DE2824543A1

DE2824543A1 - Seismischer schallgenerator

Info

Publication number: DE2824543A1
Application number: DE19782824543
Authority: DE
Inventors: Garland H Walker
Original assignee: Western Geophysical Company of America
Current assignee: Western Atlas International Inc
Priority date: 1977-06-06
Filing date: 1978-06-05
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE2824543C2; SE7806374L; FR2394096B1; DK247478A; NL7806108A; CA1100223A; IT7849674A0; AR218492A1; SE439203B; NO148236C; JPS6314311B2; FR2394096A1; DK154365B; US4180139A; JPS543520A; IE781132L; DK154365C; GR63162B; NO781897L; IT1105307B

Description

TER meer · möller · Steinmeister Western Geophysical

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen seismischen Schallgenerator gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. 5

Die Erfindung befaßt sich mit Einrichtungen, die für eine plötzliche oder schlagartige Energieabgabe verwendet werden, und insbesondere mit einer seismischen Schallquelle, wie etwa einer Luftkanone, die zur Freisetzung eines unter Druck stehenden Gases, wie etwa Luft, in ein Gewässer verwendet wird, so daß im Rahmen seismischer Forschungen die reflektierten oder gebrochenen Wellen beobachtet werden können, die sich dadurch ergeben.

Herkömmliche Luftkanonen enthalten unter Druck stehendes Gas, üblicherweise Luft, bei Drücken von 3,448 χ 10 bis 55,16 χ 10⁶ N/m^a (500 bis 8.000 lb/in²). Ein Ventilmechanismus wird mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt, so daß Druckluft schlagartig über eine Periode von wenigen Millisekunden zur Erzeugung eines akustischen Impulses freigegeben wird.

Im allgemeinen weist eine herkömmliche Luftkanone wenigstens zwei Kammern auf, und zwar eine Steuerkammer und eine Schußkammer. üblicherweise stehen die beiden Kammern in Fluidverbindung miteinander über einen reduzierten Dosierkanal, so daß der Luftdruck zwischen den beiden Kammern ausgeglichen werden kann. Die Schußkammer ist mit Gasauslässen versehen, die beim Spannen der Kanone durch ein Ventil, wie etwa eine gleitende Hülse, ein Kolben oder Stößelventil abgedichtet werden. Die Ventile haben bei jedem Typ zwei Flächen mit unterschiedlicher Größe. Die dem Luftdruck in der Steuerkammer ausgesetzte Fläche ist größer. Daher hält die Kraftdifferenz, die gegen die beiden Ventilflächen einwirkt, das Ventil in einer Stellung, in der die Gasauslässe geschlossen sind. Zum Abschießen der Kanone wird die Kraftdifferenz geändert, indem der Druck in der Steuerkammer

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gesenkt oder derjenige in der Schußkammer leicht angehoben wird. Der Druck in der Schußkammer verschiebt das Ventil im Sinne einer schlagartigen öffnung, so daß die Luft in der Schußkammer explosionsartig durch die Gasauslässe austritt. Zur öffnung der Gasauslässe bewegt sich das Ventil nur in eine Richtung. Bei einer entgegengesetzten Bewegung werden die Gasauslässe geschlossen.

Wie oben erwähnt wurde, können Ventilglieder, die für Luftkanonen verwendet werden, Hülsen-, Stößel- oder Kolbenventile sein. Hülsen- oder Stößelventile werden durch einen Antriebsmechanismus gegen einen Sitz zur Blockierung des Austrittes von Hochdruckluft durch die Gasauslässe verschoben. Der Antrieb bewegt das Ventilglied sodann parallel zu der Ebene der Gasauslässe von diesem Sitz fort. Bei Kolbenventilen bewegt sich das Ventilglied senkrechte zu der Ebene der Gasauslässe. Bei allen Ventiltypen bewegt der Antrieb das Ventilglied in eine Richtung zur öffnung der Gasauslässe. Der Antrieb kehrt sodann die Bewegungsrichtung des Ventilgliedes um und führt es zurück gegen den Ventilsitz, so daß die Schußkammer wieder geladen werden kann. Ventilantriebe müssen erhebliche Kräfte überwinden und erfordern üblicherweise verschiedene komplizierte Verstärkungsmaßnahmen zur Durchführung ihrer Aufgabe.

Die US-PS 3 638 752 beschreibt eine Luftkanone mit einem Ventil in der Form einer gleitenden zylindrischen Hülse, die gegen einen Sitz zur Schließung der Gasauslässe anschlägt. Die US-PS 3 039 292 befaßt sich mit einem stößelförmigen Ventilglied. Ein typisches Kolbenventil ist in der US-PS 3 276 534 und 3 310 128 gezeigt. Die beiden wesentlichen Nachteile der herkömmlichen, oben beschriebenen Luftkanonen bestehen in der Arbeitsgeschwindigkeit und der Kompliziertheit des Ventilantriebs, der zur Beherrschung der auftretenden großen Kräfte erforderlich ist.

Die bekannten Luftkanonen verbrauchen unnötig viel Luft,

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da ihre Betriebsgeschwindigkeit gering ist. Das Erfordernis einer Bewegungsumkehr des Ventilgliedes, d.h. einer Bewegung in eine erste Richtung zur öffnung des Ventils und einer Bewegung in die entgegengesetzte Richtung zur Schliessung des Ventils, führte zu unvermeidlich langen Zeiträumen, während denen die Gasauslässe offen waren. Selbstverständlich trat Druckluft aus der Schußkammer während der gesamten Zeitperiode aus. Es ist bekannt, daß nur der anfängliche Luftaustritt, der unmittelbar nach dem öffnen der Gasauslasse erfolgt, brauchbare akustische Energie liefert. Eine weitere Abgabe von Luft trägt zu der Stärke des akustischen Impulses nicht bei und ist daher unnötig.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine Luftkanone zu schaffen, die einen schnelleren Ventilbetrieb aufweist, so daß eine sehr geringe Druckluftmenge während jedes Schußzyklus abgegeben wird, so daß ein kleinerer Luftkompressor eingesetzt werden kann, als es bisher möglich war. Weiterhin soll die Kompliziertheit der Luftkanone verringert und Dosierkanäle und mehrstufige Klappen- und Magnetsteuerventile sollen vermieden werden.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Erfindungsgemäß wird eine seismische Schallquelle oder ein Schallgenerator geschaffen, der unter Wasser Gas unter hohem Druck abgibt, wobei ein Minimum an komprimiertem Gas während jedes Schußzyklus verbraucht wird und nur sehr wenige bewegliche Teile erforderlich sind.

Eine Kammer enthält ein Druckgas und umfaßt einen Gasauslaß, durch den das Gas abgegeben werden kann. Ein Ventilglied ist beweglich in der Kammer angeordnet und kann in verschiedenen Dichtpositionen gegen den Gasauslaß zu dessen Blockierung angelegt werden. Das Ventilglied weist eine hindurchgehende öffnung auf. Es kann durch ein Betätigungs-

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organ in einer kontinuierlichen Bewegung ohne Richtungsumkehr aus einer Dichtposition durch eine Schußposition, in der die öffnung mit dem Gasauslaß ausgerichtet ist, in eine andere Dichtposition bewegt werden. 5

Zum erneuten Abschießen der Luftkanone kann das Ventilglied in die erste Dichtposition zurückgeführt werden. Für weitere Schüsse kann das Ventilglied zwischen den beiden Positionen in abwechselnden Hüben hin- und herbewegt werden, wobei sich bei jedem Hub ein Schuß ergibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Ventilglied federnd aufgehängte Dichtblöcke mit geringer Reibung und einer öffnung, die durch das Betätigungsorgan parallel zu der Ebene des Gasauslasses in einer linearen Bewegung verschoben wird. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein Teil des in der Kammer befindlichen Druckgases zum Antreiben des Betätigungsorgans verwendet werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Verwendung einer Luftkanone für seis

mische Forschungen;

Fig. 2 ist ein genauerer Schnitt durch die in Fig. 1 schematisch gezeigte Luftkanone;

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie

3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 1st ein Teilschnitt des Betätigungsorgans in der geschlossenen Stellung;

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Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie

5-5 in Fig. 2;

Fig. 6 ist ein Leitungsdiagramm für die Betätigung der erfindungsgemäßen Kanone;

Fig. 7 ist ein Schnitt einer abgewandelten Ausführungsform, die mit 0-Ringen ausgerüstet ist, wobei das Betätigungsorgan in der Mittelstellung gezeigt ist;

Fig. 8 ist ein Schnitt ähnlich Fig. 7, bei

dem jedoch die Gasauslässe blockiert sind.
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Die seismische Schallquelle der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Luftkanone 10 (Fig. 1), die durch ein Boot 12 durch Wasser 14 zur Erzeugung eines akustischen Impulses 16 im Wasser geschleppt wird. Wenn der akustische Impuls die Luftkanone 10 verläßt, trifft er auf eine unter der Wasseroberfläche liegende Schicht 18 und wird von dieser als seismische Welle oder als Signal 20 reflektiert.

Die reflektierten seismischen Signale 20 werden durch nicht gezeigte Hydrophone abgetastet, die in einem langen Schleppkabel 22 untergebracht sind. Das Schleppkabel 22 wird durch das Boot 12 geschleppt und in der gewünschten Tiefe durch Tiefenregler 24 gehalten. Die abgetasteten seismischen Signale werden in elektrische Signale umgewandelt und an ein Aufzeichungssystem 26 auf dem Boot 12 durch bekannte Einrichtungen übertragen.

Die Luftkanone 10 wird an dem Boot 12 mit Hilfe eines Halterungsrahmens oder Bügels 28 gehalten, der an der Luftkanone 10 mit Hilfe von Ansätzen 30,32 an den gegenüberliegenden Enden der Luftkanone befestigt ist.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Luftkanone 10 gemäß Fig. 2 ein zylindrisches äußeres Gehäuse 34, das zwischen zwei Stirnplatten 36,38 angeordnet ist, die mit Hilfe von Spannschrauben 40,42 und Muttern 44,46, 48 zusammengspannt sind. In der Praxis werden vier Spannschrauben mit entsprechenden Muttern verwendet, jedoch sind auch zwei Spannschrauben ausreichend, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Das Gehäuse 34 übergreift Schultern 49,51, die in die inneren Flächen der Stirnplatten eingearbeitet sind. O-Ringe 52,54 umgeben die Schultern 49,51 und bewirken eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Gehäuse 34 und den Stirnplatten 36,38. Das äußere Gehäuse 34 und die Stirnplatten 36,38 bilden eine geschlossene Kammer. Das Gehäuse 34 weist vier schlitzförmige Gasauslässe 56,58,61, 62 auf, die radial im Umfang des Gehäuses verteilt sind.

Anstelle der dargestellten Schlitze können öffnungen anderer Form verwendet werden. Das gleiche gilt für die Spannschrauben und Muttern, die ebenfalls durch andere Lösungen ersetzt v/erden können.

Hohle, zylindrische Ansätze 57,59 sind auf den inneren Oberflächen der Stirnplatten 36,38 vorgesehen. Diese Ansätze können in ihrer Position festgeschweißt und anschließend auf das gewünschte Maß bearbeitet sein. Der Außendurchmesser der Ansätze ist etwas geringer als der Innendurchmesser des Gehäuses 34, so daß ein Zwischenraum zur Aufnahme eines gleitend hin- und hergehenden Betätigungsorgans 60 gebildet wird, wie unten näher beschrieben werden soll. Die Ansätze 30 und 32 sind mit den Stirnplatten 36 und 38 zur Aufnahme des Bügels 28 (Fig. 1) verschweißt. Das Gehäuse 34 und die Stirnplatten 36,38 bestehen aus Metall hoher Zugfestigkeit, wie etwa Stahl, so daß sie dem Druck der Luftkanone standhalten, wie unten erläutert werden soll.

Ein rohrförmiges, gleitendes Betätigungsorgan 60 liegt innerhalb des Gehäuses 34 um die Ansätze 57 und 59 herum. Das Betätigungsorgan 60 ist zwischen Anschlägen 63 und

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64 frei verschiebbar, die einen Teil der Schultern 49, 51 der Stirnplatten 36,38 darstellen. Der Zwischenraum zwischen den Enden 66,68 des Betätigungsorgans 60 und den Anschlägen 63 und 64 bildet Ringkammern 70,72 innerhalb der durch das äußere Gehäuse 34 und die Stirnplatten 36,38 gebildeten gesamten Kammer. O-Ringe 74,76,78,80 sind an den Enden des Betätigungsorgans 60 vorgesehen und dichten die Ringkammern 70,72 gegenüber einer inneren Kammer 82 ab, die sich im Inneren der Ansätze 57,59 und des Betätigungsorgans 60 befindet. Das Betätigungsorgan 60 ist gegenüber einer Drehung durch einen Stift 84 festgelegt, der durch das Gehäuse 34 hindurch geschraubt ist und in eine Keilnut 86 eingreift, die in Längsrichtung über einen Teil der Oberfläche des Betätigungsorgans eingefräst ist (Fig. 2 und 5). Das Betätigungsorgan 60 besteht vorzugsweise aus Aluminium, so daß es eine verhältnismäße geringe Trägheit aufweist, wenn es von einer Seite zur anderen gleitet.

Vier öffnungen 88,90,92 und 94 sind radial in das Betätigungsorgan 60 in der Mitte zwischen den beiden Enden 66 und 68 eingeschnitten, wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht. Diese öffnungen sind rechtwinklig, können jedoch auch eine andere Form haben. Vier Dichtblöcke 96,98,100,102 mit schlitzförmigen öffnungen 104,106,108,110 gleiten in den entsprechenden öffnungen 88,90,92,94 des Betätigungsorgans. Die Dichtblöcke bilden Ventilkörper des Betätigungsorgans 60. Die Dichtblöcke bestehen zweckmäßigerweise aus hartem, haltbarem Kunststoff mit geringer Reibung, wie etwa Nilatron.

Die Dichtblöcke sind so zugeschnitten, daß sie in ihren entsprechenden öffnungen gleiten. Die äußeren Flächen sind zur Anpassung an die Krümmung der inneren gekrümmten Oberfläche 35 des Gehäuses 34 gekrümmt. Die Dichtblöcke werden in ihrer Position gehalten und gegen die innere Oberfläche des Gehäuses 34 durch Federhalter 112,114 gedrückt. Die Federhalter sind vorzuziehen, jedoch können auch Ansätze oder Arme verwendet werden, die die Dichtblöcke gegenüber

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einem Herausfallen aus den öffnungen in das Innere des Betätigungsorgans festhalten, wenn die Kanone nicht in Betrieb ist. Wie unten näher erläutert werden soll, werden im Betrieb die Dichtblöcke durch den Luftinnendruck gegen die Gehäusewand festgehalten. Die Wandstärke des Betätigungsorgans 60 ist so gewählt, daß ein schmaler Abstand zwischen den Ansätzen 57,59 und der inneren Oberfläche 35 des Gehäuses 34 besteht, so daß das Betätigungsorgan frei gleiten kann. Die schlitzförmigen öffnungen 104,106,108,110 können dieselbe Größe wie die schlitzförmigen Gasauslässe 56,58,61,62 des Gehäuses 34 aufweisen oder größer oder kleiner als diese sein, je nach den Anforderungen des Einzelfalles. Es können auch andere Formen wie etwa kreisförmige öffnungen verwendet werden.

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Die Stirnplatte 36 ist mit einem Einlaß 116 für ein Betätigungsfluid und einem Einlaß 118 für Schußluft versehen. Die Stirnwand 38 weist nur einen Einlaß 120 für ein Betätigungsfluid auf. Druckluft oder ein Hydraulikfluid unter Druck wird durch die Einlasse mit Hilfe von in Fig. 2 nicht gezeigten Schläuchen zugeführt, wie anschließend in Verbindung mit einem Leitungsdiagramm in Fig. 6 erläutert werden soll.

Die Luftkanone arbeitet wie folgt. Es soll angenommen werden, daß das Betätigungsfluid Druckluft ist. Wenn die Luftkanone eingesetzt wird, gelangt Druckluft in den Einlaß 120. Die Druckluft tritt in die Ringkammer 72 ein und verschiebt das Betätigungsorgan 60 nach rechts, so daß das rechte Ende 66 gegen den Anschlag 63 anliegt. Gemäß Fig. 4 befindet sich das Ventil oder der Dichtblock 96 in einer ersten Verschlußposition, in der er den Gasauslaß 56 des Gehäuses 34 blockiert. Die anderen Gasauslässe sind in ähnlicher Weise durch die Dichtblöcke verschlossen. Wenn die Gasauslässe geschlossen sind, gelangt Schußluft in die mittlere Kammer 82 innerhalb des Betätigungsorgans 60 durch den Einlaß 118. Der Schußluftdruck liegt im Bereich von

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140 bis 420 bar (2.000 - 6.000 psi). Da die Kraft der Luft innerhalb der Kammer 82 . die vier Dichtblöcke gegen die innere Fläche 35 des Gehäuses 34 drückt, sind die Gasauslässe 56,58,61,62 dicht verschlossen. Die Kanone ist damit geladen.

Zum Abschießen der Luftkanone wird die Luft schlagartig aus der Ringkammer 72 abgelassen, und zugleich wird Druckluft durch den Einlaß 116 in die Ringkammer 70 eingelassen, so daß das Betätigungsorgan 60 rasch nach links gegen den Anschlag 64 beschleunigt wird und die Dichtblöcke in einer zweiten Dichtposition bringt. Da die öffnungen 104,106,108,110 die Gasauslässe 56,58,61,62 passieren, sind diese vorübergehend nicht abgedeckt, so daß etwas Druckluft aus der Kammer 82 explosionsartig entweicht und den gewünschten akustischen Impuls erzeugt. Auf diese Weise bewegt sich das Betätigungsorgan in einer linearen Bewegung auf einer abdichtenden in eine offene und sodann in eine andere abdichtende Position in schneller Reihenfolge. Die tatsächliche Zeitdauer, während der die Gasauslässe offen sind, liegt in der Größenordnung von wenigen Millisekunden. Die Kanone wird ein zweites Mal durch Umkehrung des obigen Prozesses abgeschossen, wobei die Luft in der Ringkammer 70 abgezogen und die · Ringkammer 72 unter Druck gesetzt wird, so daß das Betätigungsorgan nach rechts zurückkehrt. Die Luftkanone wird wiederholt "gezündet" oder abgeschossen, während das Betätigungsorgan hin- und herbewegt wird und jedesmal einen Schuß abgibt, wenn die öffnungen 104,106,108, 110 der Dichtblöcke mit den Gasauslässen ausgerichtet sind.

Die Länge der Ansätze 87 und 59 ist nicht kritisch. Sie dienen lediglich als Führungen für das Betätigungsorgan 60 und zur Bildung der Ringkammern 70 oder 72, wenn sich das Betätigungsorgan 60 und die Dichtblöcke 96,98,100, 102 in der einen oder anderen Dichtposition befinden. Die

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beiden Ansätze können zu einem nicht gezeigten, durchlaufenden Rohr verlängert werden, das jedoch einen oder mehrere Luftauslässe direkt gegenüber den Gasauslässen 56,58,61,62 in dem äußeren Gehäuse 34 haben müßte, so daß Druckluft aus der inneren Kammer 82 durch die Gasauslässe austreten kann, wenn das Betätigungsorgan 60 eine Bewegung von einer Seite zur anderen durchführt. Die Luftkanone kann aus einem äußeren rohrförmigen Gehäuse 34, das an beiden Enden durch Stirnplatten 36 und 38 verschlossen ist, einem ersten inneren ringförmigen Betätigungsorgan 60, das konzentrisch zu dem Gehäuse liegt und innerhalb des Gehäuses beweglich ist, und einem zweiten rohrförmigen Glied bestehen, aas in zwei Segmente 57 und 59 unterteilt und gegenüber der inneren Oberfläche des Betätigungsorgans 60 abgedichtet ist.

Die Impulsform, die freigesetzte Energie und die verbrauchte Luftmenge kann durch die Konstruktionsparameter der Form und Größe der Gasauslässe und der Bewegungsgeschwindigkeit des Betätigungsorgans gesteuert werden. Die Geschwindigkeit des Betätigungsorgans wird wiederum gesteuert durch den Durchsatz der Luftabgabe aus einer Ringkammer 70 oder 72 und den Durchsatz der Druckluftzufuhr zu der anderen Ringkammer. Der Druck der Betätigungsluft oder des ggf. verwendeten Hydraulikfluids ist nicht kritisch, sollte jedoch ausreichen, um ein Anhaften und eine Reibung der Dichtblöcke 96,98,100,102 und der gegen die innere Fläche 35 des Gehäuses 34 andrückenden O-Ringe zu überwinden. Drücke von 105 bis 140 bar (1.500 bis 2.000 psi) haben sich als ausreichend erwiesen.

Fig. 6 zeigt ein Leitungsdiagramm für die Betätigung der Luftkanone 10. Ein Luftkompressor 122 (Fig. 1 und 6) führt Druckluft mit dem gewünschten Druck der Schuß-Luft zu. Die Druckluft gelangt an einen Knotenpunkt 124, in dem ein Teil der Luft über eine Leitung 118 an die Kammer 82 (Fig. 2) der Luftkanone 10 abgegeben wird. Ein anderer Teil der

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Luft strömt über ein Druckreduzierventil 126 zu einem Dreiwegeventil 128 mit zwei Schaltpositionen. In einer Position wird Luft von einem Ende der Luftkanone 10 durch die Leitung 116 über eine Leitung 132 abgelassen, und gleichzeitig wird Luft dem anderen Ende der Luftkanone 10 durch den Einlaß 120 zugeführt. In der anderen Position des Dreiwegeventils 128 geschieht dies umgekehrt. Das Dreiwegeventil 128 ist als handbetätigtes Ventil gezeigt, kann jedoch auch in geeigneter Weise automatisch angetrieben sein. Wenn ein hydraulisches Betätigungsfluid verwendet wird, kann das Leitungssystem der Fig. 6 in entsprechender Weise modifiziert und angepaßt sein.

In der vorangegangenen Beschreibung sind schwimmende Dichtblöcke oder Ventile zur Blockierung der Gasauslässe erläutert worden. Es ist auch möglich, diese Dichtblöcke fortzulassen und durch zwei O-Ringe auf beiden Seiten der öffnungen 106,108,110 zu ersetzen, die das Betätigungsorgan auf dem äußeren Umfang umgeben und gegen die innere Fläche 35 des Gehäuses 34 anliegen. In Fig. 7 und 8 ist eine entsprechende Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform gezeigt, wobei das Betätigungsorgan 60 gemäß Fig. 7 offen und gemäß Fig. 8 geschlossen ist. Gemäß Fig. 7 sind die öffnungen 104 und 106, von denen nur zwei gezeigt, jedoch vier oder mehr öffnungen verwendet sind, direkt in die Wand des Betätigungsorgans 60 eingearbeitet. O-Ringe 140 und 142 umgeben das Betätigungsorgan beiderseits des Gasauslasses 56 in dem Gehäuse 34 gemäß Fig. 7. O-Ringe 78,80,140,142,74 und 76 unterdrücken eine Verbindung des Gasauslasses 56 mit den Ringkammern 70 und 72 sowie zwischen der inneren Kammer 82 des Betätigungsorgans 60 und der Umgebung, ausgenommen wenn die öffnungen 104 und 106 mit den Gasauslässen 56 und 58 ausgerichtet sind, wie es in Fig. 7 der Fall ist. Wenn das Betätigungsorgan gegen den Anschlag 63 gemäß Fig. 8 bewegt wird, bewirken die O-Ringe 78 und 140, daß die Gasauslässe 56 und 58 blockiert werden. Wenn das Betätigungsorgan 60

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gegen den in Pig. 7 oder 8 nicht gezeigten entgegengesetzten Anschlag bewegt wird, werden die Gasauslässe 56 und 58 durch die O-Ringe 74 und 142 blockiert.

Obgleich die Gasauslässe als Schlitze dargestellt sind, kann es sich um kreisförmige öffnungen oder Sätze von radial angeordneten kleineren Bohrungen handeln. Die Gasauslässe können im übrigen Schlitze und die öffnungen in den Dichtblöcken kleine Bohrungen sein, die entlang den Abmessungen der Schlitze verteilt sind, oder umgekehrt.

In der Zeichnung ist nur ein Satz von vier radial angeordneten Gasauslässen gezeigt, die mit den öffnungen zusammentreffen. Es können jedoch auch mehr als vier Gasauslasse und öffnungen verwendet werden, die in Abständen über die Länge der Luftkanone verteilt sind.

Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit Druckluft zur Betätigung des Betätigungsorgans beschrieben worden ist, kann auch ein unter Druck stehendes Hydraulikfluid verwendet werden.

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eerseite

Claims

PATENTANWÄLTE TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER
D-aOOO München 22 D-4800 Bielefeld
Triftstraße 4 Siekerwall 7
WG-291 GER
St/ge
5. Juni 1978

Western Geophysical Co.

10001 Richmond

Houston, Texas, U.S.A. 77042

Seismischer Schallgenerator

PRIORITÄT: 6. Juni 1977, U.S.A., 804 116 12. Mai 1978, U.S.A., 905 491

PATENTANSPRÜCHE

Seismischer Schallgenerator zur Abgabe von unter "Druck stehendem Gas in ein Gewässer, gekennzeichnet durch eine Kammer (82) zur Aufnahme des Gases mit einem Gasauslaß, durch den das Gas abgegeben werden kann, ein Ventilglied (96), das mit der Kammer (82) beweglich ist und in mehrere Dichtpositionen gebracht werden kann, in der die Abgabe von Gas aus der Kammer (82) unterdrückt wird, welches Ventilglied eine öffnung (104) umfaßt, und ein Betätigungsorgan (60) zur schnellen Bewegung des Ventilgliedes in kontinuierlicher

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ORIGINAL INSPECTED

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Bewegung aus einer ersten Dichtposition in eine zweite Dichtposition über eine Öffnungsposition hinweg, in der die öffnung (104) mit dem Gasauslaß (56) ausgerichtet ist.

2. Seismischer Schallgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (60) mit dem Dichtglied in einer kontinuierlichen Bewegung aus der zweiten Dichtposition in die erste Dichtposition des Ventilgliedes über eine offene Position hinweg bewegbar ist. 10

3. Seismischer Schallgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (96) eine flexibel aufgehängte Dichtfläche aufweist, die gegen den Gasauslaß (56) in einer Dichtposition durch den Gasdruck im Inneren der Kammer (82) andrückbar ist.

4. Seismischer Schallgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche im Berührungsbereich mit der Kammer aus einem Material mit geringer Reibung besteht.

5. Seismischer Schallgenerator nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (104) das Ventilglied durchdringt. 25
6. Seismischer Schallgenerator nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennze lehnet, daß das Betätigungsorgan (60) Dichtungen (74,76,78,80) zur Bildung einer ersten Ringkammer (70) innerhalb der Kammer (82) in der ersten Dichtposition und einer zweiten Ringkamxoer (72) innerhalb der Kammer (82) in der zweiten Dichtposition sowie Zuführeinrichtungen (116,120) zur Zuleitung von Druckfluid zu der ersten Ringkammer (70) in der ersten Dichtposition und der zweiten Ringkammer (72) in der zweiten Dichtposition umfaßt.
7. Seismischer Schallgenerator nach einem der Ansprüche

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1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (82) langgestreckt ausgebildet ist und daß das Betätigungsorgan (60) das Ventilglied (96) in einer linearen Bewegung mitnimmt.
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8. Seismischer Schallgenerator nach einem der Ansprüche

1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Ventilglieds (96) parallel zu der Ebene des Gasauslasses (56) erfolgt.
10
9. Seismischer Schallgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckfluid ein komprimierbares Gas ist und daß der Antrieb des Betätigungsorgans hydraulisch erfolgt.

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10. Seismischer Schallgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein äußeres rohrförmiges Gehäuse (34) , das an beiden Enden zur Bildung der Kammer (82) geschlossen ist und in dem das Betätigungsorgan (60) liegt, und daß das Betätigungsorgan rohrförmig ausgebildet ist und eine äußere Oberfläche aufweist, die konzentrisch zu dem äußeren Gehäuse liegt, in dem das Betätigungsorgan beweglich ist.
11. Seismischer Schallgenerator nach Anspruch 10, dadurch gekennze lehnet, daß zwei Dichtringe (140,142) beiderseits der öffnung (104) auf der äußeren Oberfläche des Betätigungsorgans in gleitender Berührung mit der inneren Fläche (35) des äußeren Gehäuses (34) vorgesehen sind.
12. Seismischer Schallgenerator nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Betätigungsorgan (60) eine öffnung (88) umfaßt und daß das Ventilglied ein Dichtblock (96) aus elastischem Material mit einer öffnung (104) ist, der in der öffnung (88) angebracht ist.

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13. Seismischer Schallgenerator nach Anspruch 12, g ekennzeichnet durch einen Halter (112) zum Festhalten des Dichtblockes an der inneren Fläche (35) des äußeren Gehäuses (34).
14. Seismischer Schallgenerator nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch innere rohrförmige Glieder (57,59) mit öffnungen in fester Beziehung zu dem äußeren Gehäuse (34) , die gegen die innere Oberfläche des Betätigungsorgans (60) abgedichtet sind.

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