Пневматический источник сейсмических сигналов

 

Изобретение относится к излучателям упругих волн в жидкости, используемым, в частности, при морской сейсморазведке и в сейсмоакустике. Цель - повышение сейсмической эффективности путем увеличения стабильности сейсмического сигнала. Устройство состоит из штока 1 со ступенчатым подвижным относительно него базовым поршнем 2, крайними поршнями 3 и 4, жестко скрепленными со штоком 1, подвижных цилиндров 5 и 6, охватывающих шток 1 с поршнями 2, 3 и 4. Эти элементы образуют основные управляющие 7 и рабочую 8 камеры, дополнительные управляющую и рабочую камеры 9 и 10. Для подачи воздуха в дополнительную рабочую камеру 10 имеются: канал 12 ввода, кольцевая полость 13, образованная выборкой 11, канал 14 подачи, перепускной канал 15 с обратным клапаном 16. Для подачи воздуха в основную рабочую камеру 8 имеются канал 17 ввода, перепускной канал 18. После заполнения камер 9 и 10 подают сигнал на запуск электропневмоклапана 20. При этом вскрывается дополнительная рабочая камера 10. После приема высокочастотного сейсмического сигнала от самых глубоких горизонтов подают команду на срабатывание электропневмоклапана 19. Происходит выброс сжатого воздуха из основной рабочей камеры 8. Одновременно переключают подачу сжатого воздуха в дополнительную рабочую камеру. 1 ил.

Изобретение относится к излучателям упругих волн в жидкости, используемым, в частности, при морской сейсморазведке и в сейсмоакустике. Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности путем увеличения стабильности сейсмического сигнала. На чертеже представлен пневматический источник сейсмосигналов в разрезе. Пневматический источник состоит из штока 1 со ступенчатым подвижным базовым поршнем 2, крайними поршнями 3 и 4, жестко скрепленными со штоком 1, подвижных цилиндров 5 и 6. Указанные элементы образуют основные управляющую 7 и рабочую 8 камеры дополнительную управляющую камеру 9 и дополнительную рабочую камеру 10. В центральном канале базового поршня 2 имеется кольцевая выборка 11. Для подачи воздуха в дополнительную рабочую камеру 10 имеется канал 12 ввода, кольцевая полость 13, образованная кольцевой выборкой 11, канал 14 подачи, перепускной канал 15 с обратным клапаном 16. Для подачи воздуха в основную рабочую камеру 8 имеются канал 17 ввода, перепускной канал 18. Для запуска источника в базовом поршне 2 и штоке 1 выполнены электропневмоканалы 19 и 20, через которые сжатый воздух из основной 8 и дополнительной 10 рабочих камер подают по каналам 21 и 22 запуска под торцы подвижных цилиндров 5 и 6. Смену подачи сжатого воздуха производят переключателем 23. Устройство работает в следующем режиме. Сначала сжатый воздух по каналу ввода, через кольцевую полость 13, канал 14 подачи перепускной канал 15 и обратный клапан 16 нагнетают в дополнительную управляющую камеру 9. Воздух, действуя на верхний торец подвижного цилиндра 6, перемещает его в исходное положение до упора в крайний поршень 4. Дополнительная рабочая камера 10 герметизируется. При этом воздух поступает в дополнительную рабочую камеру 10 из управляющей камеры 9. Базовый поршень 2 из исходного положения начинает перемещаться в крайнее положение в направлении основной рабочей камеры 8. После заполнения дополнительной рабочей камеры 10 переключателем 23 перекрывают подачу сжатого воздуха в канал 12 ввода и открывают подачу в канал 17 ввода. Воздух поступает в управляющую камеру 7, действует на верхний торец подвижного поршня 5, перемещает его в исходное положение до упора в базовый поршень 2. При этом основная рабочая камера 8 герметизируется и открывается перепускной канал 18, по которому начинается заполнение рабочей камеры 8 из управляющей камеры 7. Давление воздуха, действующее на торец базового поршня 2 со стороны основной рабочей камеры 8, начинает перемещать базовый поршень 2 из крайнего в исходное положение, так как площадь базового поршня 2 со стороны основной рабочей камеры 8 больше, чем его площадь со стороны дополнительной рабочей камеры 10. После того как усилия, действующие на базовый поршень 2 с двух сторон, уравняются и он займет исходное положение, источник готов к работе. При этом давление в дополнительной рабочей камере 10 значительно выше, чем в основной рабочей камере 8. По команде с бортового пульта управления на электропневмоклапан 20 подают командный импульс тока. Сжатый воздух из камеры 10 по каналу 22 запуска подают под нижний торец подвижного цилиндра 6. Равновесие сил, действующих на него, нарушается и он резко отбрасывается внутрь управляющей камеры 9, соединяя рабочую камеру 10 с окружающей средой. Резкое расширение выброшенного в воду воздуха приводит к возбуждению в ней сейсмического сигнала, спектральная плотность которого смещена в область высоких частот. Сигнал, распространяясь в среде и отражаясь от границ раздела пластов, отличающихся по акустической жесткости, поступает к сейсмоприемникам (гидрофонам) и регистрируется сейсмостанцией. После прихода отраженного сигнала от самой глубокой границы к буксуемым гидрофонам, с пульта управления на электропневмоклапан 19 подают командный импульс тока. Сжатый воздух из основной рабочей камеры 8 по каналу 21 запуска подается под нижний торец подвижного цилиндра 5, который резко отбрасывается вверх, соединяя основную рабочую камеру 8 с окружающей средой. Воздуха из камеры 8 выбрасывается наружу и, расширяясь в воде, возбуждает сейсмический сигнал, спектральная плотность которого смещена в область более низких частот, чем у предыдущего сигнала, созданного при выбросе сжатого воздуха из дополнительной рабочей камеры 10. Сигнал, распространяясь в среде, достигает значительно больших глубин, отражаясь от границ раздела пластов по акустической жесткости, прибывает к гидрофонам и регистрируется сейсмостанцией. Непосредственно после выброса сжатого воздуха из основной рабочей камеры 8 прекращают подачу воздуха в нее и переключают подачу на канал 12. Цикл работы источника повторяется. Использование изобретения позволит стабилизировать излучаемый сейсмический сигнал и тем повысить сейсмическую эффективность устройства.

Формула изобретения

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, включающий основной и дополнительный подвижные цилиндры, образующие со штоками, снабженными поршнями, и ступенчатым поршнем отделенные друг от друга основную рабочую камеру и дополнительную рабочую камеру, каждая из которых снабжена своими управляющей камерой, кольцевым окном выхлопа и электропневмоклапаном и порознь подсоединена каналами подвода сжатого газа к источнику избыточного давления, при этом ступенчатый поршень установлен с возможностью изменения объема основной и дополнительной рабочих камер при своем перемещении, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности путем увеличения стабильности сейсмического сигнала, в центральном канале ступенчатого поршня и/или на пропущенном в нем штоке выполнена кольцевая выборка, образующая размещенную между сопряженными ступенчатым поршнем и штоком кольцевую полость, сообщающую дополнительную управляющую камеру с источником избыточного давления посредством каналов, выполненных в штоке и ступенчатом поршне, при этом высота кольцевой выборки равна высоте окна выхлопа в основной рабочей камере.

РИСУНКИ

Рисунок 1