Пневматический источник сейсмических сигналов

 

Изобретение относится к средствам для ведения сейсмической разведки, а более точно к устройствам возбуждения сейсмических сигналов. Пневматический источник содержит корпус с каналами управления, подвижный цилиндр, управляющую и рабочую камеры, электропневмоклапан. В якоре электропневмоклапана выполнена демпферная камера с поршнем, а седло выполнено с неменее чем двумя выступами, высота которых больше хода поршня. Ниже уровня выступов закреплено уплотнительное кольцо. Изобретение позволяет повысить сейсмическую эффективность и долговечность источника. 1 ил.

Изобретение относится к средствам для ведения сейсмической разведки, а более точно - к устройствам возбуждения сейсмических сигналов.

Известен пневматический источник сейсмических сигналов для акваторий, содержащий корпус и подвижный цилиндр, образующие управляющую и рабочую камеры, электропневмоклапан, включающий катушку с обмоткой, подпружиненный якорь, седло и запирающий элемент. Запирающий элемент выполнен в виде шарика, завальцованного в массивной металлической тарели (см. авт. св. 1078377, М. кл. G 01 V 1/04).

Недостатками его является то, что соленоиду клапана приходится притягивать тарель большой массы, что отрицательно сказывается на величине разброса времени срабатывания источника. Массивная тарель с шариком при возвращении на место имеет большую скорость и разбивает посадочное место, снижая надежность и долговечность электропневмоклапана. Кроме того, при увеличении проходного сечения седла прижатие шарика увеличивается, и электропневмоклапан начинает работать нестабильно.

Известен сейсмический пневматический источник, который включает избирательно возбуждаемый пневмоклапан, корпус, кольцевой выступ, рабочую камеру с сжатым воздухом, каналы подачи сжатого воздуха и соединительные каналы, а также камеру управления (см. патент США N 4.623.033, кл. G 01 V 1/04).

Недостатками данного пневмоисточника является то, что поршень, разгружающий якорь и уменьшающий силу его прижатия к уплотнителю, при движении якоря неподвижен, в результате чего якорь преодолевает силу трения кольца, уплотняющего поршень на всем пути до открытия клапана. Это уменьшает скорость вскрытия клапана, ускоряет износ кольца, увеличивает разброс времени срабатывания пневмоисточника и снижает его надежность.

Кроме того, расположение поршня в верхней части якоря требует дополнительного уплотнительного кольца, что также увеличивает вероятность отказов и снижает надежность пневмоисточника.

В основу изобретения положена задача создания устройства, позволяющего повысить сейсмическую эффективность путем уменьшения времени срабатывания от посылки импульса до срабатывания электропневмоклапана и повышения долговечности источника.

Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом источнике сейсмических сигналов, содержащем корпус с каналами управления, образующий с подвижным цилиндром управляющую и рабочую камеры, электопневмоклапан, включающий катушку с обмоткой, поршень, в нижней оконечности якоря выполнена демпферная камера, в которой размещен поршень, а седло клапана выполнено не менее чем с двумя выступами, высота которых больше хода якоря, при этом ниже уровня выступов, на наружной поверхности седла размещено уплотнительное кольцо.

На фиг. 1 изображен пневмоисточник, общий вид; на фиг. 2 - электропневмоклапан источника.

Пневматический источник сейсмических сигналов содержит корпус 1 с каналами управления 2, 3, подвижный цилиндр 4, образующий с крышкой 5 и корпусом 1 управляющую 6 и рабочую 7 камеры. На крышке 5 установлен штуцер 8 подвода сжатого воздуха в управляющую 6 и рабочую 7 камеры и электропневмоклапан 9. Рабочая камера 7 соединена каналами 10 с рабочим объемом 11. Электропневмоклапан 9 содержит электромагнитную катушку 12, якорь 13, пружину 14, поршень 15, седло 16. В якоре 13 выполнены канал 17 и демпферная камера 18. Седло 16 электропневмоклапана 9 выполнено с выступами 19, ниже которых на наружной поверхности седла закреплено уплотнительное кольцо 20.

Пневматический источник работает следующим образом.

Воздух через штуцер 8 по зазору между корпусом 1 и электропневмоклапаном 9 через сверление поступает в управляющую камеру 6, из нее по зазорам в рабочую камеру 7 и через канал 10 в корпусе 1 в рабочий объем 11. После заполнения рабочего объема 11 источник готов к работе.

При подаче импульса на электромагнитную катушку 12 якорь 13 перемещается, сжимая пружину 14, отходит от уплотнителя 20, открывая доступ воздуху между выступами 19 в каналы 2, 3 и к нижнему торцу подвижного цилиндра 4, который до этого момента находился в уравновешенном состоянии. При этом якорь 13 двигается вместе с поршнем 15 и не преодолевает усилия трения по уплотнителю 21, а только преодолевает усилие пружины 14. Это обеспечивается за счет выравнивания давления под поршнем и над поршнем в демпферной камере 18, которая заполняется воздухом через канал 17. Воздействуя на большую площадь нижнего торца цилиндра 4, воздух заставляет цилиндр 4 двигаться вверх, открывая рабочую камеру 7, из которой воздух, выбрасываясь в окружающую среду - воду, генерирует сейсмический сигнал. При движении вверх цилиндр 4 тормозится за счет кольцевого уступа, сжимающего воздух в управляющей камере 6. В то время, когда цилиндр 4 поднят и рабочая камера 7 открыта, а отверстия 2, 3 между управляющей 6 и рабочей 7 камерами закрыты. Вследствие этого давление в управляющей камере 6 не падает, и после выхлопа воздуха из рабочей камеры 7 ("выстрела") возникает сила, заставляющая цилиндр 4 двигаться вниз до полного закрытия пневмоисточника, после чего воздух начинает поступать в рабочую камеру 7. Якорь 13 электропневмоклапана 9 вместе с поршнем 15 под воздействием пружины 14 возвращается в исходное положение. При движении якоря 13 обратно вниз, якорь сначала "садится" поршнем 15 на выступ 19 седла 16, дальше сжимает оставшийся воздух в демпферной камере 18, мягко садится на уплотнитель 20 без ударных усилий. Это обеспечивается за счет того, что давление быстрей падает под поршнем 15, чем над поршнем в демпферной камере 18. Цикл завершен, и после заполнения рабочей камеры 7 воздухом до заданного давления пневмоисточник готов к "выстрелу".

Размещение демпферной камеры в нижней части якоря 13 с расположенным в ней поршнем 15, уплотненным кольцом 21, позволяет скомпенсировать силы давления на якорь 13 и через него на уплотнительный элемент 20 для герметизации канала управления, уменьшить износ уплотнительного кольца 21, уменьшить динамические нагрузки на уплотнительное кольцо 20 при возвращении якоря 13 в исходное положение под воздействием пружины 14, что в конечном итоге увеличивает надежность и долговечность работы электропневмоклапана 9 и повышает сейсмическую эффективность источника.

Формула изобретения

Пневматический источник сейсмических сигналов, содержащий корпус с каналами управления, образующий с подвижным цилиндром управляющую и рабочую камеры, и электропневмоклапан, включающий катушку с обмоткой, подпружиненный якорь, поршень, отличающийся тем, что в нижней оконечности якоря выполнена демпферная камера, в которой размещен поршень, а седло клапана выполнено не менее чем с двумя выступами, высота которых больше хода якоря, при этом ниже уровня выступов, на наружной поверхности седла размещено уплотнительное кольцо.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2