[go: up one dir, main page]

SU940101A1 - Групповой источник сейсмических сигналов - Google Patents

Групповой источник сейсмических сигналов Download PDF

Info

Publication number
SU940101A1
SU940101A1 SU803218211A SU3218211A SU940101A1 SU 940101 A1 SU940101 A1 SU 940101A1 SU 803218211 A SU803218211 A SU 803218211A SU 3218211 A SU3218211 A SU 3218211A SU 940101 A1 SU940101 A1 SU 940101A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
chamber
hydraulic
cylinder
piston
source
Prior art date
Application number
SU803218211A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Васильевич Михайлов
Валентин Ефимович Минеев
Александр Иванович Коробейник
Михаил Иосифович Енученко
Original Assignee
Всесоюзное морское научно-производственное геолого-геофизическое объединение по разведке нефти и газа "Союзморгео"
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 Всесоюзное морское научно-производственное геолого-геофизическое объединение по разведке нефти и газа "Союзморгео" filed Critical Всесоюзное морское научно-производственное геолого-геофизическое объединение по разведке нефти и газа "Союзморгео"
Priority to SU803218211A priority Critical patent/SU940101A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU940101A1 publication Critical patent/SU940101A1/ru

Links

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

(5t) ГРУППОВОЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Claims (3)

  1. Изобретение относитс  преимущественно к морской сейсморазведке, кроме того, может примен тьс  в качеств источника возбуждени  сейсмических сигналов в скважинах, заполненных жидкостью. Известны источники сейсмических сигналов, работа которых основана на использовании энергии сжатых газов. Эти источники в большинстве случаев обладают повышенной акустической отдачей и сравнительно малыми габаритами . Однако реализаци  рабочего цикла в виде открытого выхлопа сжаты газов обычно приводит к ухудшению вы ходных характеристик источника. Известно устройство дл  формирова ни  сейсмических сигналов в морской разведке, содержащее газовую камеру высокого давлени . Сжатый воздух в эту камеру подаетс  с борта корабл , буксирующего устройство. По команде , поступающей от системы управлени , камера высокого давлени  быст ро открываетс , и сжатый газ выбрасываетс  в окружающую среду. За счет силового взаимодействи  сжатого газа и морской воды в последней (1юрмируетс  акустический сигнал Cl. Существенным недостатком работы источников данного вида  вл ютс  пульсации газового пузыр , образованного в водной среде в результате открытого выхлопа сжатого газа. Эти пульсации искажают и удлин ют исходный зондирующий сигнал, что в конечном итоге ведет к низкой разрешенности сейсмических записей. Известен пневматический подводный сейсмический источник, имеющий устройство дл  ослаблени  повторных пульсаций газового пузыр . Последнее представл ет собой перфорированный KopnyCj в который выпускаетс  сжатый воздух из пневмоисточника при его работе. Размер перфорированного корпуса должен быть не меньше размера полости, образуемой в воде расшир 3 ющимс  воздухом. Обща  площадь отверстий по условию эффективнаго гаше ни  должна составл ть 11-25 от всей площади корпуса. Размеры и количеств отверстий подбираютс  в зависимости от желаемого спектра возбуждаемого сигнала. Объем перфорированного корпуса должен превосходить объем камер высокого давлени  источника на 2-3 пор дка 2. Данное устройство обладает громоздкостью и, как следствие, имеет низкие эксплуатационные качества, Кроме того, устройство не обеспечива ет полного исключени  повторных ударов , которые внос т помехи в работу сейсмической системы. Практически свободны от повторных пульсаций сигналы, формируемые сейсм ческими источниками , работа которых основана на схлопывании вакуумных полостей в жидкости. Разработано значительное количество устройств, реализующих данный принцип получени  зондирующих сейсмических сигналов. Наиболее характерным из них можно считать генератор ударных волн, который имеет цилиндр с поршнем. Справа в горизонтально установленный цилиндр свободно поступает вода из окружающего пространства. Слева к ци линдру примыкает металлический диск, укрепленный на штоке, проход щем через основание в днище внутрь цилиндра . К боковой поверхности цилиндра подведена трубка, по которой в цилиндр может подаватьс , а также откачиватьс  сжатый газ. При закачивании газа поршень перемещаетс  в край нее правое положение, где фиксируетс  дистанционно управл емой защелкой . Затем гйз из цилиндра откачиваетс , и внутри цилиндра создаетс  вакуум. Если расфиксировать защелку, то поршень под действием гидростатического давлени  окружающей воды за весьма короткий промежуток времени Переместитс  в крайнее левое положение и с силой ударит по штоку. Диск в данном случае резко отойдет от днища цилиндра, создав тем самым уда ное возбуждение в окружающей среде. Назад к цилиндру диск возвращаетс  под действием геликоидальной пружины насаженной на шток 3. При работе данного устройства вакуумна  полость создаетс  за смет откачки воздуха из цилиндра. Извест-1 . 4 но, что при таком способе создани  вакуумных объемов рабочий цикл источника сложен и длителен, поскольку он включает в себ  процесс откачки воздуха. Мала удельна  энерги  источника , что обычно ведет к ут желенной и громоздкой его конструкции. Следствием указанных недостатков  вл етс  низкий коэффициент полезного действи  работы устройства. Регулирование спектра сейсмического сигнала в период эксплуатации источника затруднено . Наиболее близким к предлагаемому техническим решением  вл етс  групповой источник сейсмических сигналов, содержащий блок избыточного давлени  газа, пневмопроводы, гидропушки со ступенчатым корпусом, пневматической и открытой гидравлической камерами, в которых помещены поршни, системы управлени . Водна  пушка представл ет собой источник со взрывом, направленным внутрь Ссхлопывание вакуумной полости), Пушка состоит из электромагнитного клапана, управл ющей камеры , дренажной системы, пневмопроводов блока избыточного давлени . Полость источника разделена поршнем на две камеры: пневматическую и гидравлическую . Последн   посто нно сообщаетс  с окружающей жидкостью. При срабатывании электромагнитного клапана поршень смещаетс  вниз под действием давлени  газа и с большой скоростью выталкивает жидкость через открытое сопло гидравлической камеры. Когда движение поршн  прекращаетс , в результате инерции быстродвижущихс  потоков жидкости образуютс  пустоты возле сопла. Схлопывание этих пустот вь1зывает по вление сильного и короткого акустического импульса J. Основными недостатками известного устройства  вл ютс  сложность системы управлени  и отсутствие узлов гашени  реактивной силы вытекающей струи жидкости , а также демпфированного торможени  поршней в крайних положени х. Цель изобретени  - повышение надежности работы источника, снижение его веса, упрощение конструкции и повышение выходной акустической мощности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что Q известном групповом источнике сейсмических сигналов, содержащем блок избыточного давлени  газа, пневмопроводы , гидропушки со ступенчатым корпусом, пневматической и открытой гидравлической камерами, в которых помещены поршни и системы управлени , по меньшей мере две идентичные гидропушки соединены с общей камерой подрыва и расположены диаметрально противоположно или под углом одна к другой так, что суммарна  реактивна  сила вытекающей струи жидкости равна нулю, при этом кажда  гидропушка выполнена так, что поршень, расположенный в пневмокамере, торцом выходит в камере подрыва, а наружной боковой поверхностью совместно с корпусом образует камеру управлени , соединенну с одной стороны с источником избыточ ного давлени  и через обводные каналы с силовой пневмокамерой, а с другой через пневмоклапан - с камерой подрыва, причем камера подрыва и полость , образованна  между вторым диф ференциальным поршнем И ступенью кор пуса, соединены с дренажной системой В каждой гидропушке установлен двухступенчатый гидравлический демпфер , выполненный в виде кольца, цилиндра и кольцевого выступа, причем кольцо соединено с корпусом, цилиндр снабжен буртиком, равным ширине коль ца, выполнен подвижным относительно корпуса и упираетс  в упорную рейку соединенную со штоком, при этом внеш    поверхность цилиндра, стенка кор пуса, кольцо и буртик на цилиндре образуют замкнутую полость второй ступени гидродемпфера, сообщающуюс  через отверсти  с окружающей жидкостью , а кольцевой выступ закреплен на дифференциальном поршне так, что при соприкосновении с цилиндром совместно со стенкой корпуса, частью дифференциального поршн  и буртиком цилиндра образует полость первой ступени гидродемпфера, сообщенную с полостью гидравлической камеры. На фиг, 1 приведена принципиальна  схема группового источника сейсмических сигналов, состо щего из двух гидропушек, объединенных общей камерой подрыва; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - варианты группировани  из-трех и четырех гидропушек с общей камерой подрыва. Кажда  гидропушка состоит из сту пенчатого цилиндрического корпуса 1, внутренний объем которого разделен по функциональным признакам на отдельные полости. Полость 2 ступени с меньшим диаметром примен етс  как силова  пневматическа  камера, а полость 3 ступени с большим диаметром  вл етс  гидравлической камерой открытого вида. В полости 2 помещен стаканообразный поршень 4, который торцовой частью (дном) выходит в камеру 5 подрыва. Посредством расточки в корпусе и наружной ступенью поршн  Ц образуетс  управл юща  камера 6, котора  соединена пневмопроводом 7 с источником избыточного давлени  (не показан). Кроме того, она через отводные каналы 8 соединена с полостью 2 пневмокамеры, а через электропневмоклапан 9 с камерой 5 подрыва. Второй поршень 10  вл етс  дифференциальным , он герметично отдел ет гидравлическую камеру 3 от пневматической камеры 2. С помощью торцовой кольцевой поверхности поршн  и соеди ; нительной перемычки цилиндра образована расширительна  камера 11 дл  газа . Последн   вместе с камерой 5 подрыва соединена пневмопроводом 12 с дренажной системой не показана . В простейшем случае соединение камер с дренажной системой осуществл етс  через регулируемый жиклер 13. Однако в систему дренажа может быть подключен электропневмоклапан l4, что обеспечивает улучшение рабочих характеристик гидропушки. На поршне 10 выполнен кольцевой выступ 15 который совместно с цилиндрическим выбросным соплом 16 в конце хода образует первую ступень гидравлического демпфера. Сопло 16  вл етс  подвижным и в исходном положении поршней (.положение, Приведенное на чертеже) опираетс  на упорную рейку 17, закрепленную на об щем штоке 18. На этом же штоке жестко установлены поршни 4 и 10. Цилиндрическое сопло 16 имеет кольцевой выступ 19 который может перемещатьс  вместе с соплом-вдоль цилиндрической внутренней поверхности корпуса 1. Крайние положени  сопла ограничиваютс  кольцом 20 и гайкой 21. Выступ 19, кольцо 20, а также соответствующие стенки сопла 16 и корпуса 1 образуют полость 22 второй ступени гидродемпфера . Эта полость сообщаетс  с окружающей средой через отверсти  23, которые имеютс  в стенках корпуса 1. Цилиндр 16, кольцо 20 и к льиевой выступ 15 могут выполн тьс  смежными. Герметизаци  газовых камер обеспе иваетс  уплотнительными элементаМи 24-27. Основными услови ми при группировании  вл ютс  обеспечение автоматической синхронизации работы гидропушек и сведение к нулю суммарной реактивной силы группы. Первое услов выполн етс  за счет подключени  гидропушек к единой камере подрыва, а Второе - за счет их размещени . В случае неудовлетворени  приведенных выше условий мощность группового источника снижаетс  и ухудшаютс  харак теристики акустического сигнала. Рассмотрим работу группового источника сейсмических сигналов дл  случа , когда группа состоит из двух гидропушек 1,фиг. ), При подготовке группового источни ка к работе он соответствующими коммуникаци ми соедин етс  с компрессором , а также с системами управлени  и дренажа. Затем источник опускаетс  в воду на заданную глубину буксировки . Дл  зар дки источника сжатый газ по пневмопроводу 7 подаетс  в управл ющие камеры 6 каждой из гидропушек . Под действием давлени  на стенк поршней k они перемещаютс  в сторону общей камеры 5 подрыва. При этом вместе с ними перемещаютс  в указанном направлении штоки 18 и св занные с ними поршни 10, а также упорные рейки 17. Последние обеспечивают соответствующее перемещение цилиндра и заполнение полостей 22 гидродемпфе ра жидкостью через отверстие 23- В конце хода поршни 10 герметизируют пневмокамеры 2, и они через обводные каналы 8 соедин ютс  с камерами 6. После этого начинаетс  заполнение силовых камер 2 сжатым газом. В это же врем  окружающа  жидкость свободн ( самотеком) через сопла 16 заполн ет гидравлические камеры 3. Воздух из камер 11 и 5 удал етс  в дренажную систему. При достижении заданного давлени  газа в камерах 6 и 2 (обычно в пределах 100-200 бар) источник готов к производству выстрела . Дл  осуществлени  выстрела с пуль та управлени  подаетс  сигнал на пневмоклапаны 9 и Н. С помощью пнев моклапана И закрываетс  выход в систему дренажа, а клапан 9 соедин ет упразл щие камеры 6 с камерой 5 подрыва. Возникающее избыточное давление в камере 5 подрыва оказывает давление на торец }дно) поршн  4, последний перемещаетс . Одновременно перемещаютс  поршень 10 и упорна  рейка 17 освобожда  ци16 . Незначительное перемещение линдр поршн  10 выводит его ступень из пневмокамеры 2, при этом сообщаютс  между собой камеры 2 и 11. После этого избыточное давление из пневмокамеры 2 воздействует на всю площадь поршн  10, чем обеспечивает его быстрое перемещение. Жидкость , наход ща с  в камере 3, вытесн етс  через цилиндр 16, который в данный момент выполн ет роль сопла . При перемещении поршн  10 наступает момент, когда цигмндрический выступ 15 входит в цилиндр 16. Тогда частью поршн  10, корпусом 1, выступом 15 и буртиком 19 цилиндра 16 отсекаетс  объем жидкости, образу  первую ступень гидродемпфера . Происходит торможение поршн  10, а следовательно, и всей системы, св занной с ним. Жидкость из объема первой ступени демпфера вытесн етс  через цилиндр 16. При работе первой ступени демпфера начинает работать и втора  ступень . Она полностью вступает в работу , когда поршень 10 касаетс  буртика 19, иначе, когда прекращает работу перва  ступень торможени . Из замкнутого объема жидкость вытесн етс  через отверсти  23- Объем замкнутой полости и общую площадь отверстий 23 выбирают такими, чтобы осуществл лось полное гашение скорости подвижной системы. Жидкость, выброшенна  через сопло 16 в окружающую среду, благодар  инерции потока вызывает образование пустот. Образовавшиес  пустоты возле каждой пушки под воздействием гидростатического давлени  схлопываютс , вызыва  по вление сильного и короткого акустического импульса без заметных пульсаций . После сн ти  напр жени  с электропневматических клапанов они возвращаютс  в исходное положение, т.е. клапан It соедин ет камеру 5 и полос (ти 11 с дренажной системой, а кла99 пан 9 разъедин ет управл ющие камеры 6 и камеры 5 подрыва. Поскольку давление в камере 2 и полост х 11 падает, а в управл ю14ей камере 6 повышаетс , то поршни и 10 возвратаютс  в исходное состо ние. Цикл работы закончилс , групповой источник вновь готов к работе. Работа группового источника в слу чае большего количества гидропушек принципиально ничем не отличаетс . Измен етс  только форма камеры подры ва Сем. фиг. 2). Как видно из описанного выше, дл  синхронизации работы гидропушек не требуютс  дополнительные устройства, ибо синхронизаци  обеспечиваетс  зде единой камерой подрыва. В каждой отдельной группе реактивна  сила вытекающей струи жидкости равна нулю, в частности, при двух гидропушках вектора реактивных сил пушек направлены встречно, а величина их равна. Следовательно, суммарна  реактивна  сила равна нулю. Групповой источник легко комплектуетс  из нескольких блоков гидропушек . Выполнение группового источника по предлагаемой схеме может позволит формировать исходный зондирующий CMI- нал без повторных пульсаций, что существенно повысит качество сейсмичес ких записей. Формула изобретени  1. Групповой источник сейсмических сигналов, содержащий блок избыточного давлени  газа, пневмопроводы гидропушки со ступенчатым корпусом, пневматической и открытой гидравлической камерами, в которых помещены поршни, системы управлени , о т л ичающийс  тем, что, с целью снижени  веса, упрощени  конструкции и повышени  мощности, по меньшей мере две идентичные гидропушки соединены с общей камерой подрыва и расположены диаметрально противоположно или под углом одна к другой так, что суммарна  реактивна  сила вытекающей 110 струи жидкости равна нулю, при этом кажда  гидропушка выполнена так, что поршень, расположенный в пневмокамере, торцом выходит в камеру подрыва, а наружной боковой поверхностью совместно с корпусом образует камеру управлени , соединенную с одной стороны с источником избыточного давлени  и через обводные каналы с силовой пневмокамерой , а с другой через пневмоклапан - с камерой подрыва, причем камера подрыва и полость, образованна  между вторым дифференциальным поршнем, расположенным в открытой гидравлической камере, и ступенью корпуса , соединены с дренажной системой . 2. Источник по п. 1, о т л и ч аю щ и и с   тем, что в каждой гидропушке установлен двухступенчатый гидравлический демпфер, выполненный в виде кольца, цилиндра и кольцевого выступа, причем кольцо соеди.нено с корпусом, цилиндр снабжен буртиком, равным ширине кольца, выполнен подвижным относительно корпуса и упираетс  в упорную рейку, соединенную со штоком , при этом внешн   поверхность цилиндра, стенка корпуса, кольцо и буртик на цилиндре образуют замкнутую полость второй ступени гидродемпфера , сообщающуюс  через отверсти  с окружающей жидкостью, а кольцевой выступ закреплен на дифференциальном поршне так, что при соприкосновении с цилиндром совместно со стенкой корпуса, частью дифференциального поршн  и буртиком цилиндра образует полость первой ступени гидродемпфера , сообщенную с полостью гидравлической камеры. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3322232, кл. 181-5, 1965.
  2. 2.Патент США № 3525+1б, кл. 181-5, 1967.
  3. 3.Патент Франции № 1560552, кл. G 01 V 1/133, 1970. . The oil and Gas Journal, 1978, V. 16, N.31, pp. 13.8, HO, ЙЗ, T+i, k6 and 150 (прототип).
    )
    )
SU803218211A 1980-12-15 1980-12-15 Групповой источник сейсмических сигналов SU940101A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803218211A SU940101A1 (ru) 1980-12-15 1980-12-15 Групповой источник сейсмических сигналов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803218211A SU940101A1 (ru) 1980-12-15 1980-12-15 Групповой источник сейсмических сигналов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU940101A1 true SU940101A1 (ru) 1982-06-30

Family

ID=20932020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803218211A SU940101A1 (ru) 1980-12-15 1980-12-15 Групповой источник сейсмических сигналов

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU940101A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109100777A (zh) * 2018-10-18 2018-12-28 国家海洋局第二海洋研究所 变频式海洋高压空气枪震源

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109100777A (zh) * 2018-10-18 2018-12-28 国家海洋局第二海洋研究所 变频式海洋高压空气枪震源

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2959326B1 (en) Device for marine seismic explorations for deposits
US4234052A (en) Method and apparatus for generating seismic impulses using high pressure water pump as the energizing source
US3249177A (en) Acoustic wave impulse generator repeater
US3679021A (en) Acoustic pulse generating system
US4712202A (en) Method and apparatus for converting an air gun into a hydro gun for marine seismic impulse generation
CA1234617A (en) Pneumatically-operated liquid slug projector apparatus
US4648478A (en) Device for generating sound pulses inside a well, by percussion
EP0007900B1 (en) Seismic source for use under water
US5018115A (en) Marine acoustic source
US3631760A (en) Pneumatic torpedo launcher with hydraulic operated snubber
CA1141852A (en) Liquid slug projector apparatus
US4230201A (en) Air release control in seismic energy source air gun
US4603409A (en) Marine seismic acoustic source
US3721311A (en) Marine seismic source employing the water-hammer effect
US3642089A (en) Marine imploder-type acoustic impulse generator
JP2730714B2 (ja) 衝撃音波発生装置及び発生方法
SU940101A1 (ru) Групповой источник сейсмических сигналов
US5144596A (en) Marine acoustic source
US4246979A (en) Internal sleeve air release control apparatus in seismic air gun
US4153135A (en) Apparatus for the generation of acoustic signals in marine environments
US3397755A (en) Pneumatic seismic source
US3750097A (en) Compressed gas seismic energy generator
SU858580A3 (ru) Устройство дл генерировани акустических импульсов в жидкой среде
US4682309A (en) Device for generating acoustic pulses by implosion, inside a well
US5128907A (en) Marine acoustic source