RU2478222C1 - Seismic wave source for marine seismic survey - Google Patents

Seismic wave source for marine seismic survey Download PDF

Info

Publication number
RU2478222C1
RU2478222C1 RU2012112376/28A RU2012112376A RU2478222C1 RU 2478222 C1 RU2478222 C1 RU 2478222C1 RU 2012112376/28 A RU2012112376/28 A RU 2012112376/28A RU 2012112376 A RU2012112376 A RU 2012112376A RU 2478222 C1 RU2478222 C1 RU 2478222C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pneumatic chamber
waveguide
pneumatic
cover plate
chamber
Prior art date
Application number
RU2012112376/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Петрович Экомасов
Ефим Григорьевич Фонберштейн
Олег Васильевич Подмарков
Original Assignee
Сергей Петрович Экомасов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Петрович Экомасов filed Critical Сергей Петрович Экомасов
Priority to RU2012112376/28A priority Critical patent/RU2478222C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2478222C1 publication Critical patent/RU2478222C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: device includes a pneumatic chamber with a cylindrical housing, an upper cover plate and a lower cover plate made on its inner side in the form of steps, a card arranged in upper part of pneumatic chamber and provided with possibility of interacting at its lower end face and forming a pilot-operated check valve with an upper end face of cylindrical waveguide, which is equipped with an O-ring. The above card is rigidly fixed on inner surface of upper cover plate of pneumatic chamber, and waveguide forms on some end part of the working stroke with inner surface of lower cover plate of pneumatic chamber a damper cavity that is connected to the pneumatic chamber through an annular channel formed with inner cylindrical surface of the step of larger diameter of lower cover plate of pneumatic chamber and outer surface of step of larger diameter of waveguide.
EFFECT: avoiding repeated pulsations of the emitting card during the source working cycle.
2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к области сейсмической разведки месторождений полезных ископаемых, а точнее - к возбуждению сейсмических волн при проведении сейсморазведочных работ на акваториях.The proposed device relates to the field of seismic exploration of mineral deposits, and more specifically to the excitation of seismic waves during seismic surveys in the waters.

Известно устройство для возбуждения сейсмических волн (см. «Морская сейсморазведка». Под ред. Телегина А.Н. - М.: ООО «Геоинформмарк», 2004, рис.5.11), включающее пневматическую камеру высокого давления, цилиндрический корпус с выхлопными окнами и шток-поршень. Возбуждение сейсмических волн реализуется в процессе выпуска через выхлопные окна порции сжатого до давления 10-15 МПа воздуха из пневматической камеры в окружающую среду (воду). Недостатком этого устройства являются повторные пульсации воздушного пузыря в воде, которые значительно снижают разрешенность сейсмической разведки. Практическое применение этого устройства требует специальных сложных мер по подавлению пульсаций. Кроме того, выпуск сжатого воздуха в воду через окна ограниченного (вследствие конструктивных ограничений) размера приводит к снижению скорости нагружения жидкости, а значит - к ограничению частоты генерируемых волн, что также снижает эффективность устройства.A device for exciting seismic waves (see "Marine seismic survey. Under the editorship of Telegin AN - M .: LLC" Geoinformmark ", 2004, Fig. 5.11), including a high-pressure pneumatic chamber, a cylindrical body with exhaust windows and piston rod. Excitation of seismic waves is realized in the process of exhausting through exhaust windows a portion of compressed air from a pneumatic chamber into the environment (water) up to a pressure of 10-15 MPa. The disadvantage of this device is the repeated pulsation of the air bubble in the water, which significantly reduces the resolution of seismic exploration. The practical use of this device requires special complex measures to suppress ripple. In addition, the release of compressed air into the water through windows of a limited (due to design restrictions) size leads to a decrease in the loading rate of the liquid, and therefore to a limitation of the frequency of the generated waves, which also reduces the efficiency of the device.

Указанные недостатки частично устранены в устройстве для возбуждения сейсмических волн (см. а.с. SU №1728820 А1, 23.04.1992), которое может быть принято в качестве прототипа. Устройство включает пневматическую камеру с цилиндрическим корпусом, верхней и нижней, выполненной со своей внутренней стороны ступенчатой формы, крышками, плату, размещенную в верхней части пневматической камеры и выполненную с возможностью взаимодействия своим нижнем торцом и образованием пневмозамка со снабженным уплотнительным кольцом верхним торцом цилиндрического ступенчатого волновода, при этом его верхняя большего размера ступень размещена в пневматической камере, а нижняя - пропущена через нижнюю крышку пневматической камеры и оборудована на своем нижнем торце излучающей плитой.These disadvantages are partially eliminated in the device for the excitation of seismic waves (see AS SU No. 1728820 A1, 04/23/1992), which can be adopted as a prototype. The device includes a pneumatic chamber with a cylindrical body, upper and lower, made on its inner side in a stepped form, with covers, a board located on the upper part of the pneumatic chamber and configured to interact with its lower end and form a pneumatic lock with the upper end of the cylindrical stepwise waveguide provided with a sealing ring while its upper larger step is placed in the pneumatic chamber, and the lower one is passed through the bottom cover of the pneumatic chamber ery and equipped at its lower end with a radiating stove.

Высокая скорость нагружения среды этим устройством обеспечивается тем, что при разгерметизации пневмозамка сжатый воздух воздействует практически одновременно на всю поверхность верхнего торца волновода, площадь которого соизмерима с площадью излучающей плиты. Вместе с тем в этом устройстве не исключен основной недостаток. При его работе в водной среде также формируются повторные пульсации вследствие возвратно-поступательных движений излучающей плиты. Это происходит из-за того, что демпферная полость, изолированная от пневматической камеры, выполняет роль пневмопружины. При расширении сжатого воздуха в пневматической камере в процессе вытеснения из нее волновода происходит сжатие воздуха в демпферной полости. В конце прямого хода волновода сила воздействия на него со стороны демпферной полости существенно превышает силу воздействия воздуха со стороны пневматической камеры. В результате происходит обратный ход волновода внутрь пневматической камеры, сопровождающийся повышением давления в ней и падением давления в демпферной полости. И этот процесс возвратно-поступательного движения волновода, генерирующий пульсации в водной среде, с некоторым коэффициентом затухания продолжается некоторое время.The high loading speed of the medium with this device is ensured by the fact that during depressurization of the pneumatic lock, compressed air acts almost simultaneously on the entire surface of the upper end of the waveguide, the area of which is comparable with the area of the emitting plate. However, this device is not excluded the main disadvantage. During its operation in the aquatic environment, repeated pulsations are also formed due to the reciprocating movements of the radiating plate. This is due to the fact that the damper cavity, isolated from the pneumatic chamber, acts as a pneumatic spring. With the expansion of compressed air in the pneumatic chamber during the displacement of the waveguide from it, air is compressed in the damper cavity. At the end of the forward travel of the waveguide, the force acting on it from the side of the damper cavity significantly exceeds the force acting on the air from the side of the pneumatic chamber. As a result, the waveguide returns inside the pneumatic chamber, accompanied by an increase in pressure in it and a drop in pressure in the damper cavity. And this process of reciprocating motion of the waveguide, generating ripples in the aquatic environment, with a certain attenuation coefficient lasts for some time.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности устройства для возбуждения сейсмических волн на акваториях за счет исключения повторных пульсаций в процессе рабочего цикла.The aim of the invention is to increase the efficiency of the device for the excitation of seismic waves in the water by eliminating repeated pulsations in the process of the working cycle.

Цель достигается тем, что в источнике сейсмических волн для морской сейсморазведки плата неподвижно закреплена на внутренней поверхности верхней крышки пневматической камеры, а волновод образует на некоторой заключительной части рабочего хода с внутренней поверхностью нижней крышки демпферную полость, соединенную с пневматической камерой кольцевым каналом, образованным внутренней цилиндрической поверхностью ступени большего диаметра нижней крышки и внешней поверхностью ступени большего диаметра волновода.The goal is achieved by the fact that in the source of seismic waves for marine seismic exploration, the board is fixedly mounted on the inner surface of the upper cover of the pneumatic chamber, and the waveguide forms a damper cavity connected to the pneumatic chamber by an annular channel formed by an internal cylindrical part on the final part of the working path with the inner surface of the lower cover the surface of the step of a larger diameter of the lower cover and the outer surface of the step of a larger diameter of the waveguide.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид устройства перед производством рабочего цикла, а на фиг.2 - вид устройства при динамическом нагружении среды.The essence of the invention is illustrated by the drawing, where Fig. 1 shows a general view of the device before the production of the duty cycle, and Fig. 2 is a view of the device under dynamic loading of the medium.

Устройство включает пневматическую камеру 1, образованную цилиндрическим корпусом 2, верхней 3 и нижней 4 крышками, при этом внутренняя поверхность нижней крышки 4 выполнена ступенчатой, плату 5, размещенную в верхней части пневматической камеры 1, и цилиндрический волновод 6 ступенчатой формы. Верхняя большего диаметра ступень волновода 6 размещена в пневматической камере 1, а нижняя ступень пропущена через нижнюю крышку 4 и оборудована на своем нижнем торце излучающей плитой 7. Плата 5 установлена с возможностью взаимодействия и образования при этом пневмозамка своим нижнем торцом со снабженным уплотнительным кольцом 8 верхним торцом волновода 6. На верхней крышке 3 размещены управляющий клапан 9 с толкателем 10 и уплотнительным элементом 11, сбросный клапан 12 и впускной клапан 13 с соединительной трубкой 14. Устройство оборудовано каналами 15, 16, 17 и 18, а также эластичным амортизатором 19.The device includes a pneumatic chamber 1 formed by a cylindrical body 2, upper 3 and lower 4 covers, while the inner surface of the lower cover 4 is made stepwise, a board 5 located in the upper part of the pneumatic chamber 1, and a cylindrical waveguide 6 is stepwise shaped. The upper step of the larger diameter of the waveguide 6 is placed in the pneumatic chamber 1, and the lower step is passed through the lower cover 4 and is equipped with a radiating plate 7 at its lower end. The board 5 is installed with the possibility of interaction and the formation of a pneumatic lock with its lower end with the upper ring provided with a sealing ring 8 the end of the waveguide 6. On the upper cover 3 there is a control valve 9 with a pusher 10 and a sealing element 11, a relief valve 12 and an inlet valve 13 with a connecting tube 14. The device is equipped anal 15, 16, 17 and 18, and an elastic shock absorber 19.

Устройство работает следующим образом. Перед производством работ источник сейсмических волн на тросе (не показан) опускается в воду на оптимальную глубину. С помощью управляющего клапана 9 толкатель 10 опускается вниз и уплотнительный элемент 11 перекрывает канал 16 (см. фиг.1). Через впускной клапан 13, трубку 14 и канал 15 в пневматическую камеру 1 с поверхности подается сжатый воздух. Одновременно через сбросный клапан 12 в атмосферу сбрасывается небольшая порция воздуха, защемленная между платой 5 и верхним торцом волновода 6. При этом образуется пневмозамок, удерживающий волновод в верхнем положении в процессе заполнения пневматической камеры 1 сжатым воздухом. После достижения давления воздуха в пневматической камере 1 рабочей величины (10-15 МПа) впускной клапан 13 перекрывается. На управляющий клапан 9 подается управляющий сигнал, толкатель 10 перемещается вверх и в пневмозамок через каналы 18 и 16 поступает воздух из пневматической камеры 1. Пневмозамок разгерметизируется, воздух под рабочим давлением воздействует на всю площадь торца волновода 6 и перемещает его с ускорением вниз. При этом вверх перемещается пневматическая камера 1. Однако вследствие того что масса пневматической камеры 1 значительно превышает массу волновода 6 с излучающей платой 7, перемещение пневматической камеры 1 незначительно. На заключительной части рабочего хода волновода (см. фиг.2) ступень большего диаметра волновода 6 входит во взаимодействие со ступенью большего диаметра нижней крышки 4. При этом в процессе вытеснения сжатого воздуха из образованной демпферной полости через кольцевой канал между внутренней цилиндрической поверхностью ступени большего диаметра нижней крышки 4 и внешней поверхностью большего диаметра волновода 6 в пневматическую камеру 1 происходит торможение движения волновода 6. Окончательное торможение волновода 6 происходит при посадке его на эластичный амортизатор 19, исключающий жесткое соударение волновода 6 и нижней крышки 4. Подобное демпфирование волновода 6 практически исключает его повторные челночные перемещения относительно пневматической камеры 1.The device operates as follows. Before doing the work, the source of seismic waves on a cable (not shown) is lowered into the water to the optimum depth. Using the control valve 9, the pusher 10 is lowered down and the sealing element 11 blocks the channel 16 (see figure 1). Through the inlet valve 13, the tube 14 and the channel 15, compressed air is supplied from the surface to the pneumatic chamber 1. At the same time, a small portion of air is pushed between the board 5 and the upper end of the waveguide 6 through the relief valve 12. At the same time, a pneumatic lock is formed that holds the waveguide in the upper position when filling the pneumatic chamber 1 with compressed air. After reaching the air pressure in the pneumatic chamber 1 of the working size (10-15 MPa), the inlet valve 13 is closed. A control signal is supplied to the control valve 9, the pusher 10 moves upward and air from the pneumatic chamber 1 enters the pneumatic lock through the channels 18 and 16. The pneumatic lock is depressurized, air under the working pressure acts on the entire area of the waveguide 6 end face and moves it with acceleration downward. In this case, the pneumatic chamber 1 moves upward. However, since the mass of the pneumatic chamber 1 significantly exceeds the mass of the waveguide 6 with the radiating board 7, the movement of the pneumatic chamber 1 is negligible. At the final part of the waveguide’s travel (see FIG. 2), the step of the larger diameter of the waveguide 6 interacts with the step of the larger diameter of the lower cover 4. Moreover, during the displacement of compressed air from the formed damper cavity through the annular channel between the inner cylindrical surface of the step of larger diameter the lower cover 4 and the outer surface of the larger diameter of the waveguide 6 into the pneumatic chamber 1 is the braking movement of the waveguide 6. The final braking of the waveguide 6 occurs when e it to an elastic shock absorber 19, which excludes the rigid collision of the waveguide 6 and the bottom cover 4. Such damping waveguide 6 practically eliminates its repeated shuttle movement relative to the air bag 1.

После завершения рабочего цикла и получения сейсмической записи сигналов воздух из пневматической камеры 1 через впускной клапан 13 и соединительную трубку 14 сбрасывается в атмосферу. Под действием гидростатического давления волновод 6 перемещается внутрь пневматической камеры 1 и устройство занимает исходное положение (см. фиг.1) и готово к повторению рабочего цикла.After completion of the working cycle and obtaining a seismic recording of signals, air from the pneumatic chamber 1 through the inlet valve 13 and the connecting pipe 14 is discharged into the atmosphere. Under the influence of hydrostatic pressure, the waveguide 6 moves inside the pneumatic chamber 1 and the device takes its initial position (see figure 1) and is ready to repeat the duty cycle.

Вследствие воздействия рабочего давления воздуха с самого начала рабочего хода волновода 6 с излучающей плитой 7 на всю поверхность торца волновода 6 обеспечивается высокая скорость нагружения среды и реализуется генерирование сигналов высокой частоты. Применение демпфирования волновода 6 на заключительной части его рабочего хода исключает повторные пульсации в процессе рабочего цикла устройства, что существенно повышает его сейсмическую эффективность.Due to the influence of the working air pressure from the very beginning of the waveguide 6 travel with the radiating plate 7 on the entire surface of the waveguide end 6, a high loading rate of the medium is ensured and high-frequency signals are generated. The use of damping of the waveguide 6 at the final part of its working stroke eliminates repeated pulsations during the working cycle of the device, which significantly increases its seismic efficiency.

Claims (1)

Источник сейсмических волн для морской сейсморазведки, включающий пневматическую камеру с цилиндрическим корпусом, верхней и нижней, выполненной со своей внутренней стороны ступенчатой формы, крышками, плату, размещенную в верхней части пневматической камеры и выполненную с возможностью взаимодействия своим нижним торцом и образования пневмозамка со снабженным уплотнительным кольцом верхним торцом цилиндрического ступенчатого волновода, при этом его верхняя большего диаметра ступень размещена в пневматической камере, а нижняя ступень пропущена через нижнюю крышку пневматической камеры и оборудована на своем нижнем торце излучающей плитой, отличающийся тем, что плата неподвижно закреплена на внутренней поверхности верхней крышки пневматической камеры, а волновод образует на некоторой заключительной части рабочего хода с внутренней поверхностью нижней крышки пневматической камеры демпферную полость, соединенную с пневматической камерой кольцевым каналом, образованным внутренней цилиндрической поверхностью ступени большего диаметра нижней крышки пневматической камеры и внешней поверхностью ступени большего диаметра волновода. A source of seismic waves for marine seismic exploration, including a pneumatic chamber with a cylindrical body, upper and lower, made on its inner side in a stepped form, with covers, a circuit board located at the top of the pneumatic chamber and configured to interact with its lower end and form a pneumatic lock with an equipped sealing ring the upper end of the cylindrical stepwise waveguide, while its upper larger diameter step is placed in the pneumatic chamber, and the lower It is passed through the bottom cover of the pneumatic chamber and is equipped with a radiating plate on its lower end, characterized in that the board is fixedly mounted on the inner surface of the top cover of the pneumatic chamber, and the waveguide forms a damper cavity at some final part of the travel with the inner surface of the bottom cover of the pneumatic chamber, connected to the pneumatic chamber by an annular channel formed by the inner cylindrical surface of the step of a larger diameter of the lower cover of the pneumatic tion chamber and the outer surface of the waveguide larger stage diameter.
RU2012112376/28A 2012-04-02 2012-04-02 Seismic wave source for marine seismic survey RU2478222C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012112376/28A RU2478222C1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Seismic wave source for marine seismic survey

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012112376/28A RU2478222C1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Seismic wave source for marine seismic survey

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2478222C1 true RU2478222C1 (en) 2013-03-27

Family

ID=49151474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012112376/28A RU2478222C1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Seismic wave source for marine seismic survey

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2478222C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU651281A1 (en) * 1977-08-07 1979-03-05 Южное Морское Научно-Производственное Геолого-Геофизическое Объединение "Южморгео" Seismic signal source
SU1056108A1 (en) * 1982-05-06 1983-11-23 Ezhov Vladimir A Pneumatic source of seismic signals
SU1141359A1 (en) * 1983-10-12 1985-02-23 Московский геологоразведочный институт им.С.Орджоникидзе Seismic wave excitation device
SU1728820A1 (en) * 1990-04-13 1992-04-23 Инженерно-технический центр "Силовые импульсные системы" при Московском геологоразведочном институте им.Серго Орджоникидзе Device for excitation of seismic oscillations
US6464035B1 (en) * 2000-11-09 2002-10-15 Bolt Technology Corporation Streamlined, readily towable marine seismic energy source for creating intense swept-frequency and pulse-coded signals in a body of water
RU2204848C2 (en) * 2001-08-06 2003-05-20 Геологический институт РАН Seismic pneumatic emitter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU651281A1 (en) * 1977-08-07 1979-03-05 Южное Морское Научно-Производственное Геолого-Геофизическое Объединение "Южморгео" Seismic signal source
SU1056108A1 (en) * 1982-05-06 1983-11-23 Ezhov Vladimir A Pneumatic source of seismic signals
SU1141359A1 (en) * 1983-10-12 1985-02-23 Московский геологоразведочный институт им.С.Орджоникидзе Seismic wave excitation device
SU1728820A1 (en) * 1990-04-13 1992-04-23 Инженерно-технический центр "Силовые импульсные системы" при Московском геологоразведочном институте им.Серго Орджоникидзе Device for excitation of seismic oscillations
US6464035B1 (en) * 2000-11-09 2002-10-15 Bolt Technology Corporation Streamlined, readily towable marine seismic energy source for creating intense swept-frequency and pulse-coded signals in a body of water
RU2204848C2 (en) * 2001-08-06 2003-05-20 Геологический институт РАН Seismic pneumatic emitter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2646558C (en) Apparatus and method for generating a seismic source signal
EA025332B1 (en) Marine seismic source
RU2478222C1 (en) Seismic wave source for marine seismic survey
EP0380022A2 (en) Marine acoustic source
US3642089A (en) Marine imploder-type acoustic impulse generator
NZ598499A (en) Pump with float fixed to piston moving vertically in cylinder and pumping due to up and down tidal motion
US5113966A (en) Downhole hydraulic seismic generator
RU2477500C1 (en) Seismic vibration excitation device
US3860087A (en) Vibrator systems for generating elastic waves in the earth
RU2400776C1 (en) Surface pneumatic source of seismis signals
US11726222B2 (en) Seismic marine vibrator
CN109100777A (en) Frequency conversion type oceanic high air gun
DE502005009362D1 (en) Vibration generator with a displaceably mounted between pressure chambers working piston
RU2006114901A (en) DEVICE FOR HYDROPULSE IMPACT ON THE BOTTOMFLOUR
CN209129599U (en) Fluid level depth of oil well measuring device and sound wave rifle
RU2240581C1 (en) Well source of seismic signals
SU535591A1 (en) Pneumatic emitter of acoustic signals
CN117055096B (en) Pneumatic drop hammer type vibration source excitation device
RU156370U1 (en) OIL PRODUCTION DEVICE WITH IMPLOSION PROCESSING OF A WELL OF A WELL
RU2376613C1 (en) Pneumatic seismic signal source sibiryak
RU168260U1 (en) PNEUMATIC RADIATOR
RU90085U1 (en) DEVICE FOR EXCITING SEISMIC SIGNALS FROM EARTH SURFACE
RU2423632C2 (en) Pneumatic suspension
RU2490422C1 (en) Plant for impulse action on productive formation
SU932434A1 (en) Seismic signal source for marine prospecting

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150403