Источник сейсмических сигналов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(72) Авторы Алампиев Олег Александрович Кротиков Сергей Петрович Андросенко Александр Павлович Иваньков Александр Николаевич Демлянко Татьяна Викторовна(57) Источник сейсмических сигналов, включающий гидравлический исполнительный механизм с опорной плитой и гидроцилиндрами ее опускания-прижима к грунту, систему гидропитания, содержащую гидронасос, соединенный через фильтр и первый обратный клапан со входом первого и второго гидрораспределителей, а их выходы соединены со сливной гидромагистралью, отличающийся тем, что он снабжен редукционным и вторым обратным гидроклапанами, установленными параллельно между собой, при этом их входы соединены гидролиниями с первым выходом второго гидрораспределителя, а выходы - с полостями гидроцилиндров, обеспечивающими опускание-прижим опорной плиты к грунту.(56) 1. А.с. СССР 1061083, МПК 01 1/053, 1983. 2. Патент США 3929206, МПК 01 1/04, 1975. 3. А.с. СССР 972429, МПК 01 1/133, 1982. Полезная модель относится к устройствам для возбуждения сейсмических сигналов в грунте при проведении сейсморазведочных работ, а именно к вибрационным источникам с гидравлическим приводом, используемым для поиска нефтяных, газовых и рудных месторождений. Известен источник сейсмических сигналов 1, содержащий гидравлический исполнительный механизм с опорной плитой, снабженный клиньями, гидроцилиндры подъема и прижима опорной плиты и систему гидропитания с напорной и сливной гидромагистралями, в которых установлены гидронасос, гидроклапан и гидрораспределители. Гидрораспределители направляют поток рабочей жидкости под высоким давлением в одни из полостей гидродвигателя,гидроцилиндры подъема и прижима опорной плиты, гидродвигателя исполнительного механизма, при этом другие полости вышеуказанных гидродвигателей соединяются со сливом. Источник работает следующим образом. Устанавливают источник на геофизической точке,при этом гидронасос нагнетает рабочую жидкость под высоким давлением. Рабочая жидкость от гидронасоса поступает к гидрораспределителю, при включении которого поток рабочей жидкости поступает в бесштоковые полости гидроцилиндров подъема и прижима опорной плиты. Штоковые их полости соединяются со сливом. Под действием давления рабочей жидкости штока гидроцилиндров опускаются и опускает исполнительный механизм до контакта клиньев опорной плиты с грунтом. После достижения клиньями грунта они заглубляются в грунт под весом статической массы. При воздействии горизонтального усилия со стороны исполнительного механизма опорная плита будет совершать возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости, возбуждая в грунте поперечные волны. Рабочее давление в линии нагнетания поддерживается гидроклапаном высокого давления. После окончания сеанса развертки исполнительный механизм вместе с опорной плитой поднимают в транспортное положение. Гидроклапаном, который выполнен с дистанционным управлением, поддерживают настроенное давление в гидросистеме. После окончания работы гидроклапаном снижают давление в гидросистеме до величины давления слива. В вышеописанном источнике сейсмических сигналов отсутствуют устройства, обеспечивающие автоматическое регулирование на определенное усилие прижим опорной плиты к грунту, что снижает его сейсмическую эффективность. Известен источник сейсмических сигналов 2, включающий транспортное средство,на котором смонтированы исполнительный механизм с опорной плитой, подъемный механизм, узел виброизоляции и система гидропитания. Система гидропитания в свою очередь содержит гидронасос с приводом от двигателя внутреннего сгорания, фильтр, гидроклапан, преобразователь-усилитель и гидробак с маслоуказателем. Источник работает следующим образом. Устанавливают его на геофизической точке, при этом запускают привод гидронасоса,который нагнетает под давлением рабочую жидкость к гидрораспределителю, при включении которого поток рабочей жидкости под давлением поступает в полости гидроцилиндров подъемного механизма, опускают опорную плиту и прижимают ее к грунту. Противоположные полости соединяются со сливом. Включают второй гидрораспределитель, который попеременно подает рабочую жидкость под давлением в полости гидроцилиндра исполнительного механизма. Под действием давления рабочей жидкости подвижная масса исполнительного механизма совершает колебательные перемещения и через шток передает опорной плите и в грунт. 24712006.02.28 Недостатком данного источника является то, что в его конструкции отсутствуют устройства, позволяющие регулировать определенное усилие прижима опорной плиты к грунту, что в конечном итоге снижает сейсмическую эффективность источника. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является источник сейсмических сигналов 3, содержащий транспортное средство, исполнительный механизм с опорной плитой и систему гидропитания с напорной и сливной гидромагистралями, в которых установлены гидронасос с приводом от двигателя внутреннего сгорания, гидроклапан высокого давления, гидрораспределитель, теплообменник, гидробак и гидроцилиндры опускания-прижима опорной плиты к грунту. Гидравлический источник сейсмических сигналов при работе на геофизической точке профиля приводится из транспортного положения в рабочее. Опорная плита вместе с исполнительным механизмом гидроцилиндрами опускается на грунт и прижимается к грунту через пневмоопоры частью массы транспортного средства. Рабочая жидкость гидронасосом под давлением подается по гидромагистрали через фильтр и обратный клапан на вход в гидрораспределитель. Рабочее давление в линии нагнетания регулируется предохранительным клапаном с дистанционным управлением. При подаче управляющего сигнала на электромагнит гидрораспределителя последний поочередно соединяет исполнительный механизм с напорной или сливной гидромагистралями. Под действием создавшегося перепада давления в полостях исполнительного механизма его шток вместе с опорной плитой совершают возвратно-поступательное движение в соответствии с управляющим сигналом, посылая в грунт сейсмические волны. Отработанная рабочая жидкость через гидрораспределитель поступает в сливную гидромагистраль и на всасывание гидронасоса. В случае превышения давления над заданным предохранительный клапан сбрасывает необходимую часть рабочей жидкости из линии нагнетания на слив, поддерживая заданное рабочее давление. В случае необходимости снятия давления в линии нагнетания до давления слива открывают вентиль дистанционного управления гидроклапаном, при этом гидроклапан выполняет роль переливного клапана, выравнивая давление в напорной и сливной гидромагистралях. При открытии вентиля дистанционного управления гидроклапаном давления в напорной и сливной гидромагистралях выравниваются и будут равны давлению подпора, которое не превышает величины, равной 2 кгс/см 2. При этом гидронасос, приводом которого служит двигатель внутреннего сгорания, работает при давлении подпора (слива). В данном источнике сейсмических сигналов отсутствуют устройства, которые позволяют автоматически обеспечить постоянное и регулируемое по величине усилие прижима опорной плиты к грунту, что снижает его сейсмическую эффективность. Это является основным его недостатком. Технической задачей настоящей полезной модели является повышение сейсмической эффективности за счет обеспечения автоматического регулируемого усилия прижима опорной плиты к грунту. Решение технической задачи достигается тем, что источник сейсмических сигналов,включающий гидравлический исполнительный механизм с опорной плитой и гидроцилиндрами ее опускания-прижима к грунту, систему гидропитания, содержащую гидронасос, соединенный через фильтр и первый обратный клапан со входом первого и второго гидрораспределителей, а их выходы соединены со сливной гидромагистралью, снабжен редукционным и вторым обратным гидроклапанами, установленными параллельно между собой, при этом их входы соединены гидролиниями с первым выходом второго гидрораспределителя, а выходы - с полостями гидроцилиндров, обеспечивающими опусканиеприжим опорной плиты к грунту. Изложенная сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре показана кинематическая схема источника сейсмических сигналов. 3 24712006.02.28 Источник сейсмических сигналов содержит исполнительный механизм 1, который жестко связан посредством штока 2 с опорной плитой 3. Опорная плита 3 через пневмоопоры 4 статически прижимается к грунту частью массы транспортного средства 5. На гидравлическом исполнительном механизме 1 установлен первый гидрораспределитель 6, выходные каналы которого гидролиниями 7 и 8 связаны с полостями 9 и 10 исполнительного механизма 1. Гидронасос 11 с приводом 12 от двигателя внутреннего сгорания (на фигуре не показан) соединен напорной гидромагистралью 13 через фильтр 14 и первый обратный гидроклапан 15 посредством гидролинии 16 со входом гидрораспределителя 6. В напорной гидромагистрали 13 установлены пневмогидроаккумулятор 17 и манометр 18. С напорной гидромагистралью 13 связана гидролиния 19, в которой установлен гидроклапан 20 высокого давления. В линии управления 21 гидроклапаном 20 высокого давления установлен кран 22, позволяющий поднимать гидроклапаном 20 в напорной гидромагистрали 13 давление до номинальной величины или снижать его до давления, равного давлению в сливной гидромагистрали 23. Сливная гидромагистраль 23 соединяет первый гидрораспределитель 6 со всасывающей полостью гидронасоса 11. В этой гидролинии установлен теплообменник 24. С напорной гидромагистралью 13 связана гидролиния 25, подводящая поток рабочей жидкости ко входу 26 второго гидрораспределителя 27 с электроуправлением 28 и первым 29 и вторым 30 выходами. Гидролинией 31 соединены входы редукционного 32 и второго обратного 33 гидроклапанов, а их выходы 34 и 35 соответственно соединены гидролиниями 36 и 38, которые направляют поток рабочей жидкости в полость первого 37 и второго 39 гидроцилиндров опускания-прижима опорной плиты к грунту. На фигуре - это бесштоковые полости гидроцилиндров 37 и 39, но при установке гидроцилиндров 37 и 39, повернутыми на 180, полости будут штоковые. Дренаж из редукционного гидроклапана 32 по гидролинии 40 поступает в сливную гидролинию 23. Источник работает следующим образом. Первоначально запускают привод 12, который приводит во вращение гидронасос 11. После выхода гидронасоса 11 на номинальные обороты вручную закрывают кран 22 и гидроклапан 20 высокого давления поднимает в напорной гидромагистрали 13 давлением до номинальной величины. Первоначально источник сейсмических сигналов устанавливают на геофизическую точку (на фигуре не показана) сейсморазведочного профиля и приводят его в рабочее положение. При включении электроуправления 28 второй гидрораспределитель 27 переключается в верхнее положение и направляет поток рабочей жидкости от гидронасоса 11 через филитр 14, первый обратный гидроклапан 15 в гидромагистрали 19, 25 и на вход 26 второго гидрораспределителя 27 и, пройдя через его каналы, на первый выход 29. От первого выхода 29 поток рабочей жидкости под давлением поступает в гидролинию 31, где он делится на два направления. Первое направление - на вход второго обратного гидроклапана 33, при этом гидроклапан 33 запирает поток рабочей жидкости. Второе направление - поток рабочей жидкости поступает к редукционному гидроклапану 32 и, пройдя его,поступает на его выход 34 и по гидролинии 36 в бесштоковую полость первого гидроцилиндра 37 и далее по гидролинии 38 в бесштоковую полость гидроцилиндра 39. В данном положении второго гидрораспределителя 27 из штоковых полостей гидроцилиндров 37 и 39 рабочая жидкость по сливной гидролинии 41 поступает ко второму выходу 30 и, пройдя по каналу второго гидрораспределителя 27, по его сливному каналу 42 поступает по гидролинии 43 в сливную гидромагистраль 23, и, пройдя теплобменник 24, поступает на вход 44 гидронасоса 11. 24712006.02.28 Под действием давления рабочей жидкости штока гидроцилиндров 37 и 39 выдвигаются и опускают на грунт опорную плиту 3 вместе с исполнительным механизмом 1 и прижимают ее к грунту с определенным усилием и частью массы транспортного средства 5. Усилие прижима опорной плиты 3 к грунту будет определяться величиной давления,на которое настроен редукционный клапан 32, и при работе на профиле на всех его геофизических точках это усилие будет постоянным. После прижима опорной плиты 3 к грунту включают первый гидрораспределитель 6, и на его управляющий каскад подают переменные по величине и направлению сигналы. Под действием этих сигналов первый гидрораспределитель 6 направляет потоки рабочей жидкости от входа 16 по гидролиниям 7 и 8 попеременно в полости 9 и 10 исполнительного механизма 1, при этом его инерционная масса совершает колебания на штоке 2. Колеблясь, инерционная масса исполнительного механизма 1 передает толкающее усилие по штоку 2 опорной плите 3, а последняя - в грунт. Пневмоопоры 4 виброизолируют транспортное средство 5. Пневмогидроаккумулятор 17 сглаживает пики давления рабочей жидкости в напорной гидромагистрали 13, а манометр 18 контролирует величину давления. После прекращения работы исполнительного механизма 1 электроуправлением 28 устанавливают второй гидрораспределитель 27 в нижнее положение, при котором меняются направления потоков. При этом рабочая жидкость под давлением из гидролинии 25, вход 26 и каналы второго гидрораспределителя 27 поступает на второй его выход 30 и далее в магистраль 41. Пройдя магистраль 41, рабочая жидкость поступает в штоковые полости гидроцилиндров 37 и 39, а отработанная рабочая жидкость из бесштоковых полостей гидроцилиндров 39 и 37 по гидролиниям 38 и 36 поступает на выход 35 второго обратного клапана 33. Под действием давления рабочей жидкости второй обратный гидроклапан 33 открывается и по гидролинии 31 рабочая жидкость поступает на первый выход 29 второго гидрораспределителя 27 и, пройдя его канал, на слив 42 и далее в гидролинию 43 и сливную магистраль 23. В этом случае редукционный гидроклапан 32 закрыт, а при его работе утечки рабочей жидкости по гидролинии 40 поступают на слив в гидролинию 23. В описанном случае штоковые полости гидроцилиндров 37 и 39 находятся под давлением и за счет его поднимают опорную плиту 3 вместе с исполнительным механизмом 1 в транспортное положение. Источник переезжает на новую геофизическую точку. И так цикл повторяется. Таким образом, снабжение источника редукционным 32 и вторым обратным 33 гидроклапанами, установленными параллельно между собой, при этом их входы 31 соединены гидролиниями с первым выходом 29 второго гидрораспределителя 27, а выходы 34 - с полостями гидроцилиндров 37 и 39, обеспечивающих опускание-прижим опорной плиты 3 к грунту, позволяет автоматически поддерживать постоянное усилие прижима опорной плиты 3 к грунту давлением, на которое настроен редукционный гидроклапан 32. На дату подачи заявки на предполагаемую полезную модель источник сейсмических сигналов изготовлен в ОАО Сейсмотехника и проходит эксплуатационные испытания. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.