УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ НА ПРЕДЕЛЬНОМ МЕЛКОВОДЬЕ

Техническое решение относится к устройствам сейсморазведки на мелководье.
Принципы построения устройств сейсморазведки изложены в [9]. Общим признаком устройств сейсморазведки на акваториях, в скважинах и т.п. (см. например [1-8]) является наличие пневмоисточников (ПИ) сейсмических сигналов, которые имеют определенные специфические особенности.
Основной проблемой таких ПИ, особенно при работе на предельном мелководье (глубина 0,1-1,0 м), является недостаточная грязезащещенность от мелкодисперсных частиц грунта, попадающих (всасываемых) внутрь корпуса ПИ (в рабочую и управляющую камеры) после завершения процесса выхлопа (взрыва) сжатого воздуха.
Не обеспечивают достаточного предотвращения попадания мелких частиц грунта внутрь ПИ и такие известные специализированные мелководные устройства, как [2, 3].
Известное устройство [1], принятое за прототип, содержит пневматический источник сейсмических сигналов. При этом ПИ [1] включает корпус, в котором размещен электропневмоклапан, линия ввода сжатого воздуха с подрывным каналом и подвижный цилиндр с жестко закрепленным внутри него штоком, а подвижный цилиндр и корпус образуют
управляющую камеру и рабочую камеру с выхлопным окном, выполненным в виде кольцевого отверстия.
Однако ПИ [1], как и другие аналоги, при работе на мелководье не обеспечивает достаточного предотвращения попадания (всасывания) мелких фракций грунта в управляющую камеру, что препятствует эффективной работе ПИ и может, в ряде случаев, привести к отказу (заклиниванию) цилиндра.
Сущность предлагаемого устройства заключается в создании такого ПИ сейсмических сигналов, который путем специального конструктивного выполнения позволил бы на предельном мелководье эффективно исключить попадание мелкодисперсных частиц грунта в пространство между корпусом и цилиндром, в управляющую и рабочую камеры ПИ и тем самым повысить надежность и долговечность работы ПИ.
Основной технический результат предложенного устройства - повышение надежности его работы на предельном мелководье (0,1-1,0 м) и долговечности путем создания вокруг ПИ водной среды, заключенной в оболочку, исключающую попадание микрочастиц грунта внутрь корпуса ПИ. Дополнительным достоинством предложенной конструкции является возможность использования ее даже на такой мелководной (или заболоченной) местности, где размеры ПИ превышают глубину водного слоя, обеспечивая надежную передачу энергии упругих колебаний в грунт (дно водоема).
Технический результат достигается следующим образом.
Устройство для сейсморазведки на предельном мелководье содержит пневматический источник сейсмических сигналов.
Отличительной особенностью устройства является то, что источник сейсмических сигналов размещен в нижней части опускаемой в мелководный водоем открытой сверху непроницаемой оболочки, заполненной водой до уровня, превышающего уровень поверхности водоема на величину, равную 2-5 глубины водоема. Причем оболочка имеет прилегающее к дну водоема
основание, образованное замкнутыми в шарнирную цепочку элементами жесткости, закрепленными на оболочке по периметру ее основания.
При этом для большей эффективности передачи энергии в грунт малогабаритный пневматический источник сейсмических сигналов размещен непосредственно на основании оболочки, уложенном на дно водоема.
Отличием устройства также является то, что оболочка выполнена из брезента, или из полимерной пленки, или из технической ткани и снабжена в верхней части элементами крепления к стреле спускоподъемного устройства.
В частных случаях основание оболочки может быть выполнено овальной, или круглой, или квадратной, или прямоугольной формы, а оболочка имеет форму цилиндра, или усеченного конуса, или усеченной пирамиды с открытой верхней частью.
2
В случае конкретной реализации устройства (или глубинах мелководья от 0,2 до 0,9 м и в водно-болотной среде основание оболочки имеет площадь 1,0-2,5 м, а высота оболочки от основания до элементов крепления к стреле спускоподъемного устройства составляет 1,0-1,5 м.
Чертеж иллюстрирует конструкцию предлагаемого устройства для сейсморазведки на предельном мелководье.
Устройство содержит пневматический источник 1 сейсмических сигналов, заполненную водой оболочку 2 с основанием 3, элементами 4 жесткости и элементами 5 крепления к стреле спускоподъемного устройства. На чертеже также обозначены цифрами: 6 - дно водоема, 7 - уровень поверхности водоема и 8 - уровень заполнения оболочки водой.
Работа устройства для сейсморазведки заключается в следующем.
Посредством троса (фала) спускоподъемного устройства, взаимодействующего с элементами 5 крепления, заполненная водой оболочка 2 с размещенным в ней ПИ 1 опускается на дно 6 водоема. Основание 3 оболочки 2 плотно укладывается на дно 6 посредством элементов 4 жесткости, образующих замкнутую шарнирную цепочку на основании 3 оболочки 2. Шарнирная цепочка элементов 4 компенсирует неровности дна 6
в месте опускания оболочки 2 и обеспечивает надежное контактное взаимодействие ПИ 1 с дном 6 через основание 3 оболочки 2. ПИ 1 (высотой 0,2-0,4 м) полностью находится в воде, заполняющей оболочку 2, даже в случае минимальной глубины водоема (0,05-0,20 м), поскольку уровень 8 заполнения водой оболочки 2 превышает уровень 7 водоема на величину, равную 2-5 глубины водоема. При этом малогабаритный ПИ 1 (например по [1, 2, 8]) может быть размещен как в нижней части оболочки 2, так и (для большей эффективности передачи энергии в грунт дна 6) непосредственно на основании 3 оболочки 2, уложенной на дно водоема. После завершения рабочего цикла ПИ 1 (выхлопа сжатого воздуха) оболочка 2, выполненная из брезента, или полимерной пленки, или из технической ткани, полностью исключает попадание (всасывание) мелкодисперсных частиц грунта внутрь ПИ1.
2
Основание 3 оболочки 2 может быть выполнено квадратной, прямоугольной или, предпочтительно, овальной (круглой) формы (наиболее простых в изготовлении), а оболочка 2 имеет форму цилиндра, усеченной пирамиды или, предпочтительно, усеченного конуса с открытой верхней частью. При глубинах мелководья от 0,1 до 0,9 м и в водно-болотной среде основание 3 оболочки 2 может иметь площадь 1,0-2,5 м, а высота оболочки может составлять 1,0-1,5 м в зависимости от глубины водоема.
Таким образом, не оказывая влияния на характеристики излучения ПИ и независимо от размеров ПИ (ПИ целиком находится в заполненной водой оболочке), предлагаемое устройство позволяет достичь полной грязезащищенности от микрочастиц грунта и, соответственно, повышения надежности работы ПИ на предельном мелководье.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ
I. Прототип и аналоги:
1. RU 13705 U1, 10.05.2000 (прототип).
2. RU 23339 U1, 10.06.2002 (аналог).
3. RU 2046372 С1, 20.10.1995 (аналог).
II. Дополнительные источники по уровню техники:
4. RU 15117 U1, 20.09.2000.
5. RU 2171477 С1, 27.07.2001.
6. RU 15795 U1, 10.11.2000.
7. RU 2034310 С1, 30.04.1995.
8. RU 21444 U1, 27.12.2001.
9. Сейсморазведка. Справочник геофизика / Под ред. И.И.Гурвича, В.П.Номоконова. - М.: Недра, 1981, 464 с.