Источник сейсмических сигналов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(72) Авторы Алампиев Олег Александрович Кротиков Сергей Петрович Андросенко Александр Павлович Иваньков Александр Николаевич Фаскиев Сергей Ахтамович(57) Источник сейсмических сигналов, содержащий гидравлический исполнительный механизм с опорной плитой, систему гидропитания, содержащую гидронасос, соединенный нагнетательной и сливной гидромагистралями через гидроаппаратуру с гидравлическим исполнительным механизмом, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным гидроагрегатом, включающим гидронасос с приводом и обратный гидроклапан, при этом гидроагрегат гидролинией через обратный гидроклапан связан с нагнетательной гидромагистралью.(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, механизм подъема и опускания 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 механизма подъема и опускания 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 бесштоковую полость гидродвигателя механизма подъема и опускания опорной плиты. Штоковая его полость соединяется со сливом. Под действием давления рабочей жидкости шток гидродвигателя опускается 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 данном источнике отсутствуют устройства, для выполнения предварительных профилактических работ, т.е. перед запуском основного насоса гидросистемы не обеспечивается возможность создания в гидросистеме подпора и прогрева гидросистемы дополнительным гидронасосом с индивидуальным приводом, проверки функционирования узлов источника на малых расходах рабочей жидкости и т.д. Отсутствие возможности выполнения на источнике предварительных профилактических работ дополнительным недорогостоящим оборудованием приводит к преждевременному износу основного дорогостоящего оборудования и, как следствие, к снижению его надежности. Это является одним из недостатков данного источника. 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. Недостатком данного источника является отсутствие возможности выполнения дополнительных профилактических работ. К таким работам относятся следующие отсутствие возможности создания в гидросистеме подпора отсутствие возможности прогрева гидросистемы и рабочей жидкости перед запуском основного гидронасоса, что приводит к запуску основного гидронасоса на холодной рабо 2 24722006.02.28 чей жидкости, имеющей при низкой температуре высокую вязкость отсутствие возможности очистки гидросистемы дополнительным недорогим оборудованием, например, после замены узлов и агрегатов гидросистемы (рукавов, трубопроводов, гидрораспределителей и т.д.) отсутствие возможности проверки функционирования узлов гидросистемы источника на малых расходах. Отсутствие возможности выполнения на источнике вышеуказанных работ дополнительным недорогостоящим оборудованием приводит к преждевременному выходу из строя основного гидравлического оборудования и, как следствие, к снижению надежности 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 и гидробак. 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 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 полости исполнительного механизма 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 нагнетательной 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 не обеспечивается - предварительный подогрев рабочей жидкости в гидросистеме предварительная очистка гидросистемы после выполнения профилактических и ремонтных работ проверка функционирования отдельных механизмов и источника в целом на малых расходах рабочей жидкости наиболее полное удаление воздуха из гидросистемы источника создание предварительного подпора в гидросистеме источника при запуске основного гидронасоса. Отсутствие возможности выполнения на источнике вышеуказанных операций может привести к преждевременному выходу из строя узлов и агрегатов источника и, как следствие, к снижению его надежности. 3 24722006.02.28 Технической задачей настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков, а именно повышение надежности источника. Решение технической задачи достигается тем, что источник сейсмических сигналов,содержащий гидравлический исполнительный механизм с опорной плитой, систему гидропитания, содержащую гидронасос, соединенный нагнетательной и сливной гидромагистралями через гидроаппаратуру с гидравлическим исполнительным механизмом, снабжен гидроагрегатом, включающим гидронасос с приводом и обратный гидроклапан, при этом гидроагрегат через обратный клапан связан с нагнетательной гидромагистралью. Снабжение источника дополнительным гидроагрегатом, включающим гидронасос с его приводом и обратным гидроклапаном, позволяет перед запуском основного гидронасоса следующие вспомогательные операции вспомогательным гидронасосом нагнетать рабочую жидкость в напорную гидромагистраль, при этом рабочая жидкость, пройдя обратный и предохранительный гидроклапаны, дросселируется и при этом нагревает гидросистему производить очистку гидросистемы после завершения профилактических и ремонтных работ путем нагнетания рабочей жидкости дополнительным гидронасосом по гидросистеме источника, в котором установлены фильтры тонкой очистки, при этом дорогостоящие агрегаты (основной гидронасос, преобразователь-усилитель электрогидравлический и т.д. не работают) осуществлять подпитку гидросистемы и наиболее полное удаление воздуха из гидросистемы источника. Выполнение вышеуказанных операций повышает надежность источника. Изложенная сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показана кинематическая схема источника сейсмических сигналов. 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 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 фиг. не показан) 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. В линии управления 20 гидроклапаном 19 высокого давления установлен кран 21, позволяющий поднимать гидроклапаном 19 в напорной гидромагистрали 13 давление до номинальной величины или снижать его до давления, равного давлению в сливной гидромагистрали 22. Сливная гидромагистраль 22 соединяет гидрораспределитель 6 со всасывающей полостью гидронасоса 11. В этой гидролинии установлен теплообменник 23. Подпитка гидронасоса 11 осуществляется из гидробака 24 дополнительным гидронасосом 25, установленным в гидролинии 26. Приводом дополнительного гидронасоса 25 служит привод 12 основного гидронасоса 11. В источнике установлен гидроагрегат 27, включающий гидронасос 28 с его приводом 29 и обратный гидроклапан 30. Гидроагрегат гидролинией 31 соединен с гидробаком 24, а гидролинией 32 через обратный гидроклапан 30 и гидролинией 33 с напорной гидромагистралью 13. Гидролиния 31 связана со сливной гидромагистралью 22 гидролинией 34 через кран 35. Привод 29 гидронасоса 28 выполнен, например, от двигателя внутреннего сгорания (на фиг. не показан) транспортного средства 5 или другого любого привода, отличного от привода 12, гидронасосов 11 и 25. 4 24722006.02.28 Источник работает следующим образом. Первоначально запускают двигатель (на фигуре не показан) транспортного средства 5,что обеспечивает возможность включить привод 29 гидронасоса 28, в качестве которого может быть применен недорогой, малогабаритный шестеренный или пластинчатый гидронасос. При включении гидронасоса 28 представляется возможность выполнить следующие подготовительно-профилактические работы нагрев рабочей жидкости и элементов гидросистемы, очистку рабочей жидкости,проверку функционирования отдельных механизмов гидросистемы создание подпора в гидросистеме и удаление воздуха из гидросистемы. При включении привода 29 гидронасос 28 по гидролинии 32 через обратный клапан 30 и гидролинию 33 нагнетает рабочую жидкость в напорную гидромагистраль 13, при этом рабочая жидкость очищается фильтром 14 и, пройдя обратный гидроклапан 15, по гидролинии 18 поступает к предохранительному гидроклапану 19. Краном 21, установленным в гидролинии управления 20 поднимают давление в напорной гидромагистрали 13 и гидролиниях 32 и 18. При работе гидронасоса 28 в гидроклапане 19 происходит дросселирование и нагрев рабочей жидкости. Нагретая при дросселировании предохранительным гидроклапаном 19 рабочая жидкость поступает в сливную гидромагистраль 22, проходит по гидролинии 34 через открытый кран 35 и по гидролинии 31 поступает на всасывание гидронасоса 28. Таким образом обеспечивается нагрев рабочей жидкости и узлов гидросистемы предварительно перед запуском основного гидронасоса 11. Предварительный нагрев рабочей жидкости необходимо осуществлять перед запуском источника при отрицательных температурах. В процессе нагрева рабочей жидкости при прохождении потока через фильтр 14 происходит очистка рабочей жидкости от инородных частиц. Одновременно при нагреве рабочей жидкости и ее перемещении по трубопроводам и аппаратам происходит выделение из рабочей жидкости воздуха, который скапливается в высшей точке гидросистемы и который потом удаляют из гидросистемы. При закрытом вентиле 15 гидронасос 28 обеспечивает подпор в сливной гидролинии 22 и, как следствие, на всасывании гидронасоса 11. В случае необходимости проверки функционирования механизмов источника включают соответствующие гидрораспределители, например, гидрораспределитель 6,и проверяют функционирования механизмов, например, исполнительного механизма 1. После проведения подготовительных работ отключают привод 29 с его гидронасосом 28,а затем включают привод 12 и запускают гидронасос 11 и подпиточный гидронасос 25. После выхода гидронасоса 11 на номинальные обороты закрывают кран 21, и предохранительный клапан 19 поднимает давление в напорной гидромагистрали 13 до номинальной величины. 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 массы 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 в гидрораспределитель 6. Рабочее давление в напорной гидромагистрали 13 регулируется гидроклапаном 19 высокого давления, при этом кран 21,установленный в гидролинии управления 20, закрыт. По мере поднятия давления в напорной гидромагистрали 13 обратный гидроклапан 30 закрывается, препятствуя прохождению давления к гидронасосу 28. Номинальное давление в напорной гидромагистрали 13 поддерживается гидроклапаном 19 высокого давления и контролируется манометром 17. Для сглаживания пульсаций в напорной гидромагистрали 13 установлен пневмогидроаккумулятор 16. При подаче управляющего сигнала на электромагнит гидрораспределителя 6, соединяются гидролиниями 7 и 8 полости 9 и 10 исполнительного механизма 1 поочередно с напорной 13 или сливной 22 гидромагистралями. Под действием создавшегося перепада давления в полостях 9 и 10 исполнительного механизма 1 шток 2 вместе с опорной плитой 3 совершают возвратно-поступательное 5 24722006.02.28 движение в соответствии с управляющим сигналом, посылая в грунт сейсмические волны. Отработанная рабочая жидкость из полостей 9 и 10 через гидролинии 7 и 8 и гидрораспределитель 6 поступает в сливную гидромагистраль 22 и, пройдя теплообменник 23, поступает на всасывание гидронасоса 11. В случае превышения рабочего давления над заданным,гидроклапан 19 высокого давления сбрасывает необходимую часть рабочей жидкости из напорной гидромагистрали 13 через гидромагистраль 18 в сливную 22 гидромагистраль,поддерживая заданное номинальное давление. Подпитка гидронасоса 11 осуществляется с помощью гидронасоса 25, гидролинией 26 соединенного с гидробаком 24 и сливной магистралью 22. После окончания работы источника открывают кран 21 соединяют полость управления предохранительного клапана 19 гидролинией управления 20 со сливной гидромагистралью 22. При этом предохранительный гидроклапан 19 работает как переливной клапан,и давление в напорной 13 гидромагистрали снижается до давления слива. Снабжение источника гидроагрегатом 27, включающим гидронасос 28 с приводом 29 и обратным гидроклапаном 30, при этом гидроагрегат 27 через обратный гидроклапан 30 связан с нагнетальной гидромагистралью 13, позволяет выполнить подготовительно-профилактические работы перед запуском гидронасоса 11, а именно создать подпор и заполнить всю гидросистему рабочей жидкостью обеспечить подогрев рабочей жидкости и всей гидросистемы источника обеспечить очистку рабочей жидкости гидросистемы, что очень важно после проведения ремонтных работ проверить функционирование механизмов источника на малых скоростях и меньшем давлении более интенсивно удалить воздух из гидросистемы источника. Обеспечение возможности выполнения перед запуском источника вышеуказанных работ повышает надежность работы отдельных узлов и источника в целом. Таким образом, в сравнении с прототипом, снабжение источника гидроагрегатом,включающим гидронасос с приводом и обратным гидроклапаном, при этом гидроагрегат через обратный гидроклапан связан с нагнетательной гидромагистралью, позволяет повысить надежность за счет обеспечения возможности выполнения подготовительнопрофилактических работ. На дату подачи заявки на предполагаемую полезную модель данное устройство изготовлено в ОАО Сейсмотехника и проходит испытания в составе. Полезную модель предполагается использовать в вибрационном источнике сейсмических сигналов типа СВ-20/150. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.