Источник сейсмических сигналов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет им П.О.Сухого(72) Автор Захаров Андрей Викторович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет им П.О.Сухого(57) 1. Источник сейсмических сигналов, содержащий транспортное средство, на шасси которого установлен связанный с гидробаком гидронасос, к которому через сливную и напорную гидролинии подключен гидроусилитель, образованный основным и вспомогательным гидрораспределителями, при этом основной гидрораспределитель подключен к исполнительному механизму, выполненному в виде вертикально расположенного гидравлического виброцилиндра, поршень которого снабжен двумя штоками, один из которых жестко связан с опорной плитой, отличающийся тем, что введен дополнительный гидроцилиндр, через который гидравлический виброцилиндр кинематически связан с напорной и сливной гидролиниями и шасси транспортного средства посредством по меньшей мере одной пневмоопоры. 2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что между напорной и сливной гидролиниями и дополнительным гидроцилиндром установлен дополнительный гидрораспределитель, гидравлически связанный со вспомогательным гидрораспределителем.(56) Источник сейсмических сигналов вибрационный типа СВ-10/180. Техническое описание и инструкция по эксплуатации АСЯ 2.775.024 ТО, МНП, ГСКТБ СТ, Гомель, 1988.0368440 2, 1990.4135598, 1979.4143736, 1979.4639905, 1987. Изобретение относится к области геофизических изысканий, а более конкретно к устройству источников сейсмических сигналов, применяемых для поиска нефтяных, газовых и рудных месторождений. Известен гидравлический источник сейсмических сигналов 1, содержащий гидравлический исполнительный механизм с опорной плитой, снабженной клиньями, механизм подъема и опускания опорной плиты и систему гидропитания с напорной и сливной гидромагистралями, в которых установлены гидронасос с системой управления подачей, гидроклапан с дистанционным управлением и гидрораспределители. Гидрораспределители направляют поток рабочей жидкости под высоким давлением в одни из полостей гидродвигателя механизма подъема и опускания опорной плиты, гидродвигателя исполнительного механизма, при этом другие полости вышеуказанных гидродвигателей соединяются со сливом. Недостатком данного гидравлического источника сейсмических сигналов является низкий коэффициент использования полезного расхода, поступающего из насосной установки к гидравлическому исполнительному механизму. Известен также гидравлический источник сейсмических сигналов 2, содержащий транспортное средство, гидравлический 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 и гидробак. Недостатками данного источника сейсмических сигналов является то, что жидкость,поступающая в исполнительный механизм, идет на перемещение не только гидроцилиндра исполнительного механизма, но и поршня исполнительного механизма с опорной плитой,что приводит к уменьшению амплитуды силы, возбуждаемой сейсмическим вибратором,и, как следствие, приводит к снижению достоверности сейсмических данных. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому источнику является источник сейсмических сигналов СВ-10/180 3. Источник сейсмических сигналов, содержащий транспортное средство, на шасси которого установлен связанный с гидробаком гидронасос, к которому через сливную и напорную гидролинии подключен гидроусилитель, образованный основным и вспомогательным гидрораспределителями,при этом основной гидрораспределитель подключен к исполнительному механизму, выполненному в виде вертикально расположенного гидравлического виброцилиндра, поршень которого снабжен двумя штоками, один из которых жестко связан с опорной плитой. Источник работает следующим образом. Гидравлический источник сейсмических сигналов при работе на геофизической точке профиля приводится из транспортного положения в рабочее. Опорная плита вместе с исполнительным механизмом опускается на грунт и прижимается к грунту через пневмоопоры частью массы транспортного средства. Рабочая жидкость 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 распределительный золотник гидрораспределителя поочередно соединяет исполнительный механизм с напорной или сливной гидромагистралью. 2 5140 1 Под действием создавшегося перепада давления в полостях исполнительного механизма его шток вместе с опорной плитой совершает возвратно-поступательное движение в соответствии с управляющим сигналом, посылая в грунт сейсмические волны. Отработанная рабочая жидкость через гидрораспределитель поступает в сливную магистраль и на всасывание гидронасоса. После окончания сеанса развертки исполнительный механизм приводят в транспортное положение, и источник может транспортироваться в другую геофизическую точку. 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 нагнетательной и сливной гидромагистралях. Приводом гидронасос подает рабочую жидкость в напорную магистраль под давлением, равным давлению подпора (слива). Основным недостатком данного источника сейсмических сигналов является низкий коэффициент использования полезного расхода, поступающего из насосной установки к гидравлическому исполнительному механизму, т.к. жидкость, поступающая в исполнительный механизм, идет на перемещение не только гидроцилиндра исполнительного механизма, но и поршня исполнительного механизма с опорной плитой, что приводит к уменьшению амплитуды силы, возбуждаемой сейсмическим вибратором, и, как следствие, к снижению достоверности картины геологической разведки. Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанного недостатка, а именно, повышение достоверности геологических изысканий за счет оптимизации амплитудной характеристики силы, возбуждаемой источником сейсмических сигналов. Решение поставленной задачи достигается тем, что известный источник сейсмических сигналов, содержащий транспортное средство, на шасси которого установлен связанный с гидробаком гидронасос, к которому через сливную и напорную гидролинии подключен гидроусилитель, образованный основным и вспомогательным гидрораспределителями,при этом основной гидрораспределитель подключен к исполнительному механизму, выполненному в виде вертикально расположенного гидравлического виброцилиндра, поршень которого снабжен двумя штоками, один из которых жестко связан с опорной плитой,отличающийся тем, что введен дополнительный гидроцилиндр, через который гидравлический виброцилиндр кинематически связан с напорной и сливной гидролиниями и шасси транспортного средства посредством по меньшей мере одной пневмоопоры, при этом в источнике между напорной и сливной гидролиниями и дополнительным гидроцилиндром установлен дополнительный гидрораспределитель, гидравлически связанный со вспомогательным гидрораспределителем. Снабжение источника сейсмических сигналов дополнительным гидроцилиндром, через который гидравлический виброцилиндр кинематически связан с напорной и сливной гидролиниями и шасси транспортного средства посредством по меньшей мере одной пневмоопоры, и дополнительным гидрораспределителем, включенным между напорной и сливной гидролиниями и дополнительным гидроцилиндром, гидравлически связанным со вспомогательным гидрораспределителем, приводит к существенному повышению амплитуды усилия развиваемого источником сейсмических сигналов, т.е. к устранению вышеуказанного недостатка. На фиг. 1 представлена гидрокинематическая схема источника сейсмических сигналов. На фиг. 2 изображен график амплитудно-частотной характеристики исполнительного механизма заявляемого устройства. На фиг. 3 приведена амплитудно-частотная характеристика исполнительного механизма источника сейсмических сигналов СВ-10/180. Источник сейсмических сигналов содержит исполнительный механизм 1 (фиг. 1), который через шток 2 жестко связан с опорной плитой 3. Опорная плита 3 через пневмоопоры 4 статически прижимается к грунту частью массы транспортного средства 5. 3 5140 1 На гидравлическом исполнительном механизме 1 установлен гидрораспределитель 6,выходные каналы которого гидролиниями 7 и 8 связаны с полостями 9 и 10 исполнительного механизма 1. Гидронасос 11 с приводом 12 соединен напорной гидромагистралью 13 через гидравлический фильтр 14 и обратный гидроклапан 15 со входом гидрораспределителя 6. В напорной гидромагистрали 13 установлены пневмогидроаккумулятор 16 и манометр 17. С напорной гидромагистралью 13 связана гидролиния 18, в которой установлен гидроклапан 19 высокого давления. Гидрораспределитель 6 управляется управляющим гидрораспределителем 20, который в свою очередь управляется электронно-механическим преобразователем 21. В линии управления 22 гидроклапаном высокого давления 19 установлен кран 23, позволяющий поднимать гидроклапаном 19 в напорной гидромагистрали 13 давление до номинальной величины или снимать его до давления, равного давлению в сливной магистрали 24. Сливная гидромагистраль 24 соединяет гидрораспределитель 6 со всасывающей полостью гидронасоса 11. В этой гидролинии установлены теплообменник 25 и пневмогидравлический аккумулятор 26. Источник снабжен гидробаком 27 с подпором воздухом. Между гидролиниями 28 и 29 механизма управления подачей насоса, установлен распределитель 30, снабженный золотником 31. Исполнительный механизм 1 через шток 32 поршня возбудителя вибрации жестко связан с поршнем дополнительного гидроцилиндра 33. Дополнительный гидроцилиндр 33 через дополнительный гидрораспределитель 34 и гидролинии 35 и 36 полостями 37 и 38 связан с напорной 13 и сливной 24 магистралями. Дополнительный гидроцилиндр 33 при помощи пневмоопор 39 связан с шасси транспортного средства 40. Дополнительный гидрораспределитель 34 связан с управляющим гидрораспределителем 20 дополнительными гидролиниями 41 и 42. Управляющий орган насоса 43 связан гидролиниями 28 и 29 с распределителем 30. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы краном 23, установленным в гидролинии управления 22, поднимают давление в напорной гидромагистрали 13. Источник сейсмических сигналов при работе на геофизической точке профиля приводится из транспортного положения в рабочее. Опорная плита 3 вместе с исполнительным механизмом 1 опускается на грунт и прижимается к грунту через пневмоопоры 4 частью транспортного средства 5. Гидронасосом 11 с помощью привода 12 нагнетают рабочую жидкость по напорной гидромагистрали 13 через фильтр 14 и обратный гидроклапан 15 на вход гидрораспределителя 6. Рабочее давление в напорной гидромагистрали 13 регулируется гидроклапаном 19 высокого давления, при этом кран 23, установленный в гидролинии управления 22, закрыт. Управляющий орган подачи насоса 34 должен быть настроен на максимальную подачу. Давление в напорной гидромагистрали контролируется по манометру 17. Для сглаживания пульсаций в напорной гидромагистрали 13 установлен пневмогидравлический аккумулятор 16, а в сливной гидромагистрали пневмогидравлический аккумулятор 26. При запуске гидронасоса давление в системе начинает расти, до рабочего давления. Золотник 31 гидрораспределителя 30 начинает перемещаться, в пределе максимального перемещения. При смещении золотника 31 гидрораспределителя 30 жидкость начнет поступать в одну из гидролиний 28 или 29, что приведет к перемещению управляющего органа насоса 43 и, как следствие, к изменению подачи рабочей жидкости. При подаче управляющего сигнала на электромагнитный преобразователь 21 гидрораспределителя 20 последний смещается, т.о. осуществляя управление гидрораспределителем 6,который поочередно соединяет гидролиниями 7 и 8 полости 9 и 10 исполнительного механизма 1 с напорной 13 или сливной 24 магистралями, и дополнительным гидрораспре 4 5140 1 делителем 34, через который поочередно соединяются гидролиниями 35 и 36 полости 37 и 38 дополнительного гидроцилиндра 33, с напорной 13 или сливной 24 магистралями. Жидкость, поступающая в полости дополнительного гидроцилиндра 33, идет на первоначальное перемещение опорной плиты 3. Жидкость, поступающая в полости исполнительного механизма 1, идет на перемещение исполнительного механизма 1. Под действием создавшегося перепада давления в полостях 9 и 10 исполнительного механизма 1 шток 2 вместе с опорной плитой 3 совершает возвратно-поступательное движение в соответствии с управляющим сигналом, посылая в грунт сейсмические волны. Отработанная рабочая жидкость из полостей 9, 10, 37 и 38 через гидролинии 7, 8, 35 и 36 и гидрораспределители 6 и 34 поступает на всасывание гидронасоса 11. В случае превышения рабочего давления над заданным гидроклапан 19 высокого давления сбрасывает необходимую часть рабочей жидкости из напорной магистрали 13 через гидромагистраль 18 в сливную гидромагистраль 24, поддерживая заданное номинальное давление. Пневмоопоры 39 в процессе работы источника сейсмических сигналов отсекают передачу вибрации от исполнительного механизма 1 на шасси транспортного средства 40. После окончания работы источника на геофизической точке источник переводится из рабочего положения в транспортное путем сброса давления через гидролинию 18 краном 23 до уровня давления слива и подъема опорной плиты в транспортное положение. На фиг. 2 изображен график амплитудно-частотной характеристики исполнительного механизма заявляемого устройства, а именно от этой характеристики напрямую зависит усилие, развиваемое описываемыми источниками сейсмических сигналов, для сравнения на фиг. 3 приведена амплитудно-частотная характеристика исполнительного механизма источника сейсмических сигналов СВ-10/180, т.е. теоретически, согласно указанным графикам, прирост усилия заявляемого источника сейсмических сигналов, по сравнению с прототипом, в диапазоне рабочих частот (4250 Гц) может достигать 60 . Таким образом, по сравнению с известным источником заявляемый источник обеспечивает увеличение амплитуды силы, возбуждаемой источником сейсмических сигналов, и,как следствие, повышается достоверность геологических изысканий. Источники информации 1. А.с. СССР 1061083, МПК 01 1/053, 1983. 2. А.с. СССР 972429, МПК 01 1/133, 1982. 3. Источник сейсмических сигналов вибрационный типа СВ-10/180. Техническое описание и инструкция по эксплуатации АСЯ 2.775.024 ТО, МНИ, ГСКТБ СТ, Гомель, 1988. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.