RU2400776C1 - Surface pneumatic source of seismis signals - Google Patents
Surface pneumatic source of seismis signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2400776C1 RU2400776C1 RU2009128627/03A RU2009128627A RU2400776C1 RU 2400776 C1 RU2400776 C1 RU 2400776C1 RU 2009128627/03 A RU2009128627/03 A RU 2009128627/03A RU 2009128627 A RU2009128627 A RU 2009128627A RU 2400776 C1 RU2400776 C1 RU 2400776C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- pneumatic
- chamber
- housing
- thick
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике возбуждения упругих колебаний с земной поверхности при проведении сейсморазведочных работ.The invention relates to techniques for exciting elastic vibrations from the earth's surface during seismic surveys.
Известен пневматический источник сейсмических сигналов для их возбуждения с земной поверхности [патент US №3310128]. В состав источника входит резервуар с водой с дном в виде диафрагмы, которую при работе источника располагают на грунте. В резервуаре с водой расположен источник сжатого газа в виде пневмокамеры, снабженной клапаном. Для воздействия на грунт осуществляют резкий выброс сжатого газа под высоким давлением из пневмокамеры. При этом в резервуаре с водой образуется интенсивная звуковая волна, которая частично передается через воду и диафрагму в грунт.Known pneumatic source of seismic signals for their excitation from the earth's surface [US patent No. 3310128]. The source includes a water tank with a bottom in the form of a diaphragm, which, when the source is in operation, is placed on the ground. A source of compressed gas in the form of a pneumatic chamber equipped with a valve is located in the tank with water. To influence the soil, a sharp release of compressed gas under high pressure from the pneumatic chamber is carried out. In this case, an intense sound wave forms in the water tank, which is partially transmitted through the water and the diaphragm to the ground.
Недостатком этого устройства является пониженная производительность из-за недоиспользования энергии, накопленной сжатым воздухом в пневмокамере, так как часть энергии расходуется на деформацию боковых стенок резервуара с водой. Вторым недостатком является образование вторичных звуковых волн при отражениях первой звуковой волны от стенок резервуара, которые через диафрагму передаются в грунт и создают помехи.The disadvantage of this device is the reduced productivity due to the underutilization of energy accumulated by compressed air in the pneumatic chamber, since part of the energy is spent on the deformation of the side walls of the tank with water. The second disadvantage is the formation of secondary sound waves during reflections of the first sound wave from the walls of the tank, which are transmitted through the diaphragm to the ground and cause interference.
Известен также пневматический источник сейсмических сигналов поверхностного типа, содержащий контейнер в виде перевернутого раструба с дном-диафрагмой, заполненной жидкостью. Внутри контейнера размещены один или несколько источников сжатого газа, выполненные в виде пневмопушек. Между диафрагмой и поверхностью грунта расположена металлическая плита. При выпуске сжатого газа в жидкость диафрагма резко прогибается вниз и, ударяя по плите, возбуждает в грунте сейсмические волны. Для рассеивания энергии отката в устройстве используют гидравлическое демпферное устройство.Also known is a pneumatic source of surface-type seismic signals containing a container in the form of an inverted socket with a bottom-diaphragm filled with liquid. One or more sources of compressed gas, made in the form of air guns, are placed inside the container. Between the diaphragm and the surface of the soil is a metal plate. When compressed gas is released into the liquid, the diaphragm bends down sharply and, striking the plate, excites seismic waves in the soil. To dissipate the recoil energy in the device, a hydraulic damper device is used.
К недостаткам данного устройства можно отнести сложность конструкции и, как в выше описанном решении, пониженную производительность из-за недоиспользования энергии, накопленной сжатым воздухом в пневмокамере.The disadvantages of this device include the complexity of the design and, as in the solution described above, reduced productivity due to underutilization of the energy accumulated by compressed air in the pneumatic chamber.
Известно устройство для возбуждения сейсмических сигналов с поверхности земли, в котором массивное тело - корпус источника отталкивается от поверхности грунта, создавая кратковременный импульс сил, действующих на грунт и вызывающих его смещение. Отталкивание массивного тела от земли происходит в результате расширения сжатого газа в специальной, способной к расширению камере, расположенной между грунтом и массивным телом.A device is known for exciting seismic signals from the surface of the earth, in which a massive body - the source body is repelled from the surface of the soil, creating a short-term pulse of forces acting on the soil and causing its displacement. The repulsion of a massive body from the ground occurs as a result of the expansion of compressed gas in a special, expandable chamber located between the ground and the massive body.
Недостатком данного устройства также является его низкая эффективность.The disadvantage of this device is its low efficiency.
Известен также пневматический поверхностный источник сейсмического сигнала [авторское свидетельство SU №868670], содержащий массивный корпус, способную к расширению полость с эластичной мембраной снизу и пневматический излучатель с выхлопным отверстием на нижнем торце корпуса.Also known is a pneumatic surface source of seismic signal [copyright certificate SU No. 868670], comprising a massive body capable of expanding a cavity with an elastic membrane from below and a pneumatic emitter with an exhaust hole at the lower end of the body.
При работе данного устройства также возможны вторичные удары по грунту. Кроме того, для рассеивания энергии отката используется усложняющий конструкцию устройства гидропривод.During the operation of this device secondary impacts on the ground are also possible. In addition, a hydraulic drive complicating the design of the device is used to dissipate the recoil energy.
Наиболее близким к заявляемому устройству является пневматический источник сейсмических сигналов [авторское свидетельство SU №1000965], содержащий подвижно сопряженные гильзу и поршень, образующих рабочий объем, заполненный жидкостью, и демпферную камеру. Гильза при работе источника опирается на геологическую среду. В рабочий объем помещена пневмокамера со сжатым газом, выбрасываемым при срабатывании быстродействующего клапана в рабочий объем через выхлопные окна. Передача усилия на грунт осуществляется посредством гибкой диафрагмы.Closest to the claimed device is a pneumatic source of seismic signals [copyright certificate SU No. 1000965] containing movably conjugated sleeve and piston forming a working volume filled with liquid, and a damper chamber. The sleeve when the source is based on the geological environment. A pneumatic chamber with compressed gas discharged when a high-speed valve is activated into the working volume through the exhaust windows is placed in the working volume. The transfer of force to the ground is carried out by means of a flexible diaphragm.
Устройство демпферной камеры данного устройства не позволяет в достаточной степени рассеять энергию отката после срабатывания устройства, в результате чего возможны вторичные удары по грунту. Кроме того, при выбросе сжатого газа в рабочий объем, заполненный жидкостью, происходит потеря части энергии газа, идущей на сжатие жидкости и на генерацию в ней звуковых колебаний, рассеивающихся в радиальных направлениях от выхлопных отверстий. Потери энергии сжатого газа тем больше, чем больше объем рабочей камеры и чем эластичнее ее стенки. Наличие в конструкции таких недолговечных элементов, как эластичная диафрагма снижает надежность устройства в целом.The device of the damper chamber of this device does not allow enough to dissipate the energy of the rollback after the device is triggered, as a result of which secondary impacts on the ground are possible. In addition, when a compressed gas is ejected into a working volume filled with a liquid, a part of the energy of the gas is lost, which is used to compress the liquid and generate sound vibrations in it, scattered in radial directions from the exhaust openings. The energy loss of compressed gas is greater, the greater the volume of the working chamber and the more flexible its wall. The presence in the design of such short-lived elements as an elastic diaphragm reduces the reliability of the device as a whole.
Задачей заявляемого технического решения является создание поверхностного пневматического источника сейсмических сигналов, эффективно использующего энергию сжатого газа при надежности и долговечности его работы, не допускающего излучения вторичных сейсмических волн, являющихся помехами.The objective of the proposed technical solution is to create a surface pneumatic source of seismic signals that effectively uses the energy of compressed gas with the reliability and durability of its work, not allowing the radiation of secondary seismic waves that are interference.
Сущность поверхностного пневматического источника сейсмических сигналов характеризуется тем, что он имеет корпус с расположенными в нем пневмокамерами - демпферной и накопительной и заканчивающийся снизу массивной толстостенной металлической частью в виде поршня, входящего нижней его частью в толстостенную металлическую гильзу, заканчивающуюся в месте контакта с грунтом толстостенной металлической ударной плитой, над которой в месте контакта нижней части поршня корпуса внутри гильзы предусмотрена рабочая пневмокамера с выхлопным горлообразным отверстием сверху, перекрываемым клапаном, закрепленным снизу штока, имеющего канал внутри, выполненного с возможностью перемещения внутри и вдоль корпуса, и который имеет два поршня, ограничивающих демпферную камеру сверху и снизу; при этом рабочая площадь поршня снизу больше рабочей площади клапана перекрывающего горлообразное отверстие; между поршнями расположена поперечная перегородка с магнитным элементом, притягивающим поршень, находящийся в верхней части штока корпуса, и имеющая сквозной канал для прохождения данного штока, газов и жидкости; на корпусе сверху размещен жестко соединенный с опорной металлической рамой подъемный пневмоцилиндр, содержащий подвижный шток с каналом внутри него и с закрепленным на нем поршнем, делящим внутренний объем подъемного пневмоцилиндра на две пневмокамеры - верхнюю и нижнюю; на корпусе сбоку выполнены входные и выходные отверстия для сообщения с пневмомагистралью.The essence of a surface pneumatic source of seismic signals is characterized by the fact that it has a housing with pneumatic chambers located in it — a damper and a storage chamber and ending at the bottom with a massive thick-walled metal part in the form of a piston entering its lower part into a thick-walled metal sleeve ending at the point of contact with the thick-walled metal ground a shock plate over which a working pneumatic chamber with an exhaust is provided at the contact point of the lower part of the housing piston inside the sleeve a throat-like opening at the top, overlapped by a valve fixed to the bottom of the rod having a channel inside, made with the possibility of movement inside and along the body, and which has two pistons that limit the damper chamber from above and from below; while the working area of the piston from below is larger than the working area of the valve blocking the throat-like opening; between the pistons there is a transverse baffle with a magnetic element attracting the piston located in the upper part of the housing rod and having a through channel for the passage of this rod, gases and liquid; on top of the housing there is a lifting pneumatic cylinder rigidly connected to the supporting metal frame, comprising a movable rod with a channel inside it and with a piston fixed on it, dividing the internal volume of the lifting pneumatic cylinder into two pneumatic chambers - upper and lower; on the side of the housing, inlet and outlet openings are made for communication with the pneumatic line.
Технический результат заключается в решении поставленной задачи теми техническими средствами и приемами, которые описаны ниже в описании. Композиция всех узлов и деталей, входящих в заявляемое устройство, нова, и благодаря ей достигается эффект нормальной работы, и устраняются вышеописанные недостатки существующих аналогов, в том числе наиболее близкого.The technical result consists in solving the problem with those technical means and techniques that are described below in the description. The composition of all nodes and parts included in the inventive device is new, and thanks to it, the effect of normal operation is achieved, and the above-described disadvantages of existing analogues, including the closest one, are eliminated.
Устройство заявляемого поверхностного пневматического источника сейсмических сигналов представлено на чертеже, где позициями 1-25 обозначены: 1 - корпус, 2 - шток корпуса, 3 - поршень сверху демпферной камеры, 4 -поршень снизу демпферной камеры, 5 - перекрывающий клапан, 6 - демпферная пневмокамера, 7 - накопительная пневмокамера, 8 - рабочая пневмокамера, 9 - рабочий поршень, 10 - гильза, 11 - ударная плита, 12 - груз, 13 - канал в штоке корпуса, 14 - подъемный пневмоцилиндр, 15 - нижняя камера подъемного пневмоцилиндра, 16 - верхняя камера подъемного пневмоцилиндра, 17 - канал выброса газа, 18 - клапан выброса газа, 19 -шток подъемного пневмоцилиндра, 20 - опорная рама, 21, 22 - отверстия входные-выходные на пневмомагистраль, 23 - поперечная перегородка, 24 - магнитный элемент, 25 - упругий элемент.The device of the inventive surface pneumatic source of seismic signals is presented in the drawing, where positions 1-25 indicate: 1 - body, 2 - body rod, 3 - piston on top of the damper chamber, 4 - piston on the bottom of the damper chamber, 5 - shut-off valve, 6 - damper pneumatic chamber 7 - accumulating pneumatic chamber, 8 - working pneumatic chamber, 9 - working piston, 10 - sleeve, 11 - shock plate, 12 - load, 13 - channel in the body rod, 14 - lifting pneumatic cylinder, 15 - lower chamber of the lifting pneumatic cylinder, 16 - upper chamber of the lifting pneumatic cylinder a, 17 - gas ejection channel, 18 - gas ejection valve, 19 - rod of the pneumatic cylinder, 20 - support frame, 21, 22 - inlet-outlet openings on the pneumatic line, 23 - transverse partition, 24 - magnetic element, 25 - elastic element .
Заявляемый поверхностный пневматический источник сейсмических сигналов содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из толстостенной трубы. Внутри корпуса 1 размещен шток 2 со сквозным каналом 13 для прохождения сжатого газа и с закрепленными на теле штока поршнями: поршень сверху демпферной камеры 3, поршень снизу демпферной камеры 4 и перекрывающий клапан 5. Внутри корпуса 1 расположена демпферная камера 6 с поперечной перегородкой 23 в ее средней части. Демпферная камера 6 заполнена газом и частично жидкостью. В нижней части корпуса расположена накопительная пневмокамера 7 с выхлопным горлообразным отверстием газа в ее нижней части, которое перекрывает клапан 5, причем рабочая площадь клапана 5 меньше рабочей площади нижнего поршня 4. Нижняя часть корпуса 1 выполнена в виде массивной толстостенной металлической части, служащей рабочим поршнем 9, который входит в толстостенную металлическую гильзу 10, выполняющую функцию пневмоцилиндра. Нижняя часть гильзы 10 выполнена в виде толстостенной металлической ударной плиты 11. На верхней части корпуса 1 закреплен груз 12 и подвижный шток 19 подъемного пневмоцилиндра 14, который имеет внутри нижнюю 15 и верхнюю 16 камеры, разделенные поршнем, установленным на подвижном штоке 19. Шток 19 подъемного пневмоцилиндра 14 имеет сквозной канал 17 выброса сжатого газа, который в верхней части заканчивается клапаном выброса газа 18. Подъемный пневмоцилиндр 14 смонтирован на опорной раме 20, которая удерживает его над поверхностью грунта при работе заявляемого устройства. Корпус 1 имеет также отверстия входные-выходные 21, 22 для сообщения с пневмомагистралью: отверстие 21, соединенное с нижней частью демпферной камеры 6, и отверстие 22, соединенное с накопительной пневмокамерой 7. В поперечной перегородке 23 демпферной камеры 6 размещен магнитный элемент 24, притягивающий поршень 3 сверху демпферной камеры 6, выполненный из магнитного материала. Поперечная перегородка 23 имеет сквозной канал для прохождения штока 2 корпуса 1 и перетекания газа и жидкости между нижней и верхней частями демпферной камеры. Магнитный элемент 24 может быть выполнен в виде постоянного кольцевого магнита. Над рабочим поршнем 9 размещен упругий элемент 25, изготовленный из резины или полиуретана в форме кольца.The inventive surface pneumatic source of seismic signals contains a
Работа поверхностного пневматического источника сейсмических сигналов происходит следующим образом.The work of a surface pneumatic source of seismic signals is as follows.
В исходном положении заявляемое устройство устанавливают на грунт. Опорная рама 20 при этом опирается на грунт своими опорными частями, а рабочая толстостенная металлическая гильза 10 опирается на грунт толстостенной металлической ударной плитой 11. Шток 2 в корпусе 1 находится в крайнем нижнем положении, и поршень 3 штока 2 сверху демпферной камеры прижат ее поперечной перегородкой 23 так, что сила притяжения между данным поршнем 3 и магнитным элементом 24 максимальна. Затем в накопительную пневмокамеру 7 через отверстие входное-выходное на пневмомагистраль 22 подают сжатый газ, например воздух. Из-за разницы рабочих площадей перекрывающего клапана 5, перекрывающего горлообразное отверстие, и поршня 4, расположенного снизу демпферной камеры, на шток 2 действует сила, направленная вверх. Когда эта сила по мере увеличения давления сжатого газа в накопительной пневмокамере 7 превысит силу притяжения между магнитным элементом 24 и поршнем 3 сверху демпферной камеры 6, шток 2 корпуса 1 начинает движение вверх, и перекрывающий клапан 5 открывает выхлопное отверстие в нижней части корпуса 1. Сжатый газ под давлением выбрасывается в рабочую пневмокамеру 8. Рабочая толстостенная металлическая гильза 10 под действием сжатого газа в рабочей пневмокамере 8 перемещается вниз, и ее ударная толстостенная металлическая плита 11 резко давит на лежащий под ней грунт, генерируя при этом сейсмические колебания.In the initial position, the inventive device is installed on the ground. In this case, the supporting
При движении штока 2 корпуса 1 вверх происходит перетекание газа и жидкости из нижней части демпферной камеры 6 в верхнюю через канал в поперечной перегородке 23, при этом шток 2 корпуса 1 плавно тормозится.When the
Далее сжатый газ из рабочей пневмокамеры 8 проходит по каналу 13 в штоке 2 корпуса 1, каналу выброса газа 17 в штоке 19 подъемного пневмоцилиндра 14 и частично выбрасывается через клапан сброса 18 в атмосферу, а частично проходит в нижнюю камеру 15 подъемного пневмоцилиндра 14. Увеличение давления газа в нижней камере 15 подъемного пневмоцилиндра 14 вызывает подъем штока 19 и всего корпуса 1 заявляемого устройства, при котором ударная толстостенная плита 11 приподнимается над грунтом. Затем сжатый газ из нижней камеры 15 сбрасывается в атмосферу через канал 17 и клапан сброса 18. При этом корпус 1 вместе с толстостенной металлической гильзой 10 медленно и плавно вновь опускаются на поверхность грунта. Благодаря этому не происходит второго удара по грунту, который является помехой при проведении сейсмических работ.Next, the compressed gas from the working
Для возвращения штока 2 корпуса 1 в исходное положение в нижнюю часть демпферной камеры 6 по входному-выходному отверстию 21 подают сжатый газ, который оказывает давление на поршень 4 снизу демпферной камеры 6.To return the
Пример. Заявляемый поверхностный пневматический источник сейсмических сигналов изготовлен на предприятии г.Саратова, и опытный образец успешно прошел апробацию.Example. The inventive surface pneumatic source of seismic signals was manufactured at the enterprise of Saratov, and the prototype was successfully tested.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009128627/03A RU2400776C1 (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Surface pneumatic source of seismis signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009128627/03A RU2400776C1 (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Surface pneumatic source of seismis signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2400776C1 true RU2400776C1 (en) | 2010-09-27 |
Family
ID=42940480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009128627/03A RU2400776C1 (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Surface pneumatic source of seismis signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2400776C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485551C1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-06-20 | Анатолий Фёдорович Косолапов | Borehole seismic source |
CN107544088A (en) * | 2017-11-02 | 2018-01-05 | 西南石油大学 | A kind of gas drilling underground controlled source pipe nipple |
-
2009
- 2009-07-27 RU RU2009128627/03A patent/RU2400776C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485551C1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-06-20 | Анатолий Фёдорович Косолапов | Borehole seismic source |
CN107544088A (en) * | 2017-11-02 | 2018-01-05 | 西南石油大学 | A kind of gas drilling underground controlled source pipe nipple |
CN107544088B (en) * | 2017-11-02 | 2024-01-23 | 西南石油大学 | Underground controllable seismic source nipple for gas drilling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4991685A (en) | Downhole seismic source | |
US4108271A (en) | Seismic land source | |
RU2400776C1 (en) | Surface pneumatic source of seismis signals | |
NO153156B (en) | SEISMIC SOURCE DEVICE | |
NO20130728A1 (en) | Device for generating bolts in marine environment by collapsing of pistons and gas, hydraulics, steam and electromagnetic firing system for the collection of seismic data | |
US3189121A (en) | Vacuum seismic pulse generator | |
RU90085U1 (en) | DEVICE FOR EXCITING SEISMIC SIGNALS FROM EARTH SURFACE | |
CA2901798A1 (en) | Hydraulic hammer | |
RU2005123675A (en) | METHOD FOR LONG-WAVE IMPACT ON OIL DEPOSIT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU99553U1 (en) | WATER LIFTING DEVICE | |
JPS6314131B2 (en) | ||
US5154254A (en) | Mass retrieval for acoustic pulse generator | |
US9110184B2 (en) | Devices for exciting seismic vibrations | |
US4182428A (en) | Hydraulically-coupled, land seismic signal source | |
RU2485551C1 (en) | Borehole seismic source | |
SU858580A3 (en) | Device for generating acoustic impulses in liquid medium | |
RU2409946C1 (en) | Underwater repellent sound generator | |
RU2024676C1 (en) | Impact device | |
RU2059045C1 (en) | Pile-driving hydraulic beater | |
RU2444623C2 (en) | Percussion device | |
RU2478222C1 (en) | Seismic wave source for marine seismic survey | |
SU1710086A1 (en) | Cracker toy | |
RU1692187C (en) | Pile-driving hammer | |
SU1000965A1 (en) | Pneumatic seismic signal source | |
SU832164A1 (en) | Pneumatic shock absorber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130130 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140728 |