RU2485552C1 - Импульсный невзрывной сейсмоисточник для водной среды - Google Patents
Импульсный невзрывной сейсмоисточник для водной среды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485552C1 RU2485552C1 RU2011146613/28A RU2011146613A RU2485552C1 RU 2485552 C1 RU2485552 C1 RU 2485552C1 RU 2011146613/28 A RU2011146613/28 A RU 2011146613/28A RU 2011146613 A RU2011146613 A RU 2011146613A RU 2485552 C1 RU2485552 C1 RU 2485552C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- armature
- seismic source
- seismic
- gap
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ в водной среде.
Заявлен импульсный невзрывной сейсмоисточник, содержащий герметичный корпус с днищем в виде мембраны. Внутри корпуса помещен импульсный двигатель индукционно-динамического типа, якорь которого отделен от мембраны зазором. При работе источника якорь ускоряется магнитным полем двигателя, выбирает зазор и воздействует на мембрану с силой, превышающей силу двигателя. Технический результат: повышение излучаемой мембраной в воде сейсмической мощности. 3 ил.
Description
Изобретение относится к источникам сейсмических волн и предназначен для проведения сейсморазведочных работ на покрытых водой территориях: рекам, озерам, шельфе морей и т.д.
Известен сейсмоисточник для создания сейсмических волн при проведении инженерно-геофизических исследований морского дна (Патент СССР №1817707 A3, опубл. 23.05.93. Бюл. №19). Его техническое решение принято за аналог и содержит герметичный корпус, днище которого выполнено в виде мембраны из электропроводного материала. В корпусе помещены две дисковые концентрически расположенные катушки обмотки возбуждения магнитного поля индукционно-динамического двигателя, плоские торцевые поверхности которых прилегают к электропроводной мембране, выполняющей роль якоря двигателя. Выводы от каждой катушки присоединены через тиристоры к отдельным конденсаторам, заряжаемым от общего зарядного устройства.
Техническое решение аналога имеет несколько недостатков. Применение двух катушек возбуждения, присоединяемых к двум накопителям энергии через отдельные управляемые коммутирующие приборы, усложняет конструктивное выполнение сейсмоисточника, снижает его надежность работы и увеличивает стоимость.
При прогибе жесткой электропроводной мембраны в ней возникают значительные механические напряжения, что уменьшает создаваемое ею объемное возмущение в водной среде и интенсивность генерируемой источником сейсмической волны. При этом снижается коэффициент передачи механической энергии двигателя в энергию ударного объемного воздействия на воду, интенсивность генерируемой сейсмической волны и уменьшается эффективность работы сейсмоисточника в целом, в том числе и за счет генерирования сейсмической волны-помехи при возврате мембраны в исходное положение.
Наиболее близким по совокупности признаков заявляемому изобретению является принятый за прототип источник для генерации акустического сигнала в морской сейсморазведке (Патент US 6,771,565 В2 Aug. 3, 2004). Сейсмоисточник содержит герметичный корпус с размещенной в нем основной катушкой возбуждения магнитного поля индукционно-динамического двигателя. Днище корпуса выполнено в виде плоской мембраны из упругого материала. Якорь двигателя выполнен в виде пластины из электропроводного материала и помещен в зазоре между катушкой и мембраной так, что одна сторона пластины-якоря прилегает к плоской торцевой поверхности катушки, а вторая - к мембране.
Создаваемый двигателем между катушкой возбуждения и якорем импульс силы образуется при пропускании по катушке импульса тока при разряде на катушку заряженного конденсатора с необходимой энергией. Под действием силы двигателя якорь перемещается в направлении от катушки к мембране, что вызывает ее смещение и создание объемного возмущения в воде, объемная скорость которого определяет интенсивность генерируемой сейсмической волны.
Недостатком прототипа является низкий кпд преобразования потребляемой энергии в механическую энергию якоря, низкое значение скорости нарастания и величины создаваемой якорем на мембрану и водную среду механической силы, что приводит к недостаточной генерируемой сейсмической мощности и эффективности проведения сейсморазведочных работ.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение создаваемого на воду механического воздействия и сейсмической эффективности сейсмоисточника.
Техническим результатом является увеличение кпд преобразования потребляемой двигателем энергии в механическую энергию якоря, увеличение создаваемого на мембрану сейсмоисточника механического импульса, скорости объемного возмущения в водной среде и соответствующей генерируемой источником сейсмической мощности.
Упомянутая задача достигается тем, что сейсмоисточник, содержащий герметичный корпус с днищем в виде упругой мембраны и помещенный внутри корпуса двигатель индукционно-динамического типа, катушка возбуждения которого прикреплена к корпусу, а якорь двигателя содержит прилегаемую к плоской торцовой поверхности катушки пластину из электропроводного материала и расположен между катушкой возбуждения и мембраной, отличается тем, что якорь отделен от мембраны плоским зазором с возможностью его выбора при перемещении якоря по направлению от катушки к мембране.
Якорь двигателя с целью увеличения его конструктивной жесткости может быть выполнен с подложкой из прочного материала с небольшим удельным весом, например сплава типа дюралюминия, или из пластика.
Получение технического результата достигается за счет того, что при работе сейсмоисточника с зазором между якорем и мембраной перед моментом механического воздействия на мембрану якорь, ускоряясь в течение выбора им зазора, получает некоторую скорость и дополнительный механический импульс, определяемый величиной действующей на якорь силы двигателя и временем выбора зазора. В результате происходит сложение предварительного механического импульса с действующим на якорь импульсом при воздействии якоря на мембрану и, следовательно, увеличение механического импульса воздействия мембраной на водную среду. При этом увеличиваются кпд преобразования двигателя в механическую энергию движения якоря и мощность создаваемой сейсмической волны.
Изобретение поясняется чертежами:
Фиг.1. - конструктивная схема выполнения сейсмоисточника;
Фиг.2. - графики изменения тока возбуждения двигателя, развиваемой им силы и механического импульса;
Фиг.3. - вариант выполнения якоря с жесткой подложкой.
Сейсмоисточник состоит из герметичного корпуса 1, днище которого выполнено в виде гибкой мембраны 2 из эластичного материала. Катушка 3 обмотки возбуждения помещена в пазу детали 4 из неэлектропроводного и немагнитного материала, жестко соединенной с корпусом 1. К торцевой поверхности катушки 3 прилегает якорь 5, выполненный из материала с высокой электропроводностью, например из меди. Обращенная к мембране 2 поверхность якоря 5 выполнена с выступами 6, обеспечивающими зазор 7 между поверхностью якоря 5 и мембраной 2. Выводы от катушки 3 проходят через деталь 4 в полость 8 внутри корпуса 1 и присоединяются к генератору 9 импульсов тока. Схема управления генератором 9 присоединена кабелем 10 к генератору 9 через ввод 11 в корпусе 1.
Работает сейсмоисточник следующим образом. В момент времени t0 (фиг.2) по кабелю 10 подается управляющий сигнал на генератор 9 и он формирует проходящий по обмотке возбуждения 3 индукционно-динамического двигателя импульс тока 12. За счет магнитной связи между обмоткой возбуждения 3 и якорем 5 в якоре индуктируется ток. Создаваемый обмоткой 3 магнитный поток проходит в радиальном направлении между обмоткой 3 и якорем 5 и замыкается через неэлектропроводную деталь 4. В результате между обмоткой возбуждения и пластиной 5 якоря двигателя создается расталкивающая их сила P(t) 13.
где: i1 и i2 соответственно ток в обмотке возбуждения и якоре, М - коэффициент их магнитной связи, а х - направление перемещения якоря относительно катушки возбуждения под действием силы P(t).
Якорь 5 под действием силы 13 ускоряется в направлении к мембране 2. При этом упоры 6 якоря к моменту времени t1 погружаются в упругий материал мембраны 2, а зазор 7 между якорем и мембраной выбирается (уменьшается до нуля). К моменту времени t1 скорость якоря увеличивается до значения
определяющего при массе якоря mя величину полученного якорем механического импульса N1 и его кинетическую энергию A1.
На фиг.2 импульс N1 отображается площадью 14, ограниченной кривой 13 силы и абсциссой на интервале времени от нуля до t1. В момент времени t1 якорь 5 со скоростью V(t1) воздействует на мембрану 2. Совместное движение мембраны и якоря вызывает объемное возмущение в водной среде и формирование сейсмической волны в ней в течение времени tф, зависящего от площади воздействия мембраной на воду и скорости распространения продольной волны в водной среде. В течение времени tф на якорь продолжает действовать сила P(t) двигателя и ему передается механический импульс Nф 15
В результате величина объемного возмущения, создаваемого в воде мембраной сейсмоисточника суммой 16 механических импульсов 14 и 15, увеличивается, что приводит к увеличению создаваемого в воде давления Рm и интенсивности генерируемых сейсмоисточником сейсмических волн.
Увеличение перемещения якоря за счет величины зазора 7 обеспечивает повышение кпд преобразования энергии магнитного поля индукционно-динамического двигателя в энергию механического воздействия якорем на водную среду.
После окончания воздействия мембраной на водную среду и действия силы 13 мембрана и якорь под воздействием гидростатического давления воды возвращаются в исходное положение. Для снижения уровня создаваемых при этом сейсмических помех в сейсмоисточнике может быть применен односторонний демпфер, установленный между корпусом 1 и якорем 5 двигателя.
Для уменьшения прогиба якоря под действием на него силы P(t) двигателя он может быть выполнен комбинированным (фиг.3), то есть состоящим из жесткой подложки 17, выполненной из прочного материала с небольшим удельным весом, например из сплава типа дюралюминия или из пластика, и закрепленной на ней пластины 5 из электропроводного материала.
Для уменьшения массы якоря подложка может быть выполнена с полостями, то есть сотовой конструкции. При выполнении якоря с подложкой создающие зазор 7 между якорем и мембраной упоры 6 должны выполняться на обращенной к мембране стороне подложки 17. Причем выступы 6 на подложке могут быть выполнены подпружиненными с возможностью их вдавливания в тело подложки, что обеспечивает исключение погружения выступов в тело мембраны и повышает срок ее службы.
Для уменьшения силы сопротивления движению якоря при выборе им зазора 7 в теле якоря могут быть выполнены отверстия 18 для прохождения воздуха из уменьшающегося при движении якоря объема зазора 7 в полость 8 корпуса над якорем.
Claims (1)
- Импульсный невзрывной сейсмоисточник для водной среды, содержащий герметичный корпус с днищем в виде мембраны, внутри которого помещен импульсный двигатель индукционно-динамического типа, дисковая катушка возбуждения которого прикреплена к корпусу, якорь двигателя содержит примыкающую к торцовой плоскости катушки возбуждения пластину из электропроводного материала и помещен между катушкой возбуждения и мембраной, отличающийся тем, что якорь отделен от мембраны зазором с возможностью его выбора при перемещении якоря по направлению к мембране.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011146613/28A RU2485552C1 (ru) | 2011-11-16 | 2011-11-16 | Импульсный невзрывной сейсмоисточник для водной среды |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011146613/28A RU2485552C1 (ru) | 2011-11-16 | 2011-11-16 | Импульсный невзрывной сейсмоисточник для водной среды |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011146613A RU2011146613A (ru) | 2013-05-27 |
RU2485552C1 true RU2485552C1 (ru) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011146613/28A RU2485552C1 (ru) | 2011-11-16 | 2011-11-16 | Импульсный невзрывной сейсмоисточник для водной среды |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2485552C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2576625C2 (ru) * | 2014-01-20 | 2016-03-10 | Сергей Анатольевич Кобыш | Устройство для создания сейсмических волн в водной среде |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU798663A1 (ru) * | 1979-01-25 | 1981-01-23 | Тольяттинский Политехническийинститут | Источник сейсмических сигналов |
SU1229702A1 (ru) * | 1984-04-16 | 1986-05-07 | Тольяттинский Политехнический Институт (2068406 ) | Источник сейсмических волн (его варианты) |
WO1986002739A1 (en) * | 1984-10-23 | 1986-05-09 | Consiglio Nazionale Delle Ricerche | Electroacoustic pulse source for high resolution seismic prospectings |
RU1817707C (ru) * | 1991-04-23 | 1993-05-23 | Анатолий Григорьевич Гурин | Устройство дл возбуждени акустических колебаний |
RU2231087C1 (ru) * | 2003-08-07 | 2004-06-20 | Ивашин Виктор Васильевич | Сейсмоисточник для создания сейсмических волн на акваториях |
US6771565B2 (en) * | 2002-03-01 | 2004-08-03 | Lvb Systems Ltd. | Low voltage seismic sound source |
-
2011
- 2011-11-16 RU RU2011146613/28A patent/RU2485552C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU798663A1 (ru) * | 1979-01-25 | 1981-01-23 | Тольяттинский Политехническийинститут | Источник сейсмических сигналов |
SU1229702A1 (ru) * | 1984-04-16 | 1986-05-07 | Тольяттинский Политехнический Институт (2068406 ) | Источник сейсмических волн (его варианты) |
WO1986002739A1 (en) * | 1984-10-23 | 1986-05-09 | Consiglio Nazionale Delle Ricerche | Electroacoustic pulse source for high resolution seismic prospectings |
RU1817707C (ru) * | 1991-04-23 | 1993-05-23 | Анатолий Григорьевич Гурин | Устройство дл возбуждени акустических колебаний |
US6771565B2 (en) * | 2002-03-01 | 2004-08-03 | Lvb Systems Ltd. | Low voltage seismic sound source |
RU2231087C1 (ru) * | 2003-08-07 | 2004-06-20 | Ивашин Виктор Васильевич | Сейсмоисточник для создания сейсмических волн на акваториях |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2576625C2 (ru) * | 2014-01-20 | 2016-03-10 | Сергей Анатольевич Кобыш | Устройство для создания сейсмических волн в водной среде |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011146613A (ru) | 2013-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8446798B2 (en) | Marine acoustic vibrator having enhanced low-frequency amplitude | |
US9618637B2 (en) | Low frequency marine acoustic vibrator | |
EP2748643B1 (en) | Method and device for determining a driving signal for vibroseis marine sources | |
US3219969A (en) | Electroacoustic transducer and driving circuit therefor | |
EA029634B1 (ru) | Источник со скомпенсированным давлением | |
RU2485552C1 (ru) | Импульсный невзрывной сейсмоисточник для водной среды | |
RU2498352C1 (ru) | Импульсный невзрывной сейсмоисточник для водной среды | |
Tanaka et al. | An experimental study of wave power generation using flexible piezoelectric device | |
Roy et al. | A marine vibrator to meet the Joint Industry Project specification | |
RU2453870C2 (ru) | Импульсный невзрывной сейсмоисточник | |
US3560913A (en) | Acoustic pulse focusing means | |
RU2411546C1 (ru) | Способ возбуждения сейсмических волн и устройство для его осуществления | |
Faria et al. | Optimization of an electromagnetic generator for underwater energy harvester | |
RU2381528C2 (ru) | Способ возбуждения сейсмических колебаний и устройство для его осуществления | |
Toma et al. | An impacting energy harvester through piezoelectric device for oscillating water flow | |
CN110576941B (zh) | 一种具有电磁阻尼的被动式波浪补偿装置 | |
US3274538A (en) | Electroacoustic transducer | |
Olcum et al. | CMUT array element in deep-collapse mode | |
RU2515421C2 (ru) | Невзрывной импульсный наземный сейсмоисточник | |
Orji et al. | The music of marine seismic: A marine vibrator system based on folded surfaces | |
RU2475778C1 (ru) | Импульсный наземный невзрывной сейсмоисточник | |
US20150143888A1 (en) | Wide Bandwidth Borehole Dipole Source | |
RU195795U1 (ru) | Уровнемер | |
RU2246741C1 (ru) | Сейсмоисточник для создания сейсмических волн на акваториях | |
RU2485614C2 (ru) | Индукционно-динамический привод |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141117 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160927 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161122 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171117 |