|
Сейсмические пневмоизлучатели группы "ГЕОХИ-УНИСИГНАЛ"
Универсальный излучатель сейсмических импульсов
в модульном исполнении,
пат. РФ №2161810, G 01 v1/133, 1/137
Аналоги и прототип:
- пат. США 3805914 G 01 v 1/04;
- пат. США 4038630 181/111;
- ас. СССР 1387696 G 01 v 1/137 В. Н. Ефимов и др.;
- ас. 1708069 G 01 v 1/137 В.М. Переплетчиков и др.;
- пат. РФ №1025245 G 01 v 1/133 М. И. Балашканд;
На базе сейсмических пневмоизлучателей
"ГЕОХИ-ПНЕВМО" (три варианта) и "ГЕОХИ-ПРОПАН", используемых
как пневмопривод, разработан ряд конструктивных схем излучателей:
"ГЕОХИ-КАВИТОН", "ГЕОХИ-ТОН" (два варианта), перекрывающих
широкий диапазон видео- и тонально-импульсных зондирующих
сигналов геоакустики в диапазоне от инфразвуковых до ультразвуковых
частот спектра. При этом конструктивные решения позволяют:
- объединять все излучатели в один модуль со съемными элементами;
- развить четыре отдельных ряда (по числу базовых пневмоприводов)
излучателей по четыре излучателя в каждом ряду ("…ПНЕВМО",
"…КАВИТОН","…"ТОН –1", "…"ТОН- 2");
- соединять однотипные излучатели (на базе "ГЕОХИ-ПНЕВМО")
в линейные группы с питанием от одного источника сжатого
газа;
- реализовать излучатели с минимальным объемом пневмокамер
(до 1 куб. см. и менее - малая глубинность) и сверхбольших
объемов (до 200-500 куб. дм. и более - сейсмологические
задачи);
- реализовать (с пневмоприводом "ГЕОХИ-ПРОПАН") эффективное
излучение в условиях сверхбольших давлений окружающей среды
(глубокие скважины, большие глубины моря);
Основное применение разработки
связано с областями сейсморазведки и гидроакустики (подробнее
см. табл.1. дополнительное- в сфере
формирования интенсивных звуковых и ультразвуковых полей с
целью интенсификации технологических процессов в промышленностях:
- химической- ускорение процессов полимеризации, флотация;
- пищевой- ускорение процессов сбраживания;
- нефтедобывающей-вибровоздействие на нефтяной пласт, разкальматация
скважин;
- стройиндустрии- упрочнение бетона;
- морском рыболовстве- привлечение, отпугивание при траловом
лове;
Перспективные и проблемные
области возможного применения:
- экономичный и энергоемкий двигатель внутреннего сгорония
("…ПРОПАН");
- дистанционное пожаротушение ("…ПНЕВМО"), посредством формирования
узконаправленного луча углекислого газа
По сравнению с пневмоизлучателеми
мирового класса, например, конструкция фирмы "BOLT TECHNOLOGYE
CORPORATION" USA, конструкция "ГЕОХИ-УНИСИГНАЛ"существенно
более эффективна
Обшими конструктивными
элементами лучших прототипов излучателей являются: камеры
накопления и подрыва- возврата-торможения, вскрываюший рабочую
камеру элемент выполнен в виде массивного поршневого тела,
совершающего возвратно-поступательные движения между камерами
, в одном из крайних положений, запирая рабочую камеру, в
другом, ее разгерметизируя. Реализация сжатого газа в среду
происходит через узкий зазор между поршневым телом и камерой
накопления, что приводит к существенным потерям запасенной
энергии и низкой сейсмической эффективности генерации звука.
При этом излучение осуществляется исключительно в сейсмическом
диапазоне частот 5-300гц..
В предлагаемой конструкции
камера накопления образована вскрывающими элементами, выполненными
в виде подвижных колец, при поджатии которых к друг другу
происходит накопление сжатого газа, при раздвижении его реализация
в среду. За счет этого конструктивного решения достигается:
- увеличение площади выхлопа и объема реализуемого рабочего
тела;
- увеличение долговечности конструкции;
- минимальная металлоемкость;
- легкая настройка на тип зондирующего сигнала, частотный
диапазон (1-50 000 гц), цель пространственно-временного
группирования, в конечном счете, решаемую геологическую
задачу.
- при использовании пневмопривода "ГЕОХИ-ПРОПАН"- отказ
от дорогостоящих компрессоров, возможность работы при минусовых
температурах и на маломерных судах, сохранение работоспособности
при сверхвысоких давлениях окружающей среды;
Расширение частотного диапазона
в область акустических тонально-импульсных сигналов на базе
пневмопривода выполняется впервые. При этом обеспечивается
эффективная генерация сигналов этого типа и в "мертвой" для
(электро)гидроакустики полосе частот 500-2000гц. (и ниже).
Освоение этого диапазона сигналов может привести к уникальным
достижениям в разработках высокоточной аппаратуры для геоакустики
и результатам исследований. Причем в силу высоких энергетических
характеристик излучателей тонального типа (коэффициент мощности
которых можно довести до 80-90% и выше) могут быть разработаны
низкочастотные параметрические антенны для глубинного зондирования
земли и связи в сейсмологическом диапазоне спектра.
По
вопросам приобретения лицензий и выполнения научно-технических
разработок обращаться:
117975 ГСП, Москва, В-334,
ул. Косыгина, 19,
факс 9382054,
Институт Геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского ("ГЕОХИ") РАН,
e-mail.:galimov@gekhi.msk.su;
патентный отдел: т.939 02 07;
от авторов: p_efimov@geokhi.ru;,
Ефимов Павел Николаевич.
Таблица 1. Краткая характеристика особенностей
применения излучателей группы "ГЕОХИ-УНИСИГНАЛ" по типам в
сейсморазведке и гидроакустике
|
излучатель
|
геоакустические задачи
|
возможность
применения по двойному назначению. (ВПК)
|
|
1
|
2
|
3
|
|
“ГЕОХИ-ПНЕВМО”
с внешним размеще- нием вскрывающих
элементов.
|
стандартные сейсмические задачи; диапазон
в зависимости от объема 0.1-200 гц.; применение в конструкциях
с увеличенным объемом рабочей камеры до 200-300 л.
|
|
|
“ГЕОХИ-ПНЕВМО” с внутренним разме-
щением вскрываю- щих элементов
|
стандартные
сейсмические задачи; частотный диапазон в зависимости
от объема 0.1-200 гц.; применимость для стандартных
и очень маленьких камер менее 1-5 куб. см. (см.описание
макета)
|
|
|
“ГЕОХИ-АВТО” (без использования электропневмоклапа)
|
стандартные сейсмические задачи; частотный
диапазон в зависимости от объема 0.1-500 гц.; режимы
квазигармонических автоколебаний или одиночных сейсмических
импульсов.
|
|
|
“ГЕОХИ-ПРОПАН” с использованием пропано
–воздушных смесей
|
стандартные сейсмические задачи; частотный
диапазон в зависимости от объема 0.1-500 гц.; использование
в в условиях низких температур, на маломерных судах.
|
|
|
“ГЕОХИ-КАВИТОН”
|
генерация коротких кавитационных импульсов
в диапазоне 100-10000 гц.; методы высокоразрешающей
сейсморазведки, замена опасных в эксплуатации электроискровых
излучателей типа “Спаркер” или “Бумер”.
|
есть
|
|
“ГЕОХИ-ТОН-1”-вариант с использованием
колебательных пластин.
|
Генерация тонально-импульсных сигналов
в диапазоне частот 200-10 000гц.; высокоразрешающие
профилографы, методы объемной (“Панорамной ) сейсмики”,
гидроакустика.
|
есть
|
|
“ГЕОХИ-ТОН-2”-вариант с использованием
колебательного стакана.
"ГЕОХИ-УНИСИГНАЛ" варианты на базе
"ПНЕВМО" (два варианта) ,"АВТО", "ПРОПАН"
|
Генерация тонально-импульсных сигналов
в диапазоне частот 1000-50 000гц.; высокоразрешающие
профилографы, гидроакустика.
Для организаций решающих комплексные
сейсмические работы в широком диапазоне спектра зондсигналов
и геологических задач
|
есть
есть
|
Описание макета Действующий
макет для сейсмических работ на неглубоких акваториях и прострелки
скважин имеет диаметр 22 мм и длину около 0.5 м. Он снабжен
сменными камерами 1,4, и 10 куб. см.; магистрали подвода сжатого
газа и управления электропневмоклапаном объединены. Рабочее
давление до 50 атм. (воздух, углекислый газ)
Является базовой конструкцией для отработки
буксируемых излучающих кос путем наращивания элементов с запуском
от общего электропневмоклапана.
|