NO20130728A1 - Anordning for generering av bolger i marine omgivelser ved sammenstot av stempler og gass, hydraulikk, damp og elektromagnetisk avfyringsystem for innhenting av seiemisk data - Google Patents

Abstract

Anordning for generering av trykkbølger i seismiske undersøkelser i marint miljø som omfatter en sylinder (3), som definerer en akse, i hvilket et slagstempel (1) og et pumpestempel (2) er anordnet, som hver har to respektive motsatte sider i forhold til nevnte akse, hvor en side av slagstempelet (1) som ligger i foran pumpestemplet (2) er definert som første sammenstøtsside, og en side av pumpestemplet (2) foran slagstempelet (1) er definert som andre sammenstøtsside, pumpestemplet (2) og slagstempelet (1) glir i sylinderen (3) i en retning parallell med aksen, og pumpestemplet (2) og slagstempelet (1) er slik at de kan slå mot hverandre, ved hjelp av første og andre sammenstøtsside, slagstempelet (1) er drevet av aktiveringsmidler som presser på siden motsatt til dens egen sammenstøtsside, der sylinderen (3) omfatter, på en av sine ender, et kammer (15) med en diameter som er større, mindre eller lik den til den delen av sylinderen (3) hvori slagstempelet (1) er anordnet, hvori, i nevnte kammer (15), en del av pumpestemplet (2) kan gli, kommunikasjonspassasjer som forbinder kammeret (15) med vannet i undervannsmiljøet (10), slik at det overføres en impuls som er generert av nevnte sammenstøt mot undervannsmiljøet.

Description

ANORDNING FOR GENERERING AV BØLGER I MARINE

OMGIVELSER VED SAMMENSTØT AV STEMPLER OG GASS, HYDRAULIKK, DAMP OG ELEKTROMAGNETISK AVFYRINGSYSTEM FOR INNHENTING AV SEIEMISK DATA

BESKRIVELSE

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for generering av trykkbølger for seismiske undersøkelser i marint miljø, for eksempel ved leting etter hydrokarboner.

Gjeldende teknikk

Systemer kjent som luftkanoner er utbredt i gjeldende teknologi for marine geologiske undersøkelser, normalt brukt i svermer eller serier eller konvoier, generelt angitt som arrays. En luftkanon array produserer trykkbølger som oppnås ved øyeblikkelig frigjøring av høytrykksluft i marint miljø.

Luftkanonene må være passende anordnet og aktivert på en synkronisert måte, slik at summen av trykksignaler generert av hver enkelt kanon i arrayen kan forårsake kansellering av de oscillerende effektene som stråler ut i trykkfeltet. Dette fører vanligvis til ulemper i forhold til brukervennligheten, spesielt i noen marine omgivelser, for eksempel der hvor det finnes flytende is.

Luftkanoner genererer trykkbølger ved å utvide komprimert gass, som leveres av en passende kompressor ombord på et skip, direkte i vannet. Dette fører ulemper med seg siden de krever en kontinuerlig tilførsel av luft, og en kompressor. Videre blir gassboblen som genererer den akustiske bølgen frigitt i vannet, med et påfølgende enormt forbruk av gass. En annen ulempe skyldes det faktum at trykkbølgen som er generert oscillerer med tiden, og denne karakteristikken truer effektiviteten til de geologiske analyser av signalene som reflekteres av havbunnen.

Disse ulempene gjør luftkanonsystemet uegnet for å bli brukt på smådimensjonerte undervannsnavigerende enheter siden de ikke kan bli forsynt kontinuerlig med trykkluft for å bli prosessert av en kompressor og også fordi lagring av forhåndskomprimert gass i en tank, av hensyn til vekt og belastning knyttet til betydelig forbruk av gass, ikke er praktisk på disse fartøyene og dessuten under operasjonen av luftkanonene avtar vekten av lagringstanken og endrer radikalt flytebetingelsene til fartøyet, noe som nødvendiggjør bruk av kompensasjonstanker. Til slutt, gjør den oscillerende karakteristikken for trykksignalet én enkel kilde til luftkanonen ubrukelig. Disse må i virkeligheten brukes i grupper og hver kilde i matrisen må ha ulike dimensjonale egenskaper, og følgelig ved å utnytte den mulige faseskiften mellom disse kildene, som har pulseringer av luftboble som slippes litt forskjellig fra hverandre, kan en kansellerende virkning av trykkoscilleringene oppnås, og opprettholde bare den innledende trykktoppen som er sammenhengende for alle kildene som brukes

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

For å overvinne de ovennevnte ulemper, beskrives det en anordning for generering av trykkbølger som, i henhold til krav 1, omfatter en sylinder som definerer en akse, der et slagstempel og et pumpestempel er plassert, hver av dem utstyrt med to motsatte sider med hensyn nevnte akse, hvor en side av slagstempelet som ligger foran pumpestempel er definert som første sammenstøtside, og en side av pumpestemplet foran slagstempelet defineres som andre sammenstøtside, pumpestemplet og slagstempelet glir i sylinderen i en retning parallelt i forhold til aksen, og pumpestemplet og slagstempelet er slik at de slår mot hverandre, ved hjelp av den første og den andre sammenstøtsiden, slagstempelet blir drevet av aktiveringsmidler som trykker på siden motsatt til dens egen sammenstøtside der sylinderen omfatter ved en av sine ender et kammer med en diameter forskjellig fra den del av sylinderen hvori slagstempelet er anordnet, hvori en del av pumpestemplet kan gli inni i nevnte kammer, der dette kammeret er utstyrt med kommunikasjonspassasjer som forbinder kammeret med vannet i den marine miljøet, slik at det overføres en impuls som genereres av nevnte sammenstøt til det marine miljøet.

Oppfinnelsens objekt er at anordningen er i stand til å utløse en høyintensitet trykkbølge produsert bare ved virkningen mellom to sammenstøtende stempler, med den betydelige fordel at den ikke forbruker luft eller annen gass for dens drift og forurenser ikke siden det ikke slippes luft eller annen gass ut i vannet.

Trykkbølgene oppnås kun ved virkningen mellom to koaksiale stempler plassert i et sylindrisk rør, idet det første stempelet støtes mot det andre som er i kontakt med vannet i det marine miljø og som, på grunn av sammenstøtet, avgir en trykkimpuls.

Anordningen genererer trykkbølger som har et svært kort akustisk utslipp og høy intensitet som ikke blir etterfulgt av trykksvingningsfenomener som forekommer i anordninger i kjent teknologi.

Den kan med fordel anvendes i de tilfelle hvor en konvensjonell seismisk marin kilde ikke anses fordelaktig eller er teknisk umulig å bruke, eller når trykkutslipp av den impulsive typen uten etterfølgende svingninger er nødvendig.

En ytterligere fordelaktig anvendelse av anordningen er muligheten for å bruke den ombord i undervannsfartøy for seismisk bruk, foreksempel i seismiske undersøkelser for olje, eller andre hydrokarboner.

Den har også fordelen av å være drevet uten nødvendigheten av å ha kontakt med atmosfæren, ettersom den ikke i noen av dens spesielle utførelsesformer krever ekstern tilførsel av luft eller annen gass.

Videre, da energikilde som danner en del av anordningen ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedet rent impulstrykkutslipp som ikke produserer trykksvingninger, har den også fordelen av å være i stand til å bli brukt individuelt og ikke nødvendigvis i form av en array som i tilfelle av luftkanoner.

Oppfinnelsens anordning for generering av bølger har to hoveddeler: en slagstempelenhet og et aktiveringssystem for slagstempelenheten som kan utnytte fire forskjellige typer aktiveringsmidler (i) med gass, (ii) hydraulikk, (iii) med damp, (iv) elektromagnetisk.

Slagstempelenheten omfatter en sylinder som to stempler glir i: det første stempelet, kalt slagstempel, aktiveres med aktiveringsmidlene, skyves med en høy hastighet mot et andre stempel, kalt pumpestempelet, som ligger på en passende avstand fra det første stempel, som, på den motsatte overflaten til den som er truffet av slagstempelet, kommuniserer med vannet i det marine miljøet, sammenstøtet med slagstempelet på pumpestemplet produserer en høy akselerasjon av sistnevnte som derved frigir en høyintensitet trykkforstyrrelse til den blir stoppet av mottrykket generert av sjøvannet på den siden av stempelet motsatt til det som har blitt truffet.

Utløserprosessen for slagstempelet tillater den kinetiske energien produsert av arbeidstrykket til aktiveringsmidlene under løpelengden av slagdelen, til å akkumuleres i slagstempelet, nevnte kinetiske energi frigis til pumpestemplet ved sammenstøtet i et meget kort tidsrom, dvs. i størrelsesorden av fraksjoner av tusendelssekunder. Dette sammenstøtet tillater en ekstremt høy trykktopp å bli sluppet ut i vannet, som kan være over 1.000 bar. Denne toppen er mye større med hensyn til aktiveringstrykket til slagstempelet, som vanligvis er rundt noen titalls bar. Enheten kan også produsere et eksitasjonsakustisk frekvensbånd som kan variere fra hundrevis til tusenvis av Hertz.

En regulering av aktiveringsmidlene tillater kvalitativt forskjellige trykkbølger å bli tilført i form av intensitet og frekvensbånd for signalutslipp.

Takket være dens begrensede dimensjon og fravær av lufttilførsel fra atmosfæren, er anordningen i oppfinnelsen særlig egnet for å brukes ombord på autonome undervannsfarkoster som har små dimensjoner og som kan navigere under vann.

Når aktiveringsmiddelet er en gass, brukes alltid den samme massen av gassen siden den ekspanderte gassen ikke slippes ut i vannet, der den hver gang hensiktsmessig komprimerer det ved å separer vann og luft (eller annen gass) gjennom et passende stempel (slagstempel) som tjener til både å generere sammenstøtet (direkte ved sin bevegelse), og også for å rekomprimere gassen (i sin tilbakebevegelse), ved hjelp av et andre stempel (pumpestemplet) for å generere en trykkimpuls i det marine miljøet etterfølgende sammenstøtet, der nevnte impuls er mye større enn det som oppnås ved å ekspanderende luften direkte i kontakt med vannet, slik som i luftkanonene fra kjent teknologi. Videre er denne fremgangsmåten for trykkgenerering ved hjelp av et sammenstøt mellom stemplene som genererer et rent impulssignal uten svingninger.

Når aktiveringsmiddelet er en væske trykksatt ved hjelp av pumper, dvs. med et rent hydraulisk system, kan anordningen utnytte den samme væsken som kilden er nedsenket i, f.eks. sjøvann.

Hvis aktiveringsmiddelet er overoppvarmet damp, er et vannsugesystem for sjøvann fra det marine miljøet også forestilt, noe som fører til en overoppvarming av nevnte vann som produserer damp under trykk som deretter sendes til sylinderen der slagstempelet løper.

Kort beskrivelse av figurene

Fig. 1 viser en del på et langsgående aksialt plan av en enhet som er en del av anordningen for generering av trykkbølger i henhold til oppfinnelsen av figurene 5, 6, 7 og 8; Fig. 2 viser enheten på fig. 1 under en operativ fase; Fig. 3 viser enheten på fig. 1 under en operativ fase forskjellig fra den i fig. 2; Fig. 4 viser enheten på fig. 1 under en operativ fase forskjellig fra den i fig. 2

og 3;

Fig. 5 viser et skjema av en første utførelse av anordningen ifølge

oppfinnelsen;

Fig. 6 viser et skjema av en andre utførelse av anordningen ifølge til

oppfinnelsen;

fig. 7 viser et skjema av en tredje utførelsesform av anordningen ifølge

oppfinnelsen;

fig. 8 viser et skjema av en fjerde utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen.

Beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen

Slagstempelenhet

Med særlig henvisning til figurene 1 til 4, illustrerer disse

sammenstøtstempelinnretningen for generering av trykkbølger. Sylinderen 3, også kalt skyverør, er utstyrt med to stempler: slagstempelet 1 og pumpestemplet 2, den sistnevnte bestående av to legemer integrert med hverandre, ett som glir i sylinderen 3 og den andre i sylinderen 15, nevnte sylinder som er integrert med hverandre og eventuelt med forskjellig radius. Slagstempelet 1 skyves mot pumpestemplet 2 ved hjelp av et trykksatt fluid, som virker på venstre side av slagstempelet, og introdusert inn i rommet 11 av røret 3 ved hjelp av tilførselsåpningen 8, eller, i en utførelsesform for anordningen, også ved hjelp av elektromagnetiske krefter. Et svært lavt trykk påføres på høyre side av slagstempelet 1 når rommet av sylinderen 3, mellom slagstempelet og stempelet 2, er blitt tømt, nevnte tømming oppnås ved evakuering av fluid gjennom åpningen 9 koblet til et pumpesystem. Stemplet 1, som først er plassert ved venstre ende av sylinderen 3, vil i den operative fase illustrert i figur 2 ved påvirkning av det trykksatte fluid som tilføres gjennom åpningen 8, akselererer under den operative fasen som illustrert i figur 3 og treffer stempelet 2 med en høy hastighet gjennom sammenstøtslegemet (eng.: impact ogive) 12, i operativ fase illustrert i figur 4, hvis form og dimensjoner tillater pumpestemplet 2 å bli slått før legemet av slagstempelet 1 når frem til og blir buffret mot stopperene 6, integrert i sylinderen 3, og utstyrt med elastiske dempningselementer 7. I øyeblikket til sammenstøtet, frigjør slagstempelet 1 sin kinetiske energi til pumpestempelet 2. Pumpestemplet, som på grunn av sammenstøtet, erverver, innen få brøkdeler av et sekund, en hastighet nær den til slagstempelet før sammenstøtet, slik at pumpestempelet 2 gjennomgår en ekstremt høy akselerasjon, som genererer, på den venstre overflaten av pumpestemplet som glir inne i sylinderen 15 i kommunikasjon med vannet i det marine miljøet 10, en trykkimpuls som forplantes helt til den slipper ut mot det marine miljøet. Etter sammenstøtet, utøver pumpestemplet 2 et kort oppstoppingsløp, bremset ned av det svært høye mottrykket som genereres på overflaten av sjøvannet. I dette løpet, avgir pumpestemplet 2 all sin kinetiske energi til vannet i form av en akustisk sjokkbølge.

Slagstempelet 1, mister helt sin fart på grunn av sammenstøtet og er blokkert av endestopperene 6 som er utstyrt med egnede elastiske dempningselementer 7. Det bør bemerkes at den kinetiske energi forbundet med sammenstøtet med stopperene 6 er av et beskjedent omfang. Dette er faktisk energien som er overført til slagstempelet av virkningen til trykket av det trykksatte fluidet gjort i den lille gjenværende ekspansjonen som kommer mellom sammenstøtet og stansingen av pumpestemplet. Pumpestemplet 2 transformerer helt, under løpet mellom sammenstøtet gjennomgått med sammenstøtslegemet 12 av slagstempelet 1 og dens stans mot stopperene 4, integrert med sylinderen 3, transformerer helt dens kinetiske energi til akustisk trykkenergi som frigjøres i sylinderen 15 og derfor inn i det marine miljøet 10. På denne måten er det ingen signifikante rester kinetiske energi ved stansen som oppstår ved løpeenden 6, som også i dette tilfellet er utstyrt med elastiske elementer 7.

Pumpestemplet 2 går deretter tilbake til sitt sete, d.v.s. buffret mot stopperene 6, på grunn av virkningen av det hydrostatiske trykket som kommer fra det marine miljøet 10 og under virkningen av trykket fra de elastiske elementene 5. Den gjenværende kinetiske energien ved stansen er også i dette tilfelle av et beskjedent omfang, på grunn av både de beskjedne hydrostatiske overtrykksverdiene og det reduserte løpet til stempelet for å gjenopprette stand-by stillingen. Sammenstøtstempelenheten opererer nedsenket og derfor har den omkringliggende marine omgivelse et trykk som er knyttet til det hydrostatiske hode forbundet med nedsenkingsnivået.

Pumpestempelet 2, som kan sees i figur 1, er også utstyrt med to legemer som har en forskjellig seksjon, ført inn i henholdsvis sylindrene 3 og 15: det første legemet, som har en mindre eller større seksjon i forhold til det andre legemet glir i sylinderen 3. Figur 1 viser, for illustrerende formål, det tilfelle hvor diameteren av sylinder 15 er større enn diameteren av sylinderen 3. Det andre legemet glir i sylinderen 15 som vender mot vannet i det marine miljøet 10. Grunnen til denne seksjonsforskjellen skyldes det faktum at på denne måte kan stoppløpet til pumpestemplet effektivt bli øket eller redusert, slik at dette kommuniserer den akustiske energien med større eller mer beskjedne aksiale bevegelser, og, så snart den akustiske energien som skal slippes ut i vannet og dens spektrale karakteristikk er etablert, tillater denne seksjonsforskjellen stempelmassene, løpelengden av slagdelen og matetrykket til det trykksatte fluid å best mulig velges for de konstruktive kravene til enheten. Et eksempel for dimensjoneringen av en foretrukket utførelse av

sammenstøtsstempelinnretning er gitt i tabellen nedenfor.

Disse verdiene kan varieres i små mengder uten å bli utelukket fra omfanget av oppfinnelsen.

De viktigste fungerende faser av enheten, beskrevet ovenfor, er illustrert i figurene 2, 3, 4.

Reposisjoneringsfasen av stempelet i slagstempelet i skyverøret 3, er effektuert ved at trykksatt vann injiseres gjennom fremføringsåpningen 9, med et høyere trykk enn det som gjelder i rommet 11. Under påvirkningen av trykkforskjellen følger pumpestemplet 1 en tilbakegående bevegelse til den når løpeenden 13 som er utstyrt med elastiske stoppere 14 som også fungerer som dempere. Når åpningen 8 er blitt lukket ved hjelp av en egnet ventil illustrert herunder, blir volumet av sylinderen 3 som er fylt med vann deretter tømt ved å suge vannet gjennom åpningen 9, som er koblet til en tømmepumpe som beskrevet nedenfor, og som produserer vakuum i nevnte rom. Under tømming, holdes slagstempelet 1 i posisjon ved hjelp av elektromagnet 16 som tiltrekker seg sylinderen 17 som er en del av slagdelen 1. På dette punktet, er enheten klar for et nytt lydutslipp.

Aktiveringssvstem for slagstempelinnretning

Som nevnt ovenfor, kan dette aktiveringssystemet utnytte ulike aktiveringsmidler, som alle kan kombineres hver for seg, eller i fellesskap, med slagstempelenheten som er beskrevet ovenfor.

Når aktiveringsmiddelet består av en gass, er systemet representert i figur 5. I denne utførelse viser aktiveringssystemet av slagstempelenheten tre tanker: en reintegreringstank SR, inneholdende bare høytrykksgass med en referanseverdi på omtrent 400 bar, en skyvekrafttank SL inneholdende bare gass med en referanseverdi på omtrent 50 bar, en gjenoppladingstank SRic inneholdende gass og vann med et referansetrykk på ca 55 bar.

Skyvekrafttanken SL inneholder gass under trykk for foring av slagstempelet 1. I

fasen før skyvet, er ventilene V8, V11, V12, V13, V9, V10 lukket og elektromagneten som holder tilbake slagstempelet, er aktivert. I øyeblikk for skyvet, åpnes ventilen V8, og dette setter tanken SL i kommunikasjon med slagstempelet 1 som glir i sylinderen 3 og elektromagneten 16, hvilket frigjør slagstempelet 1, blir samtidig deaktivert.

Stempelet 1 løper til den treffer pumpestempelet 2 som frigir trykkimpulsen. Ved slutten av denne fasen, åpnes ventilen V9 og den kommuniseringsventilen V10 åpner kommunikasjonen mellom tanken SRic med ventilen V9, men blokkerer imidlertid den trykkommunikasjon mot tømmepumpe P2. Stempelet 1 trekker seg tilbake mot løpeenden 13 under påvirkning av det trykksatte vannet inneholdt i tanken SRic, rekomprimerer gassen som finnes i rommet 11av sylinderen 3 og overfører gassen inneholdt i 11 til skyvekrafttanken SL. Ved slutten av løpet til slagstempelet 1 på stopperene 13, er ventilen V8 lukket og forankringselektromagneten 16 trekker sylinder 17 slik at slagstempelet 1 å opprettholde sin løpeende posisjon.

Ventilen V10 pendler ved å sette V9 i kommunikasjon med pumpen P2 og lukker linjen som fører til tanken SRic. Pumpen P2 startes, og tømmer vannet inneholdt i sylinderen 3 som sendes til det marine miljøet ved hjelp av utløpet SP2. Ved slutten av denne fasen er ventilen V9 lukket og ventilen V10 pendler igjen, lukker linjen som fører til pumpen P2 og åpner linjen som setter gjenoppladingstanken SRic i kommunikasjon med ventilen V9.

Pumpen P1 startes, ventilen V13 åpnes, suger vann fra sjøinnløpet AP1 og gjenoppretter vannivået i tanken SRic og arbeidstrykket.

Reintegreringstank SR, med åpningen av reduksjonsventilene V11 og V12, gjenoppretter de opprinnelige gassmassene i tankene SL og SRic for å kompensere mulige lekkasjer som kan ha oppstått under tidligere operasjoner.

På dette punktet, er enheten klar for utslipp av en ny trykkimpuls.

Den andre utførelsesform av aktiveringssystemet, representert av figur 6, viser aktiveringsmidler bestående av væske under trykk.

Denne andre utførelse overvinner den ulempen av det foregående gassaktiveringssystemet som har risikoen ved langvarig bruk, at, som et resultat av fremdriften av slagstempelet, kan gasstanken S1 gradvis mister trykk og gassmasse på grunn av lekkasje av den samme gass. Pumpestemplet, må faktisk operere under en betydelig trykkforskjell, i størrelsesorden på 50 bar, og gasslekkasjer kan forventes, selv om det er i beskjedne mengder, i første omgang mellom høytrykksskyvekraftkammer og mellomrommet mellom slagstempelet og pumpestempelet og senere mellom skyvekraftrøret og det marine miljøet gjennom pumpestempelet.

Problemet med lekkasje kan representere en vanskelighet fra et logistisk synspunkt. Hvis, det i tilfellet i anlegget som er beskrevet ovenfor, aktiveringsgassen slippes i vann, selv i små mengder, kan nødvendigheten av en periode etterfylling av tanken SR oppstå dersom denne skulle falle til trykk nær 55 bar som følge av tap.

For å eliminere dette problemet, er den andre utførelsesformen av aktiveringssystemet som er helt hydrauliske beskrevet herunder og representert i

Figur 6, hvor aktiveringen av slagstempelet er direkte berørt av trykksatt sjøvann i stedet for en gass.

I fasen før støtingen av slagstempelet, blokkerer ventilen V8 trykkommunikasjon mot utløpet SV8 til det marine miljø, og også mot tanken (bare én i dette tilfellet) SRic som utøver både funksjonen av skyvekrafttank og reposisjoneringstank til slagdelen. Ventilen V9 er lukket, ventilen V10 blokkerer trykkommunikasjonen mellom V9 og utløpet SP2 og åpner kommunikasjonen mellom V9 og ventilen V12 som er lukket. Ventilen V13 er lukket. Ventilen V14 automatisk og setter sylinderen 3 i kommunikasjon med en gassdempetanken SA for å redusere vannhammereffekter (eng.: water hammer effects) i korrespondanse med sammenstøtet mellom slagstempelet 1 og pumpestemplet 2. tilbakeholdselektromagneten 16 er aktiv og holder slagdelen i

posisjon som tilsvarer stopperene 13.

Skyvkraftfasen aktiveres med åpningen av ventilen V8 som setter tanken SRic i kommunikasjon med slagdelen 1, med unntak av linjen som fører til utløpet SV8 til det marine miljøet.

Stemplet 1 løper i sylinderen 3 til den treffer pumpestemplet 2 som avgir trykkimpulsen. Den automatiske ventilen V14 åpnes når vannhammringen (eng.: the water hammer) begynner i røret 3 som blokkerer forplantningen av høytrykksbølgene fra slagstempelet 1 mot ventilen V8 på grunn av demperen SA. På slutten av denne fasen, blir reposisjoneringsfasen til pumpestemplet 2 initiert. Ventilen V8 pendler og stenger linjen mot tanken SRic og åpner linjen mot utløpet SV8 til det marine miljø, slik at trykket i sylinderen 3 synker til det samme som det marine miljøet. Pumpen P1 er startet og leverer et trykk litt høyere enn det i det marine miljøet, og regulert ved hjelp av ventilen V12 og ventilen V9 som er åpnet og tillater vann å strømme inne i sylinderen 3. Slagstempelet trekker seg tilbake mot stopperene 13 til den når den endelige posisjonen buffret mot stopperene 13. Elektromagneten 16 er aktivert og hiolder posisjonen til slagstempelet 1.

Ventilen V10 pendler mot pumpen P2 og lukker linjen mot ventilen V12 som er lukket. Pumpen P2 startes og tømmer sylinderen 3 og sliper vannet ut i havet gjennom utløpet SP2. Ventilen V9 lukkes og ventilen V10 pendler igjen og lukker linjen mot P2 og åpner mot V12.

Pumpen P1 startes, ventilen V13 åpnes og vann pumpes fra det marine miljøet inn i tanken SRic gjennom sjøinnløpet AP1 inntil vannivået har blitt gjenopprettet. Ventilen V13 lukkes.

Reintereringstanken SR, gjenoppretter luftmassen so mfølge av mulige tap som inntreffer under den forrige fasen gjennom ventilen V11.

I denne fasen er aktiveringssystemet klar for utstråling av en ny trykkimpuls.

Som et alternativ til eller i kombinasjon med gassaktiveringssystemet er en utførelse av aktiveringssystemet vist, som tillater tanken SL å bli matet ikke bare med gass som i utgangspunktet er i tanken SL selv og muligens reintegrering fra tanken SR, men alternativt gjennom produksjon av overopphetet damp produsert ved hjelp av en fordamper matet med det samme sjøvannet. Skjemaet for anordningen i oppfinnelsen hvor dette aktiveringssystemet er sammenstilt er representert i figur 7.

Aktiviseringssystem fungerer identisk med den til gassaktiveringssystemet representert i figur 5, bortsett fra følgende modifikasjoner: (i) en delvis fylling av skyvekrafttanken SL med sjøvann er effektuert, (ii) en elektrisk fordamper VAP er plassert i den delen av tanken SL som er fylt med vann, og fordamperen mates elektrisk av batteriet B, (iii) det er en

trykkreduksjonsventil og vannforsyningsventilen til skyvekrafttanken SL for å tillate at fordamperen blir matet ved hjelp av vann som pumpes fra pumpen P1 under gjenoppfyllingsfasen til tanken SRic.

Fordampingen av vann inne i tanken SL tillater mulige gass og damptap grunnet lekkasje å bli reintegrert under funksjonsfasen til enheten. Dette fordampingssystemet er i stand til å forsyne enheten med trykksatt damp for å skyve ut slagstempelet 1 selv om all gassen i reintegreringstanken er forbrukt, ved ganske enkelt å forsyne systemet med sjøvann gjennom pumpen P1.

Til sist, kan slagstempelet 1 aktiveres ved hjelp av elektromagnetiske krefter, med denne metoden alene til fremdrift av slagstempelet 1 eller kombinert med aktiveringssystemene som tidligere beskrevet.

I prinsippet er sylinderen 3, som i figur 8, i dette tilfellet utstyrt med en integrert sylinderspole som genererer et magnetisk felt inne i skyvekraftrøret 3 med feltlinjer LC som også å har en radial komponent, hvor denne spolen danner induksjonspolen S1. Slagstempelet 1 er i sin tur utstyrt med en indusert sylinderspole S2 med en akse som igjen sammenfaller med aksen av skyvekraftrøret 3. En høyampere strøm produsert av

batteriet B, modulert via kontrollsystemet C, injiseres inn i sylinderspolen S1 og genererer en endring i det magnetiske feltet som induserer en strøm i den induserte sylinderspolen S2 som således genererer på samme indusert sylinderspole S2, ved interaksjon med feltlinjene LC, en frastøtende Lorentz-kraft med en aksial komponent egnet for akselerering av stempelet 1 langs skyvekraftrøret 3 fra venstre til høyre inntil den forårsaker et sammenstøt på pumpestemplet 2. Styresystemet til strømmen

er også i stand til å styre de elektromagnetiske kreftene etter støtet i motsatt retning og flytte slagstempel fra høyre til venstre, og dermed returnere den til sin opprinnelige posisjon.

I tilfelle av en elektromagnetisk aktivering av slagstempelet 1, siden dette ikke behøver å garantere en trykksatt lufttetthet, flyter denne i skyvekraftrøret ved hjelp av rulle- eller kulelager med svært lav friksjon som favorisere den mekaniske effektiviteten til enheten, og stempelet 1 i seg selv kan være helt perforert og ha en mindre diameter enn diameteren av sylinderen 3, og slik tillate at luft passerer gjennom og rundt stempel 1, og unngå dempningseffekter ved sammenstøtet med stempelet 2 på grunn av nærværet av en luftpute mellom slagstempelet og pumpestemplet.

Claims (11)

1. Anordning for generering av trykkbølger i et undervannsmiljø omfattende en sylinder (3) som definerer en akse, i hvilket et slagstempel (1) og et pumpestempel (2) er anordnet, som hver har to respektive motsatte sider i forhold til nevnte akse, hvor en side av slagstempelet (1) som ligger i foran pumpestemplet (2) er definert som første sammenstøtsside, og en side av pumpestemplet (2) foran slagstempelet (1) er definert som andre sammenstøtsside, pumpestemplet (2) og slagstempelet (1) glir i sylinderen (3) i en retning parallell med aksen, og pumpestemplet (2) og slagstempelet (1) er slik at de kan slå mot hverandre, ved hjelp av første og andre sammenstøtsside, slagstempelet (1) er drevet av aktiveringsmidler som presser på siden motsatt til dens egen sammenstøtsside, der sylinderen (3) omfatter, på en av sine ender, et kammer (15) med en diameter som er større, mindre eller lik som den delen av sylinderen (3) hvori slagstempelet (1) er anordnet, hvori, i nevnte kammer (15), en del av pumpestemplet (2) kan gli, kommunikasjonspassasjer som forbinder kammeret (15) med vannet i undervannsmiljøet (10), slik at det overføres en impuls som er generert av nevnte sammenstøt mot undervannsmiljøet.

2. Anordning ifølge krav 1, hvori pumpestemplet (2) omfatter en serie av legemer integrerte med hverandre, hvorav et første legeme glir i sylinderen (3) og et andre legeme glir i kammeret (15).

3. Anordning ifølge ett de foregående krav, hvori trykkreguleringsmidler til aktiveringsmidlene for slagstempelet (1) er forutsatt, for å endre lydutstrålingskarakteristikken til anordningen selv.

4. Anordning ifølge ett de foregående krav, hvori aktiveringsmidlene til slagstempelet (1) er en gass, og / eller vanndamp eller trykksatt væske.

5. Anordning ifølge ett de foregående krav, hvori genereringsmidler av Lorentz elektromagnetiske krefter er tiltenkt for skyving av slagstempelet mot pumpestemplet gjennom magnetfelter generert av elektriske kretser integrert med sylinderen og elektriske kretser integrert med slagstempelet.

6. Fremgangsmåte for generering av trykkbølger i et undervannsmiljø utført ved hjelp av anordning ifølge krav 1, omfattende følgende trinn: a) slagstempelet (1) skyves mot pumpestemplet (2) av trykket av aktiveringsmidler eller elektromagnetiske krefter inne et rom (11) av sylinderen (3) som er i kontakt med siden av slagstempelet (1) motsatt sammenstøtssiden, inntil sammenstøt som genererer en impuls er forårsaket mot pumpestemplet (2); b) pumpestemplet (2) overfører impulsen til vannet i undervannsmiljøet og danner en trykkbølge ved hjelp av den siden som er motsatt til sammenstøtssiden; c) pumpestemplet (2) bremser ned til den stopper på grunn av trykket generert på dens overflate av sjøvannet og som avslutter lydutslippsprosessen.

7. Fremgangsmåte ifølge det foregående krav, hvori gass, damp eller væske aktiveringsmidler drives ut fra volumet (11) etter sammenstøtet ved hjelp av trykkenergien til en væske injisert mellom sammenstøtssiden av slagstempelet (1) og sammenstøtssiden av pumpestemplet (2).

8. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 6 eller 7, hvori aktiveringsmidler er trykksatt fluid som genereres ved fordampning av en væske, og spesielt vann som suges fra undervannsmiljøet.

9. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 6 eller 7, hvori aktiveringsmidlene er en trykksatt væske, og spesielt vann som suges fra undervannsmiljøet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvori det trykksatte fluidet er en gass eller damp som, etter utvidelsen som følge av løpet til stemplene, rekomprimeres ved hjelp av trykkenergi samlet i en akkumuleringstank som inneholder en gass og en væske, og hvor energien leveres av et system av pumper som injiserer væske som komprimerer gassen som finnes der.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvori det trykksatte fluidet er en gass eller damp som, etter utvidelsen som følge av løpet til stemplene, rekomprimeres ved den tilbakegående bevegelsen til slagstempelet (1), som finner sted langs sylinderen i motsatt retning med hensyn til den som er forbundet med ekspansjonsfasen av gassen i skyvekraftstanken, bevegelsen av pumpestemplet blir generert ved virkningen av trykket av væsken inneholdt i akkumuleringstanken, hvori trykket opprettholdes ved høyere verdier i forhold til de som er i kraft i skyvekraftstanken ved hjelp av virkningen av pumpene.