пневмогидравлический источник сейсмических сигналов для акваторий

Формула изобретения

ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ АКВАТОРИЙ, содержащий шток, два подвижных элемента в виде полых сходящихся цилиндров, рабочие камеры и камеры управления, электропневматический клапан, размещенный в теле штока, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности путем увеличения скорости жидкости в насадке, на противоположных концах штока снаружи полых цилиндров размещены защитные кожухи, сопряженные с цилиндрами и образующие своими фланцами кольцевой насадок в средней части штока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике возбуждения упругих волн при геолого-геофизических исследованиях на акваториях.

Известен пневмогидравлический источник для акваторий [1] содержащий кольцевой насадок с изменяющейся площадью выхлопных окон и вкладышами, образующими радиально ориентированные каналы.

Недостатком этого источника является незначительная мощность производимого импульса и соответственно низкая сейсмическая эффективность при сейсмоакустических исследованиях глубоко залегающих горизонтов.

Известен пневматический источник [2] в котором содержится дополнительный цилиндр и шток с поршнями. Целью этого изобретения является повышение отношения сигнал-помеха за счет подавления повторных пульсаций газа.

Целью изобретения является повышение сейсмической эффективности за счет увеличения скорости движения жидкости в насадке.

Для этого обеспечивается возможность двустороннего раскрытия выхлопного отверстия при помощи двух подвижных цилиндров, в результате чего сокращается время раскрытия выхлопного отверстия и двойная порция сжатого воздуха воздействует на воду, заполняющую насадок. За счет этого создается кавитационное истечение высоконапорной струи, обеспечивающее кавитационную полость значительных размеров, схлопывание которой сопровождается мощным акустическим сигналом.

На фиг. 1 представлен пневмогидравлический источник; на фиг. 2 фрагмент источника в процессе впрыскивания кольцевой водяной струи в окружающую подводную среду в момент максимального разведения цилиндров.

Предлагаемая конструкция состоит из двух равных рабочих полостей с цилиндрами, масса которых намного меньше массы одного цилиндра в источнике с двойным объемом рабочей полости.

Пневмогидравлический источник состоит из составного штока 1, подвижных относительно него цилиндров 2 и 3 и электропневмоклапана 4, содержащего электромагнит 5, якорь 6 в виде металлического диска с шариком 7 и вкладыш 8, образующий с шариком шаровой затвор. Шток 1 в верхней, средней и нижней частях переходит в поршни 9 12. Верхняя и нижняя части штока снабжены защитными герметичными кожухами 13 и 14 с атмосферным давлением, предотвращающими взаимодействие цилиндров 2 и 3 с окружающей подводной средой во время срабатывания, и клапанами сброса 15 и 16.

В средней части штока кожухи 13 и 14 переходят в кольцевой насадок 17. Цилиндры 2 и 3 снабжены уплотнительными элементами 18 и 19. В средние поршни штока вмонтированы уплотнительные кольца 20 и 21, причем так, что в исходном положении источника осуществляется переток сжатого воздуха из управляющих полостей 22 и 23 в рабочие полости 24 и 25 через технологический зазор шток-цилиндр и кольцевые выточки 26 и 27, выполненные в цилиндрах 2, 3. Полость 28 электропневмоклапана 4 с помощью канала 29 и управляющие полости 22 и 23 с помощью каналов 30 и 31 соединены с источником 32 избыточного давления. Полость 28 также соединена с торцами цилиндров каналом 33.

Пневмогидравлический источник работает следующим образом.

Сжатый воздух из источника 32 избыточного давления через канал 29 поступает в полость 28 и через каналы 30 и 31 в управляющие полости 22 и 23, прижимая цилиндры 2 и 3 в исходное положение и заполняя рабочие полости 24 и 25. При подаче импульса тока в обмотку электромагнита 5 последний притягивает металлический диск якоря 6 и разгерметизирует отверстие. Сжатый воздух действует на торцы цилиндров 2 и 3 через канал 33 и резко перемещает их в разные стороны. За счет энергии сжатого воздуха, находящегося в рабочих полостях 24 и 25, вода, заполняющая кольцевой насадок 17, разгоняется в нем и выбрасывается в окружающую подводную среду. При этом образуется высокоскоростная напорная струя, которая на срезе сопла создает кавитационное истечение жидкости. После истечения жидкости значительных размеров кавитационная полость 34 схлопывается с образованием мощного высокочастотного импульса давления. Истекающий вслед за водой сжатый воздух формирует низкочастотную область упругого импульса.

Применение изобретения позволит увеличить мощность производимого импульса, подняв таким образом сейсмогеологическую эффективность пневмогидравлического источника при поиске и разведке различных видов минерального сырья.