беспрепятственно выходит через выпускное окно 8. Однако, когда эти поверхности начинают сходиться, кольцо воды 38 (фиг.3,7 и 8) 40 оказывается захваченным между двумя этими поверхностями и начинает работать как амортизатор, препятствуя удару поршня о седло.

Скорость выхода водяной струи 33 4 зависит от диаметра выпускного окна

8 и скорости перемещения затвора.

Выстро движущаяся струя отрывается от генератора (фиг.3) и образует близкую к цилиндрической полость 39, а затем близкую к сферической полость

40 (фиг.4). Эта полость, благодаря высокому внутреннему давлению, полученному еще внутри генератора, расширяется и прорывается далее заполняющей)ее забортной водой. Сначала происходит двухмерный,, а потом и трехмерный взрыв полости на значительном расстоянии от генератора (фиг.5 и 6).

Акустическая энергия, создаваемая двухмерным взрывом (фиг.3), прибли- 60 вительно пропорциональна квадрату скОрости струи, а акустическая энергия от трехмерного взрыва (фиг.4 и 5) приблизительно пропорциональна кубу

,скорости струи. Таким образом, ско- 65 рость струи, которая определяется отчасти площадью поперечного сечения выпускного окна 8, играет главенствующую роль в определении количества энергии акустического импульса, получаемого от генератора.

Кроме того, чем выше скорость струи, тем дальше от генератора происходит взрыв, что лучше и с конструктивной точки зрения, поскольку когда взрыв происходит между элементами кон-, струкции генератора, это вызывает усталость металла. Во всех известных в настоящее время подобных конструкциях импульсы были либо двухмерными, либо трехмерными но всегда происходили внутри генераторов, значительно сокращая тем самым срок службы устройства, не говоря уже об очевидном значительном ослаблении мощности импульса.

Когда затвор останавливается,замкнув выступом поршня б выпускное окно 8 (фиг.3), камера 27, расположенная над поршнем б, камера 12 (ее верхняя часть, расположенная над поршнем 13) и камера 31 продолжают венTHJIEpoBBTbcR в забортную воду до тех пор, пока противодавление в камере

23 не превысит давления в вентилируемых камерах. После этого затвор начнет подниматься вверх (фиг.4).

Путем подбора размеров или регулировки просветов вентиляционных отверстий 32 и 16 можно регулировать скорость возврата затвора во взвешенное положение и тем самым регулировать частоту импульсов.

Когда затвор занимает исходное крайнее верхнее положение (фиг.1), цикл повторяется снова. Таким образом, генератор работает в автоматическом режиме.

Взрыв происходит весьма быстро, даже раньше начала обратного хода затвора (фиг.4 и 5). Без расширительной камеры 31 полость 27 вентилировалась бы непосредственно в забортную воду в точке, слишком близко расположенной к месту взрыва, и выходящий воздух действовал бы как поглотитель акустической энергии воды под высоким давлением, что ослабляло бы выходные акустические импульсы генератора.Различие сигналов, детектированных вблиЗи взрыва (известных как "подписи" давления), видно на фиг.23 и 24. Благодаря наличию расширительной камеры 31, полость 27 сначала продувается в эту расширительную камеру, в течение времени взрыва.

Таким образом, то что вентиляционное отверстие 32 обращено наверх и находится на большом расстоянии от места взрыва, улучшает подпись давления, которая становится более чистой, узкой и большой при наличии камеры 31 (фиг.24), чем без камеры (фиг.23).

858580

При работе генератора без дефлектора (фиr . .1-4) после каждого срабатывания генератора возникает направленное вверх реактивное усилие. Часто бывает желательно или необходимо исключить это направленное вверх реактивное усилие.

Кроме того, полость 39 (фиг.5) заполняется водой под весьма большим давлением. Это создает в воде первичное сжатие 41 и, следовательно, акустический импульс. При таких давлениях вода в полости действует как пружина, которая после взрыва

"отдает", производят вторичное сжатие (фиг.б) известное как пузырьковый импульс 42, который является нежелательным сейсмическим импульсом, также вызывающим отражения от лежа« щих внизу пород. Детектированные отраженные пузырьковые сигналы значи- тельно усложняют обработку сейсмических сигналов.

Реактивное усилие и пузырьковые импульсы можно исключить или намного уменьшить при помощи дефлектора (фиг.9-15).

Когда водяная струя 33, производимая генератором, ударяется о плиту дефлектора 35, то если бы не было цилиндрической стенки Зб, струя отклонилась бы по окружности во всех направлениях в плоскости, перпендикулярной продольной оси генератора.

Реактивные усилия также находились бы в этой плоскости и стремились бы взаимно уравновесится. Однако цилиндрическая стенка с отверстиями, разнесенными на 90 по окружности, о позволяет упорядочить движение струй и дает воэможность сформировать равные по объему и действию взрывные полости»

Главная струя 33 расщепляется на четыре ответвленных струи 33.1-33.4.

Внутри каждой струи образуются поЛости 34.1-34.4 (фиг.13,14) . Струи отрываются от стенок дефлектора и формируют эти полости внутри своеобразных жидкостных "пуль". Главная струя

25 образует полость 34.4 еще внутри дефлектора как только она проходит через выпускное окно. Если использовать болев четырех отверстий 37, то взрывы будут мешать один другому.

Если испольэовать только два отверстия, то пузырьковые импульсы будут ослаблены недостаточно. При использовании четырех отверстий наружные полости 33.1-33.4 не будут заметным образом мешать друг другу. установлено, что внутренняя полость 34 заполняется после полостей ф9

34.1-34.4, так что внутренняя полость поглощает массы воды под высоким давлением, которые в противном случае вызывали бы пузырьковые импульсы.

Таким образом, расщепление основной

=труи 33 на четыре исключает или

„"ущественно ослабляет пузырьковые импульсы 42, которые черезвычайно нежелательны при проведении сейсмических наблюдений.

Функцию дефлектора можно иллюстрировать на примере взрыва, производимого генератором 43 пара (фнг.21), выпускающим перегретый пар в заборную воду. Перегретый пар выпускают посредством изолированной трубы 44, погруженной примерно на 3-5 м ниже поверхности воды. На конце трубы имеется паровой клапан 45, периодичес". ки эжектирующий шарик перегретого пара в воду с давлением примерно 90 бар при 100 С. Эжектнрование пара из этого клапана вызывает два эффекта. он подвергается воздействию реактивного усилия и отдачи.

Путем окружения парового клапана

45 дефлектором 35 эжектируемые пузырьки пара будут располагаться в плоскости, перпендикулярной к траектории из обычного выпуска и реактивное усилие будет уничтожаться. Расщепление пузырька на четыре дает внутреннюю полость и четыре наружных полости 46.

И здесь прорыв во внутреннюю полость происходит после прорыва во внешние полости, благодаря чему энергия отдачи взрывов пузырьков поглощается (фиг.14).

Таким образом, дефлектор играет важную роль в работе генератора.

Основные требования для образования полости определяются условиями, в которых происходит замедление и остановка поршня 6. С другой стороны, для того, чтобы полость производила полезный импульс давления 41, необходимо, чтобы скорость струи 33 (фиг.B) до остановки поршня была достаточно велика.

Важно иметь в виду форму и характер сигналов общего давления, возникающих под воздействием взрывного сжатия. На фиг.16 показан сигнал общего давления, или подпись давления, в функции времени, измеренной на фиксированном расстоянии от места взрыва. Первая часть 1 этой кривой показывает увеличение окружающего давления Рп в жидкости, соответствующее продвижению струи 33. Избыточное давление достигает пиковой величины аРО и после этого давление уменьшается.

Часть 2 этой кривой показывает, что когда поршень резко останавливается, давление уменьшается до тех пор, пока не станет отрицательным относительно гидростатического давления. Это отрицательное давление соответствует формированию полости и увеличению ее объема, и продолжается до тех пор, пока разрежение не достигнет своего максимального значения h P . Когда объем полости станет максимальным, ее потенциальная энергия преобраэует858580 ся в кинетическую энергию взрыва.

Часть кривой 3 отмечает высокий пик д Р,(давления взрыва), который соответствует максимальному давлению в окружающей воде в точке измерения.

Этот момент соответствует взрыву по"лости, показанному на фиг.5.

Часть кривой 4 показывает отдачу массы воды с высоким давлением, заполняющей полость (фиг.б). Отдача да- 1О ет вторичную кавитацию, за которой следуют вторичные взрывы, что может повториться последовательно несколько раз. Эти кавитации и взрывы дают последовательные пики hP<, а Р З и т.д., с уменьшающейся амйлитудой и чередованиями стабильности, соответствующими разрежениям.

В масштабе времени часть кривой Т означает период сигнала, измеренного от начала и до конца первичного взры- 20 ва. Этот период Т зависит от потенциальной энергии полости, и следовательно, от кинетической энергии водяной струи, а также от расстояния от поверхности воды. Общая продолжи- 5 тельность подписи давления составляет Т, что и определяет сейсмическое разрешение. Разрешение больше, когда

Т меньше. Базовая кривая, показанная на .фиг.16, не есть кривая обычно используемая в геофизической разведке. Полезным сигналом является та часть этой базовой кривой, которая находится слева после фильтрования частоты 8-62 Гц с точки зрения прони»кания или после фильтрования частоты 0-248 Гц с точки зрения разрешения.

На фиг.17 показано, что означает левая часть кривой давления на фиг.16 после фильтрования при 8- 40

62 Гц. Можно видеть, что пик аР< соответствует первому. взрыву и, содержащий высокие частоты, не отличается заметно от пика b P<, соответствующего взрыву происходящему пос- 45 ле первого пузырькового возрастания давления 42. Поэтому сигнал имеет много пиков, что означает, что каждый донный слой дает много отраженных сигналов, детектируемых вымпельным кабелем 47 и. записывающим блоком 48 (фиг.25).

Все эти Недостатки присущи генератору, работающему без дефлектора.

Кроме того, наибольшая часть используемфй энергии выделяется в максимуме варыва и излучается в полосе относительно высокой час готы, которая быстро поглощается грунтом. Проникание такой волны относительно мало.

При использовании дефлектора ха- ф рактер работы генератора резко меняется. Исключаются вторичные пики ьР и ь P путем придания соответствующих размеров боковым отверстиям 36. Таким образом можно создать полости различных размеров, периоды взрывов которых также будут разными, и все это позволяет создать в моменты, соответствующие вторичным пикам аР< и

ЬР (фиг.16), взрывы с оппозитно направленными пиками, что даст аннулирование вторичных пиков.

Это формирование взрывных полостей представляет интерес для генераторов, относительно не крупных по размерам, в которых боковые отверстия 37 имеют размеры, не обеспечивающие достаточного поглощения воды под высоким давлением во внутренней полости 34 (фиг.14) во время возникновения отдачи. Наконец, весьма целесообразно укорачивать период Т излучаемого сигнала, так как сигнал, отраженный от поверхности воды (фиг.21) накладывается на гервоначальный сигнал (фиг.20), но с фаэовой разницей, соответствующей времени, которое необходимо на прохождение первоначальным сигналом полного круга до места взрыва.

Генератор с де@лектором позволяет накладывать положительную часть отраженного сигнала (фиг.20) на положительную часть первоначального сигнала (фиг.20) при относительно мелких взрывах. Объединение сигналов (фиг.20 и 21) дает результирующий сигнал (фиг.22). Этот сигнал представляет особый интерес, поскольку он содержит относительно высокую энергию в полосе низкой частоты именно благодаря использованию низких частот, содержащихся в положительной части отраженного сигнала (фиг.21).

В соответствии с этим, при равном количестве входной энергии поступающей в генератор, можно значительно увеличить глубину проникания комбинированного сигнала (фиг.22).

Действительная форма волны сигналов, прослеживаемая гидрофоном вблизи места взрыва без дефлектора, показана на фиг;18, соответствующей фиг.20. Форма волны при работе с дефлектором показана на фиг.19, соответствующей фиг.22. Таким образом, эксперимент подтверждает приведенные теоретические формы волны.

Предложенный генератор акустических импульсов для сейсмической подводной разведки позволяет существенно повысить мощность импульсов, избежать кавитационного воздействия на элементы конструкции и также избежать эффекта отдачи, возникающего при работе всех известных приборов этого назначения.

Формула изобретения

1. Устройство для генерирования акустических импульсов в жидкой среде, состоящее из соосно расположенных

858580

14

27

zÎ

Z4

zz г а

28 ф

Я 13

711

7 7

lj

Фиг 1

Фиг3 верхнего и нижнего цилиндров, в которых помещаются поршни, связанные между собой общим штоком, системы трубопроводов и отверстий для подвода к цилиндрам сжатого газа, а также клапанов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения мощности импульса и предотвращения кавитации внутри устройства, нижний цилиндр имеет выпускное окно, образованное коническим бортиком, идущим по внутренней поверхности нижней кромки цилиндра, причем площадь сечения окна существенно меньше площади внутреннего сечения нижнего цилиндра, наружный торец поршня, расположенного в нижнем цилиндре, имеет форму, соответствующую форме конического бортика, являющегося седлом поршня и снабжен выступом, входящим в упомянутое окно, когда поршень находится в крайнем нижнем положении, а выпускное ок- 20 но снабжено насадкой с отверстиями, разделяющими выбрасываемую жидкость на не менее чем две противоположно направленные струи, которые выходят из отверстий под углом до 90 к вертикальной оси генератора.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что верхний цилиндр представляет собой три стаканана, вставленных соосно один в другой таким образом, что внутренний стакан служит направляющим для верхнего поршня, средний стакан является коллектором сжатого газа, двигающего верхний поршень, а наружный стакан является .коллектором сжатого газа, воздействующего на нижний поршень.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что верхняя часть нижнего цилиндра имеет окно, образованное бортиком, идущим по внутренней поверхности верхней кромки цилиндра, причем площадь сечения окна существенно меньше площади внутреннего сечения цилиндра.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что верхний цилиндр имеет в торцовой части отверстие, через которое проходит шток клапана, подающего сжатый газ в верхнюю часть нижнего цилиндра в тот момент, когда верхний поршень находится в крайнем верхнем положении и нажимает на шток.

5. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что верхний и нижний цилиндры сообщаются между собой посредством трубопровода, снабженного нормально закрытым клапаном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3369627, кл. 181-5, опублик. 1968.

2. Патент США М 3642089, кл. 181-120, опублик. 1972 (прототип).

Фиг 80 юг ZP

Составитель Г.Городничев

Редактор С.Патрушева Техред А. Ач Корректор М.Демчик

Эаказ 7287/92 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4