DE1673897B1

DE1673897B1 - UNDERWATER VIBRATOR

Info

Publication number: DE1673897B1
Application number: DE19681673897
Authority: DE
Inventors: Brown Graydon Lester; Fair Delbert Wayne
Original assignee: Continental Oil Co
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1967-01-05
Filing date: 1968-01-02
Publication date: 1971-09-30
Also published as: BE709000A; GB1183791A; NL6800212A; FR1550707A

Description

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DieErfindungbetriffteinenUnterwasservibratorfür _: sierung aller' Teile für die Abstrahlung der seismidie Seismik mit einem stromlinienförmigen Gehäuse. sehen Signale und einer guten Schleppstabilität beimThe invention relates to an underwater vibrator for _: theization of all parts for the radiation of seismic seismics with a streamlined housing. see signals and good towing stability when

Ein Unterwasservibrator dieser Art ist in der USA> Einsatz hinter« einem schleppenden Wasserfahrzeug. Patentschrift 3 056 104 beschrieben. Das Gehäuse In Weiterbildung der Erfindung kann eine HaIb-An underwater vibrator of this type is in the USA> Use behind «a towing watercraft. U.S. Patent 3,056,104. The housing In a further development of the invention, a half

dieses bekannten Vibrators besteht aus einem tropfen- 5 schale des Gehäuses eine nach außen führende Öffförmigen Mittelstück mit schwanzseitigen Stabilisie- nung aufweisen, an die im Inneren ein Druckfühler rungsflossen und aus zwei am vorderen Drittel des für den Wasserdruck außerhalb des Gehäuses ange-Mittelstücks angesetzten Zylindern mit einer gemein- schlossen ist, der einen durch den äußeren Wassersamen und zur Tropfenachse senkrechten Achse. druck entgegen einem inneren Luftdruck aufbläh-Von diesem gesamten Gehäuse dienen zur Abstrah- io baren Balg enthalten kann, lung der gewünschten seismischen Wellen nur die ' In den Zeichnungen istThis known vibrator consists of a teardrop-shaped shell of the housing which is in the form of an opening leading to the outside Have a middle piece with stabilization on the tail side, to which a pressure sensor is attached inside and two on the front third of the middle piece for the water pressure outside the housing attached cylinders is shared with one, the one through the outer water seed and axis perpendicular to the drop axis. pressure against an internal air pressure inflate-from this entire housing can be used to contain the abstract io ble bellows, Development of the desired seismic waves is only the 'in the drawings

äußeren Stirnseiten der beiden Zylinder. Diese Stirn- Fig. 1 eine schematische Darstellung der Grundseiten sind gleichzeitig die Endplatten von zwei form des Schwingers gemäß der Erfindung, Schwingkörpern, die im Inneren des Gehäuses unter- F i g. 2 eine Seitenansicht einer bevorzugten Aus- .outer end faces of the two cylinders. This front Fig. 1 is a schematic representation of the base sides are at the same time the end plates of two form of the oscillator according to the invention, Vibrating bodies that are inside the housing under- F i g. 2 is a side view of a preferred embodiment.

gebracht und zum einen damit und zum anderen 15 führungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung untereinander über eine Vielzahl von Gelenkhebeln im Betriebszustand,brought and on the one hand with it and on the other hand 15 guide form of the device according to the invention among each other via a large number of articulated levers in the operating state,

verbunden sind. Die Endplatten der Schwingkörper Fig. 3 eine Teilansicht der Vorrichtung von F ig. 2are connected. The end plates of the vibrating body Fig. 3 is a partial view of the device of F ig. 2

sind außerdem über je eine ringförmige Metallmem- von vorne undare also each with a ring-shaped metal mem- brane from the front and

bran mit den äußeren Rändern der Zylinder verbun- F i g. 4 ein senkrechter Schnitt durch den Schwinden, durch welche Verbindung gleichzeitig der wasser- 20 ger gemäß F i g. 2.bran connected to the outer edges of the cylinders. 4 a vertical section through the shrinkage, by which connection at the same time the water 20 ger according to FIG. 2.

dichte Abschluß des Gehäuses gegen den Außen- Der Schwinger 10 gemäß F i g. 1 ist eine relativtight seal of the housing against the outside. The transducer 10 according to FIG. 1 is a relative

raum bewirkt wird. grundlegende Form der besonderen Art seismischer (jspace is effected. basic form of the special kind seismic (j

Ein solcher Vibratoraufbau ist jedoch mit einer Schwinger. Der Schwinger 10 besteht aus einem Reihe von Nachteilen verbunden. So sind wegen der unteren Kolben oder einer Platte 12 und einem obegeringen Größe der für die Abstrahlung der seis- 25 ren Kolben oder einer Platte 14, die beide mit dem mischen Wellen wirksamen Gehäuseoberfläche zur Wasser in Berührung stehen und hin- und hergehend Aussendung hinreichend starker seismischer Energie antreibbar mit einem hydraulischen Linearbetätiger relativ große Amplituden der strahlenden Gehäuse- 16 verbunden sind. Ein flexibler bzw. biegsamer Abteile erforderlich. Dies wirkt sich wiederum ungün- dichtungsteil, wie z. B. ein Balg 18, ist mit dem äußestig auf die Dauerfestigkeit der das Gehäuse abdich- 30 ren Umfang der unteren Platte 12 und der oberen tenden Metallmembranen aus, die ohnehin einen Platte 14 verbunden,, so daß das umgebende Meerschwachen Punkt der gesamten Gehäusekonstruktion wasser vom Inneren der Kammer 20 immer ausgedes bekannten Vibrators bilden und meist schon nach schlossen bleibt.However, such a vibrator structure is with a vibrator. The transducer 10 consists of one Associated with a number of disadvantages. So are because of the lower piston or a plate 12 and an upper ring Size of the for the radiation of the iron pistons or a plate 14, both with the mix waves effective housing surface to the water in contact and reciprocating Emission of sufficiently strong seismic energy can be driven with a hydraulic linear actuator relatively large amplitudes of the radiating housing 16 are connected. A flexible or bendable compartment necessary. This in turn has an adverse effect on the sealing part, such as B. a bellows 18, is with the outermost on the fatigue strength of the circumference of the lower plate 12 and the upper one Tending metal membranes, which are connected to a plate 14 anyway, so that the surrounding sea weak point of the entire housing construction water from the interior of the chamber 20 is always expressed known vibrators and usually after it remains closed.

relativ kurzem Betrieb Wartungs- und Reparatur- Schwinger 10 ist nicht Gegenstand der Erfindung,relatively short operation maintenance and repair oscillator 10 is not the subject of the invention,

arbeiten erforderlich machen. Außerdem wirken sich 35 Die Erfindung bezieht sich auch nicht auf einen solch große Amplituden ungünstig auf die Linearität Schwingeraufbau mit hydraulischem Linearbetätiger. der Wellenabstrahlung aus, die außerdem auch durch Der hydraulische Linearbetätiger 16 ist an dermake work necessary. Furthermore, the invention does not relate to one Such large amplitudes have an adverse effect on the linearity of the transducer assembly with hydraulic linear actuator. the wave radiation, which is also caused by The hydraulic linear actuator 16 is at the

die Art der Aufhängung der Schwingkörper im Ge- Unterseite der oberen Platte 14 mittels eines geeighäuseinneren über die Gelenkhebel beeinträchtigt neten Flansches 22 sicher befestigt, der mit einem wird. Ungünstig ist schließlich auch die durch die 40 hydraulischen Zylinder 24 als Ganzes ausgebildet Gehäuseform bedingte seitliche Abstrahlungsrichtung sein kann. Dieser Zylinder grenzt eine zentrale hyfür die seismischen Wellen, da die interessierenden draulische Kammer 26 ab mit axialen Endbohrungen Ziele für die Seismik normalerweise nicht seitlich 28 und 30 derart, daß ein hydraulischer Kolben 32 Λ neben dem Vibrator, sondern unterhalb davon zu mit einer oberen und einer unteren Kolbenstange 34 ™ suchen sind. 45 und 36 darin hin- und hergehend !angeordnet seinthe type of suspension of the oscillating body in the lower side of the upper plate 14 by means of a flange 22 which is affected by the joint lever and which is appropriately attached to the inside. Finally, the lateral radiation direction caused by the 40 hydraulic cylinders 24 formed as a whole is also unfavorable. This cylinder delimits a central hyfor the seismic waves, since the hydraulic chamber of interest 26 with axial end bores targets for the seismic normally not laterally 28 and 30 in such a way that a hydraulic piston 32 Λ next to the vibrator, but below it with an upper and lower side are looking for a lower piston rod 34 ™. 45 and 36 can be arranged to move back and forth in it

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, kann. Der hydraulische Kolben 32 ist mit mehreren einen Unterwasservibrator der eingangs erwähnten umlaufenden Nuten 38 versehen, in denen jeweils ein Art so auszubilden, daß er sich unter Vermeidung der Kolbenring sitzt. Das obere Kolbenstangenende 34 beschriebenen Mangel des bekannten Vibrators durch geht in der Endbohrung 28 des hydraulischen Zyeinen hohen Wirkungsgrad und eine lange störungs- 50 linders hin und her, während sich die untere Kolbenfreie Betriebszeit für die Abstrahlung seismischer stange 36 durch die Zylinderbohrung 30 in ein starr Wellen auszeichnet. an der unteren Platte 12 befestigtes VerbindungsstückThe invention is therefore based on the object, can. The hydraulic piston 32 is plural provided an underwater vibrator of the aforementioned circumferential grooves 38, in each of which a Kind of training so that it sits while avoiding the piston ring. The piston rod top end 34 described defect of the known vibrator goes through in the end bore 28 of the hydraulic Zyeinen high efficiency and a long disturbance 50 linders back and forth, while the lower piston-free operating time for the radiation of the seismic rod 36 through the cylinder bore 30 in a rigid Waves. connector attached to the lower plate 12

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß da- erstreckt. Der hydraulische Zylinder 24 besitzt ein durch gelöst, daß das Gehäuse aus zwei axialsymme- Paar Druckmitteldurcblässe 40 und 42, die mit den irischen Halbschalen mit einander zugewandten Öff- 55 entsprechenden oberen und unteren Räumen der hynungen und miteinander fluchtenden Symmetrie- draulischen Kammer 26 in Verbindung stehen. Ein achsen besteht, deren Ränder über ein flexibles Dich- gegossenes Verzweigungsstück 44 kann an der Außentungselement wasserdicht miteinander verbunden fläche des hydraulischen Zylinders 24 befestigt sein, sind, und an denen jeweils ein Ende eines im Ge- um die jeweiligen Durchlässe 46 und 48 mit den Zyhäuseinneren untergebrachten Linearschwingers be- 60 linderdurchlässen 40 und 42 in Verbindung zu brinfestigt ist, der die beiden Halbschalen unter Verfor- gen. Die Kanäle 46 und 48 des Verzweigungsstückes mung des Dichtungselements in lineare Schwingun- stehen weiterhin mit nicht gezeigten Kanälen in gen aufeinander zu bzw. voneinander weg versetzt. einem Servoventil 50 in Verbindung, das dazu dient,According to the invention, the object set is extended to this. The hydraulic cylinder 24 has a solved by that the housing consists of two axially symmetrical pair of pressure medium ports 40 and 42, which are connected to the Irish half-shells with facing openings 55 corresponding upper and lower rooms of the hynungen and aligned symmetry hydraulic chamber 26 are in communication. A axes, the edges of which can be attached to the outer element via a flexible branch piece 44 cast with sealing be attached watertight to each other surface of the hydraulic cylinder 24, are, and at each of which one end of one in the area around the respective passages 46 and 48 with the interior of the cylinder The linear oscillator accommodated 60 relief passages 40 and 42 in connection with brinfestigt is that the two half-shells under Verforge. The channels 46 and 48 of the branching piece The sealing element continues to vibrate in a linear fashion with channels (not shown) in FIG mutually offset towards or away from each other. a servo valve 50 in connection, which serves to

,-,Die, erfindungsgemäße Ausbildung des Vibrators den Druckmittelzufluß von einer Druckmittelquelle "bietet außer der Lö'sung der oben gestellten Aufgabe 65 zu steuern, die über die hydraulischen Leitungen 52 noch die Vorteile einer einfachen Montage bzw. De- und 54 angeschlossen ist. Ein Kabel 56 zeigt den Vermontage, eines absoluten Korrosionsschutzes für die lauf elektrischer Steuerleitungen von einer entfernten inneren Aggregate, einer vollkommenen Synchroni- Station oder von der Wasseroberfläche an.-, The inventive design of the vibrator the pressure medium flow from a pressure medium source "offers besides the solution of the above task 65 to control the hydraulic lines 52 nor the advantages of simple assembly or disassembly and 54 is connected. A cable 56 shows the assembly, an absolute corrosion protection for the running of electrical control lines from a remote one inner aggregates, a perfect Synchroni station or from the water surface.

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Der Balg 18 ist zur Bildung der inneren Kammer Ein Hubkabel 116 und ein Bündel SteuerleitungenThe bellows 18 is a lifting cable 116 and a bundle of control lines to form the inner chamber

20 fest und dicht an, den umlaufenden Außenkanten 118 können locker gelassen werden; wenn das der oberen und unteren Platten 12 und 14 befestigt Schleppkabel 112 straff ist, und der Schwinger 10O^-Der Balg 18 ist aus einem flexiblen bzw. elastischen geschleppt wird. Das Hubkabel 116 kann über einen Teil ausgebildet, das die Abdichtung und die EIa- 5 Verbindungsring 120 und mehrere Stangen 122 und stizität bzw. Biegsamkeit gewährleistet. .Gemäß einer stoßdämpfende Federn 124 mit den Augen der Stän-Ausführungsform der Erfindung wird ein kräftiger der 126 verbunden sein, die in gleichem Abstand von-BaIg aus nichtrostendem Stahl vorgesehen, der durch einander an der Außenfläche der Gehäuseschale 102 obere und untere Befestigungsringe 58 und 60 dicht angeschweißt sind.20 firmly and tightly, the circumferential outer edges 118 can be left loose; When the tow cable 112 attached to the upper and lower plates 12 and 14 is taut, and the vibrator 10O ^- the bellows 18 is made of a flexible or resilient towed. The lifting cable 116 can be formed via a part that ensures the seal and the EIa- 5 connecting ring 120 and several rods 122 and sticity or flexibility. .According to a shock-absorbing spring 124 with the eyes of the Stän embodiment of the invention, a sturdy one of the 126 will be connected, the equidistant from-BaIg of stainless steel provided by each other on the outer surface of the housing shell 102 upper and lower fastening rings 58 and 60 are welded tightly.

angebracht ist. Gemäß der bevorzugten Ausführungs- io Die verschiedenen Hydraulik- und Druckluftform der Erfindung wird ein vorgeformter, biegsamer schläuche und die elektrischen Kabel des Steuer-Abdichtungsteil vorgesehen, der aus einem geeigne- leitungsbündels 118 werden durch geeignete leckten, kräftigen und nachgiebigen Material besteht, wie dichte Packungen an ihre richtigen Anschlüsse am nachfolgend beschrieben wird. Schwinger 100 geleitet. Zum Beispiel wird, wie auchis appropriate. According to the preferred embodiment, the various forms of hydraulic and compressed air of the invention is a preformed, flexible hoses and the electrical cables of the control sealing part provided that from a suitable bundle of cables 118 are leaked by suitable, sturdy and resilient material is made up of how tight packings attach to their proper connections will be described below. Schwinger 100 directed. For example, will like too

Durch die obere Platte 14 geht ein Luftdurchgang 15 aus F i g. 3 ersichtlich ist, ein Hydraulikhochdruck-^ 62, und eine geeignete Schraubverbindung 64 mit schlauch 128 im Steuerleitungsbündel 118 einem einem Schlauch 66 stellt die Verbindung mit der Luft- Anschlußblock 130 zugeführt. Dieser führt einen druckregelvorrichtung her, die sich im Schiff oder an ersten Anschluß über eine Druckleitung 132 einem einer anderen entfernten Stelle befindet. Auf diese Anschlußblock 134 zu, der in ein oberes Gehäuse Weise ist es möglich, über den Sehlauch 66 den sta- 20 136 geht. Vom Anschlußblock 130 geht eine Leitischen Luftdruck im Schwinger 10 zu regeln, d. h. tung 138 zum Hochdruckakkumulator 140. Ebeninnerhalb der Kammer 20. so ist ein Niederdruckschlauch 142 über einen An-An air passage 15 from FIG. 1 extends through the upper plate 14. 3 can be seen, a hydraulic high pressure ^ 62, and a suitable screw connection 64 with hose 128 in the control cable bundle 118 a hose 66 provides the connection to the air connection block 130 is supplied. This one leads you pressure regulating device, which is located in the ship or at the first connection via a pressure line 132 a another remote location. On this connection block 134, which is in an upper housing In this way it is possible to go over the tube 66 to the sta- 20 136. A control table goes from the connection block 130 Regulate air pressure in transducer 10, d. H. device 138 to high pressure accumulator 140. Just inside the chamber 20. a low-pressure hose 142 is connected via an

Die obere Platte 14 besitzt eine zentrale Bohrung schlußblock 134, die Druckschlauchverbindung 146 68, die so angeordnet ist, daß sie die Positionierung und den Anschlußblock 148 mit dem oberen Gehäuse eines ausgewählten linear variablen Differentialtrans- 25 136 verbunden, während die Niederdruckquelle vom formators 70, nachstehend LVDT genannt, gestattet. Anschlußblock 144 parallel über die Leitung 150 mit Der LVDT 70 besteht aus einer besonders gewickel- einem Niederdruckakkumulator 152 verbunden ist, ten Spule 72, die in geeigneter Weise, z. B, mittels Hoch- und Niederdruckakkumulator 152 bzw. 140 der Manschette 74 so angeordnet ist, daß sie zentral können in der oberen Gehäuseschale 102 vertieft einüber der Bohrung 68 aufgehängt ist. Eine am oberen 30 geschweißt sein.The upper plate 14 has a central bore connection block 134, the pressure hose connection 146 68 which is arranged to interfere with the positioning and terminal block 148 with the upper housing of a selected linearly variable differential trans- 25 136 connected while the low pressure source from formators 70, hereinafter referred to as LVDT. Terminal block 144 in parallel via line 150 with The LVDT 70 consists of a specially wound and a low-pressure accumulator 152, th coil 72 suitably, e.g. B, by means of high and low pressure accumulators 152 and 140, respectively the cuff 74 is arranged so that it can be centrally recessed in the upper housing shell 102 the bore 68 is suspended. One to be welded at the top 30.

Ende der Kolbenstange 34 befestigte Stange bzw. ein Ein zusätzliches Akkumulatorgehäuse 154 ist inEnd of the piston rod 34 attached rod or an additional accumulator housing 154 is in

Kern 76 bewegt dann eine Länge permeablen Mate- einem abnehmbaren Lukendeckel 156 eingeschweißt, rials innerhalb der Spule 72 während der hydrau- Dieser Deekel 156 ist mit Griffen 158 versehen. Verlischen Betätigung zur Erzielung einer Veränderung schiedene andere Anschlüsse für elektrische Kabel des magnetischen Flusses, die elektrisch aufgenom- 35 sind in den Verbindungsstücken 160,162 und 164 men werden kann, damit sie als Kontrollsignal der für die Zuleitung in das Innere des Schwingers 100 Kontrollstelle an der Oberfläche zugeleitet wird. Der vorgesehen.Core 76 then moves a length of permeable material welded into a removable hatch cover 156, rials within the coil 72 during the hydraulic This Deekel 156 is provided with handles 158. Get lost Actuation to achieve a change various other connections for electrical cables of the magnetic flux, which are electrically recorded in the connecting pieces 160, 162 and 164 can be men so that they can be used as a control signal for the feed line into the interior of the oscillator 100 Control point on the surface is fed. The intended.

Deckel 78 bildet eine wasserdichte Abdeckung über F i g. 4 zeigt einen hydraulischen LinearbetätigerLid 78 forms a watertight cover over FIG. 4 shows a hydraulic linear actuator

dem Aufbau von Spule 72 und Stange 76. Derartige 170 und die verschiedenen Bauteile und Anschlüsse LVDT-Aufbauten sind im Handel erhältlich und ihre 40 im Schwinger 100. So ist der untere Wasserkolben Anwendung in hydraulischen Vibratoren bzw. bzw. die untere Gehäuseschale 104 starr mit dem Schwingern ist daher bekannt. Ende der Kolbenstange 172 verbunden, während diethe construction of coil 72 and rod 76. Such 170 and the various components and connections LVDT superstructures are commercially available and their 40 in the transducer 100. So is the lower water flask Application in hydraulic vibrators or the lower housing shell 104 rigid with the Swinging is therefore known. End of the piston rod 172 connected while the

Ein geeigneter Bügel 80 zum Aufhängen ist an der obere Gehäuseschale 102 starr mit dem Zylinder 124 Oberseite der oberen Platte 14 angeschweißt oder des Linearbetätigers 170 verbunden ist. sonstwie befestigt. Ein Schäkel 82 kann daran ange- 45 Der Linearbetätiger 170 besitzt einen Kolben 176 bracht sein, um ein zur Aufhängung dienendes Kabel mit einer oberen oder ersten Kolbenstange 178 und oder Tau aufzunehmen. erstreckt sich als zweite Kolbenstange 180 nach unten,A suitable hanger 80 for hanging is rigid with the cylinder 124 on the upper housing shell 102 Top of the top plate 14 is welded or the linear actuator 170 is connected. otherwise attached. A shackle 82 can be attached to it be brought to a suspension cable with an upper or first piston rod 178 and or take up rope. extends downwards as a second piston rod 180,

F i g. 2 zeigt eine stromlinienförmige, bevorzugte die ebenfalls als Ganzes damit ausgebildet ist und Ausführungsform des grundlegenden, in F i g. 1 ge- weiter oben als Kolbenstange 172 bezeichnet wurde, zeigten Schwingers, so wie er in einer typischen Be- 50 Letztere ist in einer Axialbohrung 182 einer unteren triebsstellung erscheint. Ein Schwinger 100 ist mit Endkappe 184 mittels mehrerer Schrauben 186 z. B. einem oberen, auf das Wasser auftreffenden Kolben acht hochfeste, in gleichem Abstand voneinander an- bzw. einer Gehäuseschale 102 und einem unteren geordnete Kopfschrauben, befestigt. Die untere Endauf das Wasser auf treffenden Kolben bzw. einer kappe 184 ist im Zentrum der unteren Gehäuseschale Gehäuseschale 104 ausgebildet, die in einer im 55 104 eingeschweißt, und eine geeignete Kopfschraube wesentlichen parallelen Anordnung gehalten und 188 sowie eine Drainagebohrung 190 können vorgedurch einen Balg oder einen flexiblen Abdichtteil 106 sehen sein. Eine nach außen gerichtete Axialbohrungnachgiebig in bezug aufeinander wasserdicht abge- 192 in der unteren Endkappe 184 ist so angeordnet, dichtet miteinander verbunden sind. Die Gehäuse- daß sie eine anzuschraubende Abdeckplatte 194 darin schalen 102 und 104 sind jeweils als flache Schale 60 aufnehmen kann. Diese ist mit mehreren Kopf sehr auausgebildet, so daß beim Schleppen ein möglichst benl96 und geeigneten Dichtungsringen 198 sicher geringer. ,Wasserwiderstand auftritt. Die Oberseite befestigt, die den Zutritt von Meerwasser zu den der oberen Gehäuseschale 102 trägt einen Befesti- hochfesten Kopfschrauben 186 verhindern, die die gungsständer 108, an dem mittels eines geeigneten Kolbenstange 172 an der unteren Gehäuseschale 104 Schäkels 110 ein Tau 112 befestigt werden kann, das 65 befestigen. Ballast kann in ausgewogener Weise in dazu dient, den Schwinger 100 in der allgemein durch den gestrichelt in 200 wiedergegebenen Räumen den Pfeil 114 gezeigten Richtung durch das Wasser untergebracht sein, zu schleppen. Der Kolben 176 besitzt mehrere ringförmige Vor-F i g. 2 shows a streamlined, preferred one which is also formed therewith as a whole and Embodiment of the basic, in F i g. 1 ge was referred to above as piston rod 172, showed Schwingers, as it is in a typical loading 50 the latter in an axial bore 182 of a lower one drive position appears. A transducer 100 is connected to the end cap 184 by means of a plurality of screws 186 z. B. an upper piston that hits the water, eight high-strength pistons equidistant from one another. or a housing shell 102 and a lower ordered head screws. The lower end the water on the piston or a cap 184 is in the center of the lower housing shell Housing shell 104 formed, which is welded in a 55 104, and a suitable cap screw held substantially parallel arrangement and 188 and a drainage hole 190 can vorgeburch a bellows or a flexible sealing part 106 can be seen. An outwardly facing axial bore compliant 192 in the lower end cap 184 is arranged so that it is watertight with respect to one another, are tightly connected to each other. The housing - that it has a screw-on cover plate 194 in it shells 102 and 104 are each a flat shell 60 can accommodate. This is very well formed with several heads, so that when towing, a suitable sealing ring 198 is as safe as possible less. , Water resistance occurs. The top attached, allowing the entry of sea water to the The upper housing shell 102 carries a fastening high-strength capscrews 186 that prevent the supply stand 108, on which a suitable piston rod 172 is attached to the lower housing shell 104 Shackle 110 a rope 112 can be attached, the 65 attach. Ballast can be balanced in serves to place the transducer 100 in the spaces shown generally by the dashed lines in 200 the direction shown by arrow 114 be housed by the water, to haul. The piston 176 has several annular pro

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Sprünge 202, die die Ringnuten 204 abgrenzen. In Stange aus permeablen Material 270, die darin Mnjeder derselben sitzt ein Kolbenring 206 zur Abdich- und herbeweglich ist. Das permeable Material 270 rung im Zylinder in an sich bekannter Weise. Es wird von einer Stange 272 und einer Schraube 274 wurde festgestellt, daß im Handel erhältliche Doppel- getragen, die im inneren Ende der Bohrung 210 bedichtungsringe aus Weicheisen od. dgl. geeignet sind. 5 festigt ist. Diese Art von LVDT-Aufbau ist im Han-Das obere Kolbenstangenende 178 des Kolbens 176 del als Modell Nr. 585DT-1000 der Firma Sanborn besitzt eine obere Axialbohrung 208, die sich abwärts Co, Walton, Mass., USA erhältlich, und die elektriin eine Axialbohrung 210 geringeren Durchmessers sehen Anschlüsse werden an anderer Stelle eröffnet, erstreckt, die beide Raum für einen linear variablen Sie erfolgen über das Kabel 276, das durch geeignete Differentialtransformator (LVDT) bilden. io abdichtende Durchführungen von der Wicklung 268·Cracks 202 that delimit the annular grooves 204. In rod of permeable material 270, which is contained therein Mnjeder the same sits a piston ring 206 for sealing and is movable. The permeable material 270 tion in the cylinder in a known manner. It is supported by a rod 272 and a screw 274 Commercially available double seals have been found to have been fitted with sealing rings in the inner end of the bore 210 from soft iron or the like. Are suitable. 5 is consolidated. This type of LVDT construction is in the Han-Das upper piston rod end 178 of piston 176 del as model no. 585DT-1000 from Sanborn has an upper axial bore 208 available down from Co, Walton, Mass., USA, and the electrical see an axial bore 210 of smaller diameter connections are opened at another point, extends both of which space for a linearly variable They are made via the cable 276, which is through appropriate Form differential transformer (LVDT). io sealing feedthroughs from winding 268

Eine obere Endkappe 212 ist fest in der oberen des LVDT nach außen geht.A top end cap 212 is fixed in the top of the LVDT going outside.

Gehäuseschale 102 in deren Mitte eingeschweißt, so Die elastisch biegsame bzw. flexible AbdichtungHousing shell 102 welded in the middle, so the elastically pliable or flexible seal

daß die richtige Einbaufassung entsteht. So ist die 106 ist von besonderer Art, die eine besonders er-Endkappe212 mit einem oberen Flansch 214 des wünschte Betriebsweise gestattet und an anderer Zylinders 174 durch mehrere hochfeste Schrauben 15 Stelle eröffnet und beansprucht wird. Die Abdichtung 216, z. B. sechzehn in gleichem Abstand voneinander 106 kann aus dem gewählten biegsamen und elastiangeordnete Kopfschrauben befestigt. Ein Abdeck- sehen bzw. flexiblen Material z. B. gewissen Urethaflansch 218 des oberen Gehäuses 136 deckt die nen, Polyvinylchloriden usw. geformt sein. Sie be-Schraubenköpfe der Kopfschrauben 216 ab, so daß steht aus einem ringförmigen Teil mit oberen und sie nicht mit Meerwasser in Berührung kommen. 20 unteren Flanschen 280 bzw. 282. Jeder dieser Flanschethat the correct installation socket is created. So the 106 is of a special type, which has a special er-end cap 212 with a top flange 214 of the desired mode of operation permitted and to others Cylinder 174 is opened and stressed by several high-strength screws 15 point. The waterproofing 216, e.g. B. sixteen equidistant from each other 106 can be selected from the flexible and elastic Head screws fastened. A cover or flexible material such. B. certain uretha flange 218 of the upper housing 136 covers the NEN, polyvinyl chlorides, etc. may be molded. They be screw heads of the head screws 216 from, so that there is an annular part with upper and they do not come into contact with sea water. 20 lower flanges 280 and 282 respectively. Each of these flanges

Der hydraulische Zylinder 174 besitzt eine erste 280 und 282 besitzt eine Lippe 284 bzw. 286 und Zentralbohrung 220 mit einer Zylinderbüchse 222 einen Wulst 288 bzw. 290. Die obere und die untere daran, die in gleitender Berührung mit den ringför- Gehäuseschale 102 und 104 besitzen jeweils ummigen Vorsprüngen 202 und den Kolbenringen 206 laufende Ringnuten 292 und 294, derart, daß die des Kolbens 176 steht. Der obere und der untere 25 Wülste 288 bzw. 290 der Dichtung 106 in sie einAbschnitt des Zylinders 174 sind mit etwas weiteren greifen, und ein oberes sowie ein unteres Befesti-Senkbohrungen 224 und 226 versehen für die Auf- gungsband 296 bzw. 298 halt die Dichtung 106 in nähme entsprechender Dichtungseinsätze 228 und ihrer Lage. Die besondere Ausbildung des flexiblen 230. Diese bestehen aus im Handel erhältlichen Wulstes hat sich zur Erzielung einer dauerhaften Dichtungsringen, wie z. B. Bronzebüchsen. Übliche 30 flexiblen Abdichtung als besonders wünschenswert Schmierverfahren und Dichtungen mit elastischen erwiesen und ist an anderer Stelle eingehender be-Ringen sind ebenfalls vorgesehen. Die untere Dich- schrieben worden. Die hydraulische Steuerung des rung 230 ist in der Bohrung 226 durch einen Dich- Linearbetätigers 170 wird durch ein Servoventil 300, tungsring 232 und den Haltering 234 gehalten, der z. B. ein Moog-Servoventil Nr. 79-102, bewirkt, eine durch mehrere Kopfschrauben 236 befestigt ist. 35 dreistufige Art Servosteuerung mit hohem Durch-Ebenso ist die obere Dichtung 228 in der Bohrung fluß. Der hydraulische Druck wird über die Druck-224 durch einen geeigneten Dichtungsring 238 und mittelschläuche 142 und 128 am oberen Rahmen 136 den Befestigungsring 240 gehalten, der durch mehrere gemäß F i g. 3 aufgebracht. So ist z. B. eine Seite der Kopf schrauben 242 befestigt ist. hydraulischen Druckleitung über den mit GewindeThe hydraulic cylinder 174 has a first 280 and 282 has a lip 284 and 286, respectively Central bore 220 with a cylinder liner 222 a bead 288 or 290. The upper and lower mind that in sliding contact with the ringför- housing shell 102 and 104 possess ummigen, respectively Projections 202 and the piston rings 206 running annular grooves 292 and 294, such that the of the piston 176 is. The upper and lower 25 beads 288 and 290, respectively, of gasket 106 are incorporated into them of the cylinder 174 are gripped with something wider, and an upper and a lower fastening countersunk holes 224 and 226 provided for the loading belt 296 and 298, respectively, hold the seal 106 in place would take appropriate sealing inserts 228 and their location. The special training of the flexible 230. These consist of commercially available bead has been proven to be durable Sealing rings, such as. B. bronze cans. Usual flexible sealing as particularly desirable Lubrication methods and seals with elastic proved and is more detailed elsewhere be-rings are also provided. The lower seal has been written. The hydraulic control of the tion 230 is in the bore 226 through a sealing linear actuator 170 is through a servo valve 300, processing ring 232 and the retaining ring 234 held, the z. B. a Moog servo valve No. 79-102, causes a is fastened by several head screws 236. 35 three-stage type servo control with high through-level is the upper seal 228 in the bore flow. The hydraulic pressure is via the pressure 224 through a suitable sealing ring 238 and center tubes 142 and 128 on the upper frame 136 the fastening ring 240 held, which by several according to F i g. 3 applied. So is z. B. one side of the Head screw 242 is attached. hydraulic pressure line via the threaded

Das obere Gehäuse 136 bildet den Zugang und 40 versehenen Einlaßanschluß 302 zur Leitung 304, die den Schutzdeckel für einen LVDT 244 und schützt in der Wand des Zylinders 174 vorgesehen ist und weiterhin die hochfesten Befestigungsschrauben vor zum Servoventil 300 führt, angeschlossen. Eine ähnder Berührung mit der korrodierenden Umgebung. liehe Leitung für die andere Seite der hydraulischen Das obere Gehäuse 136 hat mehrere in gleichem Ab- Druckleitung 306 ist gestrichelt dargestellt und in stand voneinander angeordnete Bohrungen 246 zur 45 dem Fachmann bekannter Weise ausgeführt. Ähnliche Aufnahme der Kopfschrauben 248, die den oberen durch Bohrungen gebildete Kanäle in der Zylinder-Rahmen 136 am Zylinderhaltering 240 befestigen. wand 174 bilden gestrichelt dargestellte Druckan-Auf diese Weise ist das obere Gehäuse 136 sicher am Schlüsse 308 und 310 vom Servoventil 300 zur obe-Haltering 240 und dem Zylinder 174 befestigt und ren und unteren Kammer 312 bzw. 314 des hydrauverhindert, daß die Kopfschrauben 242 und 216 mit 50 lischen Zylinders.The upper housing 136 forms the access and 40-provided inlet connection 302 to the conduit 304, the the protective cover for an LVDT 244 and protects in the wall of the cylinder 174 is provided and the high-strength fastening screws continue to lead to the servo valve 300, connected. One other Contact with the corrosive environment. borrowed line for the other side of the hydraulic The upper housing 136 has several in the same direction- Pressure line 306 is shown in phantom and in FIG bores 246 arranged from one another were carried out in a manner known to the person skilled in the art. Similar Receipt of the head screws 248, the upper channels formed by holes in the cylinder frame 136 on the cylinder retaining ring 240. wall 174 form Druckan-Auf, shown in dashed lines this way, the upper housing 136 is secure on the keys 308 and 310 from the servo valve 300 to the top retaining ring 240 and the cylinder 174 fixed and ren and lower chamber 312 and 314 of the hydraulic prevents, that the head screws 242 and 216 with 50 Lischen cylinder.

dem umgebenden Meerwasser in Berührung gelangen. Der Druckakkumulator 154 dient zur Feststellungcome into contact with the surrounding sea water. The pressure accumulator 154 is used for determination

Eine obere Abdeckplatte 249 ist dann dicht über dem des unmittelbar außerhalb des Schwingers vorhandeoberen Gehäuse 136 mittels der Kopfschrauben 250 nen Wasserdrucks zum Zwecke der Regelung und befestigt, so daß die hochfesten Kopfschrauben 248 Einstellung. Der Druckakkumulatorkörper 154 benicht mit dem korrodierenden Meerwasser in Beruh- 55 sitzt nur ein geeignetes Filtersieb 320 über seiner rung kommen. oberen Öffnung 322. Ein flexibler Beutel oder eineA top cover plate 249 is then just above that of the one immediately outside the transducer Housing 136 by means of the head screws 250 nen water pressure for the purpose of regulation and fastened so that the high strength cap screws 248 adjustment. The pressure accumulator body 154 does not with the corrosive seawater at rest, there is only one suitable filter screen 320 over it come. top opening 322. A flexible pouch or

Die obere Abdeckplatte 249 ist mit einer sich axial Membran 324 ist im Akkumulator 154 derart befeerstreckenden Manschette 252 ausgebildet. Der Zen- stigt, daß das umgebende Wasser frei in den Raum tralteil der Abdeckplatte 249 ist durch einen Stopfen 326 eintritt und die Membran 324 entsprechend abgedichtet, der den Zugang zu einer Einstell- 60 dem Druck desselben streckt, so daß eine entspreschraube 256 gestattet. Das Verstellen der Schraube chende Druckänderung im Luftraum 328 erfolgt. über eine Gegenmutter 258 und die mit Ge- Diese Änderung wird über einen Luftschlauch 330, winde versehene Schulter 260 gestattet eine leichte eine Durchführung 332 und einen Schlauch 334 an Einstellung der LVDT-Aufbaus. Die Einstellschraube die Oberfläche geleitet, wo die Druckänderung festerstreckt sich abwärts als Einstellbolzen 262, der 65 gestellt wird. Ein mit der Durchführung 338 verbunseinerseits einen Block 264 bewegt, der eine Wick- dener Schlauch 336 dient dazu, den Luftdruck im lungsklemme 266 trägt. Die den LVDT abtastende Inneren der Kammer 340 des Schwingers 100 zu verVorrichtung besitzt eine -Wicklung 268 und eine ändern. Die Luftschläuche 334 und 336 können inThe upper cover plate 249 is provided with an axially extending membrane 324 in the accumulator 154 Cuff 252 formed. The center that the surrounding water freely enters the space The central part of the cover plate 249 is entered through a plug 326 and the membrane 324 accordingly sealed, which stretches the access to an adjustment 60 the pressure of the same, so that a corresponding screw 256 allowed. The adjustment of the screw corresponding pressure change in the air space 328 takes place. This change is made via an air hose 330, Threaded shoulder 260 allows easy passage 332 and hose 334 on Adjustment of the LVDT structure. The adjustment screw directed the surface where the pressure change stuck downwards as adjusting bolt 262, which is set 65. A connection with the implementation 338 on his part a block 264 is moved, which a Wickdener hose 336 is used to increase the air pressure in the terminal 266 carries. The LVDT-scanned interior of the chamber 340 of the transducer 100 to device has one winding 268 and one change. The air hoses 334 and 336 can be inserted in

.geeigneter Weise gebündelt oder im Steuerleitungsbündel 118 gemäß Fi g. 2 getragen sein.Bundled in a suitable manner or in a control cable bundle 118 according to FIG. 2 must be worn.

Ein Lukendeckel 156 ist über einer Luke 342 mittels mehrerer Kopf schrauben 344 dicht befestigt. Er läßt sich leicht mittels der Griffe 158 abschrauben und entfernen und gibt den Zugang zum Inneren der Kammer 340 des Schwingers 100 für Reparaturen, Einstellung oder sonstige Zwecke frei. Ein Zugang zum Inneren kann auch zwischen der oberen und unteren Gehäuseschale 102 und 104 vorgesehen xo werden, wenn die flexible Abdichtung 106 entfernt ■oder zumindest auf einer Seite abgelöst wird.A hatch cover 156 is tightly fastened over a hatch 342 by means of a plurality of head screws 344. He can easily be unscrewed and removed by means of the handles 158 and gives access to the interior of the Chamber 340 of the oscillator 100 free for repairs, adjustment or other purposes. One entry to the inside, xo can also be provided between the upper and lower housing shells 102 and 104 when the flexible seal 106 is removed ■ or at least peeled off on one side.

Arbeitsweise: Der Schwinger 100 wird in der Regel von einem geeigneten Fahrzeug aus betrieben, das ■die erforderliche Ausrüstung, d. h. Hydrauliksystem, Luftdruckregler, elektronische Einrichtung usw. trägt. Der Schwinger 100 kann durch das Hubkabel 116 (Fig. 2) auf und ab bewegt werden, und das Schleppen in der richtigen Lage wird durch ein Schleppkabel 112 ermöglicht, das an einem gewähl- so ten Punkt längs des vorderen Schleppanschlusses 108 ^:~~\ befestigt ist. Wenn der Schwinger 100 auf eine vor-Operation: The transducer 100 is typically operated from a suitable vehicle that ■ carries the necessary equipment, ie hydraulic system, air pressure regulator, electronic device, etc. The transducer 100 can be moved up and down by the lifting cable 116 (FIG. 2), and towing in the correct position is made possible by a towing cable 112 which at a selected point along the front towing connection 108 ^: ~~ \ is attached. If the transducer 100 is on a pre-

gewählte Tiefe in das Wasser heruntergelassen wird, kann die an Bord befindliche Luftdruckregelvorrichtung so betrieben werden, daß der statische Luftdruck im Inneren der Kammer 340 in bezug auf den « Druck des umgebenden Wassers eingestellt wird. DerIf the chosen depth is lowered into the water, the air pressure regulating device on board can operated so that the static air pressure inside the chamber 340 with respect to the «Pressure of the surrounding water is adjusted. Of the

'··. Druck in der unmittelbaren Umgebung des Schwingers würde nämlich die biegsame Membran 324 um einen vorausbestimmten Betrag dehnen und dadurch eine entsprechende Vergrößerung des Luftdrucks in der Kammer 328, in den abführenden Leitungen 330 und 334 derart bewirken, daß durch geeignete Messung der Druckänderung an der Oberfläche eine entsprechende Druckanzeige entsteht. Dann kann die Druckluftanlage an Bord derart betrieben werden, daß über die Luftleitung 334 der Druck in Inneren der Kammer 340 auf einen bestimmten Betrag eingestellt wird.'··. Pressure in the immediate vicinity of the transducer namely, the flexible membrane 324 would stretch a predetermined amount and thereby a corresponding increase in the air pressure in the chamber 328, in the discharge lines 330 and 334 in such a way that by suitable measurement of the pressure change at the surface a corresponding Pressure display arises. Then the compressed air system on board can be operated in such a way that that via the air line 334, the pressure in the interior of the chamber 340 is set to a certain amount will.

Wenn der statische Luftdruck in Kammer 340 eingestellt worden ist, ist der Schwinger 100 betriebsbereit und kann dann während einer bestimmten Dauer in Schwingung versetzt werden, d.h. mit beliebiger Anzahl von Frequenzen, die im Aufwärts- oder Abwärtsdurchgang auftreten, usw., wie es bei der Lager-Stättenerforschung nach diesem Verfahren üblich ist. Es ist dem Fachmann bekannt, daß es in der Regel wünschenswert ist, ein seismisches Ausgangssignal zu erzeugen, daß einen Aufwärts- oder Abwärtsdurchgang von Frequenzen zwischen etwa 85 bis 90 Hertz ist. Zahlreiche Faktoren einschließlich des Zustandes .des Meeres- oder Seegrundes und des Untergrundes bestimmen die Wahl der Schwingungsfrequenzen und die Dauer der Schwingungsabgabe.When the static air pressure in chamber 340 has been adjusted, the transducer 100 is ready for use and can then be made to vibrate for a certain period, i.e. with any Number of frequencies occurring in the upward or downward pass, etc., as in storage site exploration after this procedure is common. It is known to those skilled in the art that it usually it is desirable to generate a seismic output signal that an upward or downward passage of frequencies between about 85 to 90 Hertz. Numerous factors including condition .the sea or lake bed and the subsoil determine the choice of vibration frequencies and the duration of the vibration output.

Die Betätigung des Schwingers 100 wird über die Hydraulikleitungen 128 und 142 und das Servoventil 300 derart bewirkt, daß abwechselnd Druckmittel an die Durchlässe 308 und 310 angelegt oder abgezogen wird, die zu der oberen und unteren Hydraulikkammer 312 und 314 des Linearbetätigers 170 führen. E ist üblich, daß der Druckmittelzufluß bzw. -abfluJ zu den Kammern 312 und 314 sich ergänzend bzw komplementär erfolgt, so daß die Expansion in de einen und die Kontraktion im gleichen Verhältnis η der anderen erfolgt. Diese alternierende Anlegun] von Druckmittel wird durch das Servoventil 300 ii wohlbekannter Weise gesteuert.The operation of the vibrator 100 is via the hydraulic lines 128 and 142 and the servo valve 300 causes pressure medium to be alternately applied to or withdrawn from the passages 308 and 310 leading to the upper and lower hydraulic chambers 312 and 314 of the linear actuator 170. E. it is usual that the pressure medium inflow or outflow to the chambers 312 and 314 complement each other or takes place in a complementary manner, so that the expansion in de one and the contraction in the same ratio η the other takes place. This alternating application of pressure medium is controlled by the servo valve 300 ii controlled in a well-known manner.

Wenn also hydraulische Energie angelegt wird, un den hydraulischen Kolben 176 aufwärts und darni die untere Gehäuseschale 104 ebenfalls aufwärts z\ bewegen, so. wird den Wasserteilchen unterhalb de: auftreffenden Seite oder Außenfläche der Gehäuse schale 104 eine Dilatationsbewegung erteilt; dann mit Umkehr der Bewegungsrichtung des hydraul! sehen Kolbens 176 wird die untere Gehäuseschall 104 nach unten gedrückt, und die Wasserteilchen er fahren eine Kompressionsbewegung zur Erzeugunj der alternierenden akustischen Wirkung. Der Schwin gerlOO erzeugt also akustische Energie, die von ihn aus und abwärts durch das Wasser in wohlbekannte: Weise geht, um später als zurückgeworfene oder re flektierte seismische Energie empfangen zu werden.Thus, if hydraulic power is applied, un the hydraulic piston 176 upwardly and Darni the lower housing shell 104 also upwardly z \ move to do so. the water particles below the impinging side or outer surface of the housing shell 104 are given a dilation movement; then with reversal of the direction of movement of the hydraul! See piston 176, the lower housing sound 104 is pressed down, and the water particles he drive a compression movement to generate the alternating acoustic effect. The Schwin gerlOO thus generates acoustic energy that goes from it and down through the water in a well-known way, in order to be received later as reflected or reflected seismic energy.

In obigem wird ein neuartiger Schwinger fü Unterwasserbetrieb eröffnet^ der eine bessere Aus gangsleistung bei geringerer Wahrscheinlichkeit me chanischen Versagens ermöglicht und zahlreich) Merkmale verwirklicht, wie z. B. stromlinienförmigi Aufbildung, einfacher Betrieb und zusätzliche bau liehe Sicherheit.In the above, a new type of transducer for underwater operation is opened, which provides a better solution power output possible with lower probability of mechanical failure and numerous) Realized features such as: B. streamlined design, simple operation and additional construction lent security.

Claims

Patent claims:

1. Underwater vibrator for seismics with a streamlined housing, dadurcl characterized in that the housing (100 from two axially symmetrical half-shells (10! and 104) with openings facing each other and aligned axis of symmetry], the edges of which have a flexible you processing element (106) are connected to each other in a waterproof manner and at each of which one end is a inside the housing housed linear oscillator (170) is attached, the twoi Half-shells (102 and 104) with deformation of the sealing element (106) in linear oscillation offset towards or away from each other.

2. Underwater vibrator according to claim 1, characterized in that a half-shell (102 of the housing (100) has an outwardly leading opening (320) to which a Pressure sensor (324 to 334) for the water pressure] is connected outside the housing (100).

3. Underwater vibrator according to claim 2, characterized in that the pressure sensor eini by the external water pressure against an internal air pressure inflatable bellows (324) ent holds.

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