SU1078378A1

SU1078378A1 - Pneumatic source of seismic signals for water bodies

Info

Publication number: SU1078378A1
Application number: SU833541262A
Authority: SU
Inventors: В.А. Ежов; В.К. Утнасин; В.И. Тюхалов; Н.И. Федорчуков
Original assignee: Краснодарская Группа Подразделений Научно-Исследовательского Института Морской Геофизики
Priority date: 1983-01-14
Filing date: 1983-01-14
Publication date: 1991-02-15

Abstract

ИНЕВМАТИЧ1:СКИЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНА,ЧОВ даш АКВАТОРИЙ, содержащий корпус с выхлопными окнами, образующий с крьпикой, заглушкой и подвижным цилиндром, размещенным в корпусе, управл ющую и рабочую камеры , и электропневмоклапан, отличающийс тем, что, с целью повьшени коэффициента полезного действи и надежности работы, он снабжен неподвижной гильзой, выполненной с внешним фланцем со стороны выхлопных окон и размещенной между неподвижной гильзой и подвижным цилиндром с возможностью осевого перемещени относительно них втулкой с внутренним фланцем, охватывающим неподвижную гильзу, образующими своими боковыми поверхност ми и фланцами замкнутую кольцевую полость, в которой размещена пружина, при этом кольцеS S ва полость сообщена каналами с рабочей камерой, а наружный торец внут Л С реннего фланца втулки св зан каналами с управл ющей камеройINEVMATICH1: ENGLISH SOURCE SEISMIC Signa STY das waters comprising a housing with exhaust windows forming a krpikoy, plug and movable cylinder, disposed in the housing, a control and a working chamber and electropneumatic, characterized in that, in order povsheni in efficiency and reliability, it is equipped with a fixed sleeve, made with an external flange on the side of the exhaust windows and placed between the fixed sleeve and the movable cylinder with the possibility of axial movement relative to them with an inner flange enclosing the fixed sleeve, forming with its side surfaces and flanges a closed annular cavity in which a spring is placed, the ring S and the cavity are connected by channels to the working chamber, and the outer end of the inner flange of the sleeve is connected by channels control camera

Description

Изобретение относитс к области морской сейсморазведки, к устройствам возбуждени сейсмических сигналов в одной среде за счет резкого выброса сжатого воздуха из рабочей камеры оThe invention relates to the field of marine seismic prospecting, to devices for the excitation of seismic signals in the same environment due to the sharp release of compressed air from the working chamber

Известен пневматический источник, выполненный в виде полой трубы,внутри которой помещен двигаюущйс поршень с двум тарельчатыми клапанами, один из которых открывает и закрывает выхлопные отверсти , соедин их с рабочим объемом излучател g Вначале в излучатель нагнетаетс воздух Под его действием поршень и мембрана смещаютс в нижнее положение,герметизиру рабочий объем источника, дл A pneumatic source is known, made in the form of a hollow tube, inside of which a moving piston is placed with two disc valves, one of which opens and closes the exhaust holes, connecting them to the working volume of the radiator g At first, the piston and the membrane are displaced into the lower part of the radiator position, sealing the working volume of the source, for

вскрыти излучател .под верхний до00 ОО ступ воздуху из рабочего объема к выхлопным отверсти мо Подвижна мембрана ограничивает объем выбрасываемоvlopen the radiator. under the upper do00 air flow from the displacement volume to the exhaust port, the movable membrane limits the volume ejected vl

bo го в воду, воздуха и тем самым уменьшает амплитуду пульсации газовой полости Недостатком источника вл етс отсутствие возможности управлени степенью гашени пульсагщИо Кроме того , из рабочей камеры выбрасываетс весь сжатый воздух, что неэффективно с точки зрени КПД подводного выхлопа .water in the air and thereby reduces the amplitude of the pulsation of the gas cavity. The source disadvantage is the inability to control the degree of damping of the pulse. In addition, all the compressed air is ejected from the working chamber, which is inefficient from the point of view of the efficiency of underwater exhaust.

Известен также пневматический источник , содержащий корпус с выхлопными отверсти ми, внутри которого помещен двигающийс поршень, выполненый в виде двух тарельчатых клапанов, оединенных между собой полым штокомо оршень, делит внутреннюю полость изучател на верхний и нижний рабочие объемы На наружной поверхности коруса источника находитс скольз щий клапан, ограничивающий , объем выбрасываемого в воду воздуха и уменьшающий пульсацию газовой полостио Наружный клапан представл ет собой цииндр , надетый на излучатель, в котором сделаны воздушные клапаны и полость , а также размещена возвратна пружинао Клапан перекрывает выхлопные окна под действием пружины, а смещаетс в нижнее положение за счет сжатого воздуха, нагнетаемого в рабочую камеру, с которой он соединен , каналомо К недостаткам устройства относитс то, что поршень и клапан начинают движение в одну сторонуо Это увеличивает врем отсечки сжатого воздуха При наружном размещении клапана сложно обеспечить его герметичность о Кроме того, пружина, привод ща клапан в движение, находитс все врем в сжатом состо ниио Это снижает надежность источникаоAlso known is a pneumatic source, comprising a housing with exhaust openings, inside of which is placed a moving piston, made in the form of two poppet valves, interconnected by a hollow rod rod, divides the internal cavity of the examiner into upper and lower working volumes. On the outer surface of the source corus is a sliding a valve limiting the volume of air emitted into the water and reducing the pulsation of the gas cavity. The outer valve is a cyarder worn on the radiator, in which The air valves and the cavity, as well as the return spring, are placed. The valve closes the exhaust windows under the action of the spring, and is displaced to the lower position due to the compressed air being forced into the working chamber with which it is connected. The device’s drawbacks are that the piston and valve starting to move in one direction. This increases the cut-off time of compressed air. When the valve is placed externally, it is difficult to ensure its tightness. In addition, the spring that drives the valve in motion is compressed all the time. It reduces the reliability of the source

Наиболее близким техническим решением вл етс пневматический источник сейсмических сигналов дл акватории , содержащий корпус с выхлопными окнами, образующий с крышкой, заглушкой и подвижным 1ЦШИНДРОМ, размещенным в корпусе, управл ющую и рабочую камеры, и злектропневмоклапано Однако этот источник не позвол ет регулировать величину остаточного давлени в рабочей камере после выхлопа , а резкие удары подвижного цилиндра о корпус снижают надежность его работыоThe closest technical solution is a pneumatic source of seismic signals for the water area, comprising a housing with exhaust ports, forming with a lid, a plug and a movable 1SCHINDR located in the housing, control and working chambers, and electropneumatic valves. However, this source does not allow adjusting the residual pressure in the working chamber after the exhaust, and sharp blows of the rolling cylinder on the body reduce the reliability of its operation

Цель изобретени - повьш1ение коэффициента полезного действи и надежности работы источникаоThe purpose of the invention is to increase the efficiency and reliability of the source

Поставленна цель достигаетс тем, что пневматический источник сейсмических сигналов дп акваторий, содержащий корпус с выхлопными окнами, образующий с крьппкой, заглушкой и подвижным цилиндром, размещенным в корпусе, управл ющую и рабочую камеры, и злектропневмоклапан, снабжен неподвижной гильзой, выполненной с внешним фланцем со стороны ызшопных окон, и размещенной между неподвижной гильзой и подвижным цилиндром с возможностью осевого перемещени относительно них втулкой с внутренним фланцем, охватывающими неподвижную гильзу, образующими своими боковыми поверхност ми и фланцам замкнутую кольцевую полость, в которой размещена пружина, при этом кольцева полость сообщена каналами с рабочей камерой, а наружный торец внутреннего фланца втулки св зан каналами -с управл ющей камерой,,The goal is achieved by the fact that the pneumatic source of seismic signals dp water areas, comprising a housing with exhaust windows, forming with a krppka, a plug and a movable cylinder housed in the housing, the control and working chambers, and an electropneumatic valve equipped with a fixed sleeve made with an external flange side of the windows, and placed between the fixed sleeve and the movable cylinder with the possibility of axial movement relative to them sleeve with an internal flange, covering the fixed sleeve, about By means of their side surfaces and flanges, there is a closed annular cavity in which a spring is placed, the annular cavity being connected by channels with the working chamber, and the outer end of the inner flange of the sleeve is connected by channels with a control chamber,

На фиго изображен сейсмоисточник в разрезе, общий вид; на фиго2 - полжение основного и дополнительного подвижных цилиндров в момент срабатывани пневмоисточникаоFigo depicts a seismic source in section, general view; FIG. 2 shows the positioning of the main and additional movable cylinders at the time of the pneumatic source actuation.

Пневмоисточник состоит из корпуса 1 с выхлопными окнами 2 и штуцером Зо К корпусу 1 при помощи хомуто 4 прикреплены заглушки 5 и крьш1ка 6 с клапаном 7 и кабелем 8о В клапанеThe pneumatic source consists of a housing 1 with exhaust ports 2 and a fitting Zo To the housing 1 by means of a clamp 4, there are attached plugs 5 and 7 of the valve 6 with a valve 7 and an 8 ° cable in the valve

7размещена катушка 9 и корь 10, перекрывающий канал 11 и сообщающийс каналом 12 с рабочей камерой 13, образованной заглушкой 5, крьшгкой 6, подвижным цилиндром 14 и корпусом 1 о На внутренней поверхности корпуса 1 имеютс ступени 15 и 16, а на самой поверхности с возможностью перемещени расположен подвижный цилиндр 14 с венчиком 17, упирающимс в подпружиненное уплотнительное кольцо 18,7 is placed coil 9 and a bark 10 overlapping channel 11 and communicating with channel 12 with a working chamber 13 formed by a plug 5, a bolt 6, a movable cylinder 14 and a housing 1 o On the inner surface of the housing 1 there are steps 15 and 16, and on the surface itself the displacement cylinder is located 14 with a rim 17, abutting against a spring-loaded sealing ring 18,

и внутренним фпанцем 19, вход щим в фигурную втулку 20, с отверсти ми 21 и 22, уступом 23 и проточкой 24 Внутри подвижного цилиндра I4 размещена подвижна втулка 25 с внутренним фланцем 26, который охватывает неподвижную гильзу 27, снабженную наружным фпанцем 28 и отверстием 29оand an internal tongue 19 entering the figured sleeve 20, with openings 21 and 22, step 23 and groove 24 Inside the movable cylinder I4 there is a movable sleeve 25 with an internal flange 26 that encloses the fixed sleeve 27 provided with an external tongue 28 and a hole 29o

8кольцевой полости между подвижной втулкой 25 и неподвижной гильзой 27 размещена пружина 30, упирающа с во втулку 25 и г}:льзу 27о8-ring cavity between the movable sleeve 25 and the fixed sleeve 27 is placed a spring 30, abutting the sleeve 25 and d}: it is 27 °

Источник работает следующим образомThe source works as follows

Сжатый воздух от компрессора (на фиг«1 и 2 не показан) поступает по штуцеру 3 в управл ющую камеру, образованную корпусом 1 и фигурной втулкой 20 и, воздейству на фланец 19 подвижного цилиндра 14, перемещает его до упора в уплотнительное кольцо 18д При этом венчик 17 закрывает канал По Одновременно с этим сжатый воздух поступает и в рабочую камеру 13 по отверстию 22,- а по отверстию 2I воздействует на фланец подвижной втулки 26, 25 и перемещает его, сжима пружину 30. Сжатый воздук поступает также в полость, образованную гильэ,ой 27 и подвижной втулкой 25, как по посадке между этими детал ми, так и по отверстию 29, При выравнивании давлений во всех полост х источника пружина 30 возвращает подвижную втулку 25 в исходное состо ние (как показано на фиго1), а при заполнении источника сжатым воздухом до рабочего давлени он готов к рабо те Рассмотрим работу источника в воде При подаче электрического сигнала по кабелю 8 на катушку 9 клапана 7 корь 10, вт гива сь внутрь, катушки 9, освобождает доступ воздуху из рабочей камеры 13 по каналам 1 и 12 под венчик 17 подвижного цилиндра 14 Он начинает движение, происходит раз уплотнение его торца и кольца 18, сжатый воздух начинает действовать на всю площадь торца подвижного цилиндра 14, который начинает ускоренное движение. Давление сжатого возду ха в управл ющей камере возрастает и по отверсти м 21, расположенным ра номерно по окружности, воздействует на фланец 26 подвижной втулки 25„ От верстие 22 имеет значительно меньшую площадь поперечного сечени , чем груп па отверстий 21 и оно должно удовлетвор ть лишь одному условию: через его сечение рабоча камера источника должна заполн тьс за 10-15 с Врем же срабатывани источника составл ет 15-20 м с и за это врем отверстие 2 пропустит незначительную порцию воздуха Таким образом, сжима пружину 30, начинает движение подвижна втулка 25о Подвижный цилиндр 14 вскрывает выхлопные окна 2, и сжатый воздух , вырыва сь наружу из рабочей камеры 13, порождает в воде сейсмический сигнало В св зи с тем, что давление в рабочей камере 13 падает, снимаютс тормоз щие силы, действующие на подвижную втулку 25 со стороны верхнего торца и из кольцевой полости , где расположена пружина 30 Втулка 25 приобретает ускоренное движение по направлению, противоположному движению подвижного цилиндра 14, и в определенный момент, завис щий от размеров втулки 25, она перекрывает выхлопные окна 2 (как показано на фиг.2)о Размеры втулки 25 определ ют количество выброшенного воздуха из рабочей камеры 13, Известно, что дл формировани первой волны давлени необходимо выпустить порцию сжатого воздуха, равную 0,3-0,4 объема рабочей камеры. Последующий воздух идет на раскачку воздушного пузыр и создает значительные повторные пульсации , которые вл ютс в сигнале помехой Поэтому своевременна отсечка сжатого воздуха увеличивает эффективность источника и создает запас мощности компрессоруо После того,как давление во всех полост х источника выравн лось, пружина 30 возвращает подвижную втулку 25 в исходное состо ние (смо фиго I), а подвижный цилиндр 14 за счет действи сжатого воздуха в управл ющей камере занимает положение, показанное на фиГоК Цикл работы закончен Торможение подвижного цилиндра 14 при пр мом ходе осуществл етс за счет сжати воздуха фланцем 19 в ступени 16 и венчиком 17 в ступени 15, куда успевает попасть воздух в момент выхлопа При обратном ходе цилиндр 14 тормозитс фланцем 19 и уступом 23, между которыми также сжимаетс воздухо Подвижный цилиндр 14 должен возвращатьс в исходное положение при закрытых выхлопных окиах 2 Положительным качеством предлагаемого пневмоисточника вл етс то,что здесь отсутствуют жесткие требовани по герметизации -подвижной втулки 25, Это повысит надежность его работы Тот воздух, который будет проходить по посадке между подвижной втулкой 25 и гильзой 27, не скажетс иа ухуд- шении работы пневмоисточникао Уплотнительное кольцо 18 одновременно выполн ет роль торцового уплотнени п подвижного тщлиндра 14 и радиального уплотнени дл подвижной втулки 25о В св зи с тем, что есть возможость перетока воздуха из управл ющей амеры по отверсти м 21, давление в ей возрастает менее резко, поэтому корость движени подвижного цилинда 14 будет повышенной, что позвол ет овысить энергию.излучаемого сигнала«Compressed air from the compressor (figs. 1 and 2 not shown) flows through fitting 3 into the control chamber formed by the housing 1 and the figured bushing 20 and, acting on the flange 19 of the movable cylinder 14, moves it all the way into the sealing ring 18d the whisk 17 closes the channel. At the same time, the compressed air enters the working chamber 13 through the opening 22, and through the opening 2I acts on the flange of the movable sleeve 26, 25 and moves it, compressing the spring 30. The compressed air also enters the cavity formed by the guillot , oh 27 and movable sleeve 25, to As for the fit between these parts and the orifice 29, when pressure is equalized in all cavities of the source, spring 30 returns the movable sleeve 25 to its initial state (as shown in FIG. 1), and when the source is filled with compressed air to the working pressure Consider the operation of the source in water. When an electric signal is applied via cable 8 to coil 9 of valve 7, measles 10, pulled in, coil 9, it releases air from working chamber 13 through channels 1 and 12 under the rim 17 of the movable cylinder 14 starts moving Odita time and its end seal ring 18, compressed air begins to act on the entire area of the end of the movable cylinder 14, which begins the accelerated motion. The pressure of compressed air in the control chamber increases and along the openings 21 located evenly around the circumference, acts on the flange 26 of the movable sleeve 25. Version 22 has a significantly smaller cross-sectional area than the group of openings 21 and it should satisfy only one condition: through its cross section, the working chamber of the source must be filled in 10-15 seconds. The source response time is 15-20 m s and during this time, hole 2 will miss a small portion of air. Thus, compressing the spring 30, begins to move 25o movable sleeve The movable cylinder 14 opens the exhaust ports 2, and the compressed air, pulling out from the working chamber 13, generates a seismic signal in water. In connection with the fact that the pressure in the working chamber 13 drops, the braking forces acting on the movable sleeve 25 from the side of the upper end and from the annular cavity, where the spring 30 is located. Sleeve 25 acquires an accelerated motion in the direction opposite to that of the movable cylinder 14, and at a certain moment, depending on the size of the sleeve 25, it blocks the exhaust Window 2 (as shown in Figure 2) of sleeve 25 dimensions determining the amount of air ejected from the working chamber 13 is known that for forming the first pressure waves necessary to vent a portion of compressed air equal to the volume of the working chamber 0.3-0.4. The subsequent air goes to the buildup of the air bubble and creates significant repeated pulsations, which are a disturbance in the signal. Therefore, timely shutdown of compressed air increases the efficiency of the source and creates a reserve of compressor power. After the pressure in all cavities of the source has equalized, the spring 30 returns the movable sleeve. 25 to the initial state (see FIGO I), and the movable cylinder 14, due to the action of compressed air in the control chamber, occupies the position shown in FIG. Moving cylinder 14 is driven by compression of air by flange 19 in stage 16 and whisk 17 in stage 15, in which the air has time to get in at the moment of exhaust. During the return stroke, cylinder 14 is braked by flange 19 and ledge 23, between which air is also compressed The movable cylinder 14 must return to its original position with the exhaust oxides 2 closed. The positive quality of the proposed air source is that there are no strict requirements for sealing — the movable sleeve 25. This will increase its reliability. Bots The air that will pass through the fit between the movable sleeve 25 and the sleeve 27 will not affect the deterioration of the air source. The sealing ring 18 simultaneously plays the role of a mechanical seal p of the movable barrel 14 and a radial seal for the movable sleeve 25 ° C. that there is a possibility of air flow from the control chamber through the holes 21, the pressure in it increases less sharply, therefore the velocity of movement of the moving cylinder 14 will be increased, which allows overestimate the energy of the emitted signal.

фиг. /FIG. /

фиг. 2FIG. 2

Claims

A PNEUMATIC SOURCE OF SEISMIC SIGNALS FOR AQUATORIES, comprising a housing with exhaust windows, forming with a cover, a cap and a movable cylinder placed in