CA1071321A - Source d'emission d'ondes acoustiques dans un milieu liquide - Google Patents

Source d'emission d'ondes acoustiques dans un milieu liquide

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CA1071321A
CA1071321A CA274,399A CA274399A CA1071321A CA 1071321 A CA1071321 A CA 1071321A CA 274399 A CA274399 A CA 274399A CA 1071321 A CA1071321 A CA 1071321A
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Pierre Magneville
Jacques Cholet
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    • G01V1/02Generating seismic energy
    • G01V1/133Generating seismic energy using fluidic driving means, e.g. highly pressurised fluids; using implosion
    • G01V1/135Generating seismic energy using fluidic driving means, e.g. highly pressurised fluids; using implosion by deforming or displacing surfaces of enclosures, e.g. by hydraulically driven vibroseis™

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Abstract

Dispositif d'émission d'ondes acoustiques dans un milieu liquide comporte deux ensembles adaptés à se déplacer l'un par rapport à l'autre entre une première position et une seconde position. Ces deux ensembles comprennent chacun une pièce délimitant avec une membrane d'étanchéité en matière déformable une enceinte étanche. Chacun des deux ensembles comporte une première paroi d'une pièce délimitant l'enceinte, dite paroi d'enceinte et une seconde paroi de contact adaptées respectivement à venir s'appliquer contre une première paroi d'enceinte et une seconde paroi de contact de l'autre ensemble. Les premières parois d'enceinte et les secondes parois de contact sont alternativement en contact dans la première position et la seconde position. Il comporte également des moyens hydrauliques pour déplacer les deux ensembles de la première à la seconde position et des moyens électromagnétiques de blocage intermittents des ensembles dans l'une des deux positions. Le dispositif est remarquable en ce que les secondes parois de contact sont les parois de deux éléments de contact solidaires respectivement des deux ensembles et constituent avec un bobinage d'excitation les moyens de blocage électromagnétiques.

Description

32~

L'inventlon a pour obJet un dispositif pour émettre des ondes acoustiques dans un milieu liquide.

Plus précisément, l'invention a pour ob~jet un dispositif, adapté particulièrement à la prospection sismique marine, pour émettre des ondes acoustiques par brusque diminution du volume d'une enceinte fermée immergée dans l'eau.

On connait un dispositif comportant deux ~léments mobiles op-posés l'un à l'autre, réalisés en un matériau rigide et comportant une surface d'application commune, reliés entre eux de façon étanche au moyen d'une membrane annulaire en matière déformable, délimitant avec lesdits éléments, une enceinte étanche.
.
Ce dispositif d'~mission est muni de moyens automatiques d'é-cartement desdits éléments mobiles comportant par exemple un système hydrau- -lique et des moyens de blocage intermittents des deux éléments en position d'écartement et en particulier des moyens de blocage électroma~nétiqu~s.

Les moyens électromagnétiques comportant un él~ment de contact fixé à l'un des éléments mobiles, un autre élement de contact relié aux deux éléments mobiles par un ensemble de bras articulés et des moyens pour maintenir lesdits éléments de contact appliqués l'un contre l'autre de fa~on intermittente.
.
Le dispositif d'émission selon la présente invention, constitue ~n perfectionn~ment au dispositif antérieur, en ce que l'ensemble de bras articulés utilisé pour maintenir ~cartés les deux éléments, est remplacé
par un agencement plus résistant et plus fiable.
.:
Le dispositif selon l'invention comporte deux ensembles adaptés ~ se déplacer l'un par rapport ~ l'autre entre une première position et une seconde position, ces deux ensembles comprenant chacun une pièce déli-mitant avec une membrane d'étanchéité en matière déformable une enceinte ~;;
étanche. Chacun des deux ensembles comporte une première paroi de ladite pièce délimitant l'enceinte, dite paroi d'enceinte et une seconde paroidite de contact, adaptées respectivement à venir s'appliquer contre une première paroi d'enceinte et une seconde paroi de contact de l'autre en-semble. Les premières parois d'enceinte et les secondes parois de contact sont alternativement en contact dans la première position et la seconde , : . .

.

L3~

position. Il comporte également des moyens hydrauliques pour déplacer les deux ensembles de la première à la seconde position et des moyens électro-magnétiques de blocage intermittent des deux ensembles dans l~une des deux positions.

Le dispositif est remarquable en ce que les secondes paroLs de contact sont les parois de deux él~ments de contact solidaires respective-ment des deux ensembles et constituent avec un bobinage d'excitation~les moyens de blocage ~lectromagnétiques.

Lqs éléments de contact étant lies rigidement aux deux ensem- ~, ~
10 bles, les moyens électromagnétiques de blocagP peuveht mieux résister aux ~ - , mouvements rapides successifs qui peuvent être communiqués aux premières parois desdits ensembles.

D'autres caractéristiques et avantages apparaitront à la lec- ~
ture de la description d'exemples particuliers non limitatifs de réalisa- -tion de l'invention et en se référant aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 représente schématiquement une vue en coupe du dispositif suivant un premier mode de r~alisation, les premières parois des ensembles étant en contact.

- la figure 2 représente schématiquement une vue en coupe du tispositif de la figure 1, les premièr~s parois des ensembles ~tant amenés en posltion d'écartement, - la figure 3 représente sch~matiquement une vue en coupe du dispositif de la flgure 1, les premi~res parois des ensembles é ant maintenues en position d'~cartement par les moyens de blocage.

- la figure 4 représente schématiquement une vue en coupe du dispositif suivant un second mode de réalisation, les premières parois des ensembles étant maintenues en position d'écartement par les moyens de blocage.

Suivant le mode de realisatJon représenté aux figures 1, 2 et 3, le dispositif d'émission comporte deux ensembles mobiles l'un par rapport -~ l'autre. Chaque ensemble comporte un élément ou pièce mobile 2a, 2b, pour-; vue d'une paroi dite d'enceinte destinée 3 s'~pptiquer contre une paroi cor-~ respondante de l'autre élément mobile. Lorsque le dispositif est immerge, la ' ~

-, - :: . , . : ~

~7~L3~

presslon hydrostatiglle s'exerce directement sur les ~l~ments mobiles 2a9 2h.

Deux bandes annulaires 6a, 6b en matériau élaatique sont fix~es chacunes sur leur périphérie intérieure à la périphérie extérieure de l'un des ~léments mobiles 2a, 2b Ces deux bandes sont fixées à leur périphérie ext~rieure, ~ une bride 86 qui délimite avec les deux éléments mobiles une enceinte étanche.

Les moyens hydrauliques actionnant les él~ments mobiles sont solidaires de l'un de ces éléments 2a.
~::
Ils comportent essentiellement un cylindre 230, une tige ou lo élément-poussoir 231 muni vers une extrémité d'un piston 232 adapté à
coulisser dans le cylindre. La course du piston est limitée d'une part par le fond 233 du cylindre et d'auitre ~rt g~r ~ 'écartement entre les c -ap es d lnles parois de contact des deux ensembles/lorsque les parois d'enceinte sont en contact.

Des joints d'étanchéité 235 solidaires en translation du piston 232 assurent le coulissement étanche de celui-ci dans le cylindre 230. Deux canaux 237, 238 d~bouchant dans le cylindre de part et d'autre du piston, sont connectés ext~rieuremen~ respectivement à deux canalisa-tions 239, 240, elles-m8mes connectées à un g~nérateur de puissance hy-draulique non représenté.

Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, l'élément mobile 2b est traversé par le cylindre 230. ~ ;

L'élment-poussoir peut coulisser dans une couverture percée travers la piace 234. Des joints d'étanchéit~ 236 assurent le coulis-sement étanche de l'élément-poussoir à trav~rs l'ouverture. Les moyens ~
~lectromagnétiques comportent un électro-aimant dont l'une des armatures ~;
est constituee par l'élément mobile 2b plus épais que l'autre élément mobile, Dans l'~paisseur de l'élément mobile 2b et du côté opposé à
la face interne de contact avec l'élément 2a, est ménagée une cavité
annulaire 241 pour un bobinage 242 alimenté en courant électrique par un g~n~rateur non représenté. La face externe de l'~lément mobile 2b constitue une seconde paroi de l'un de9 ensembles dite paroi de contact.

.
, - . . , . .. . : ,:

3L~7~3~ ~

L'~l~ment mobile 2b peut être r~alis~ en une seule pièce ou également en deux ~léments oolidaires dont l'un contient le bobinage 242.

Une plaque 243 jouant le rôle de seconde armature est disposée en face de la premi~re armature et rendue solidaire de la paroi du cylindre 230 ; elle constitue la seconde paroi de l'autre ensemble. La plaque est r~alisée comme la première armature en un matériau ayant une bonne permé-abilité magnétique. La distance entre la plaque 243 et la paroi de l'élément mobile 2b dans laquelle est ménagé le logement annulaire 241 est choisie égale à la distance entre les deux éléments mobiles 2a, 2b en position ~10 d'écartement maximal et au plus égale à la course du piston 232 dans le -cylindre 230. L'élément-poussoir 231 traverse également la plaque 243.

Un carter 244 fixé à l'élément mobile 2b délimite un volume ~-clos enveloppant une partie de l'armature 2b et la partie du cylindre 230 ;
à laquelle est fixée l'armature 243, ce carter comprenant une pièce 245 servant de butée à l'élément-poussoir 231.
.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : les deux éléments mobiles étant en position de rapprochement (fig. 1) le piston 232 est au voisinage de la paroi terminale du cylindre 230 la plus proche de l'élément mobile 2a et l'élément-poussoir 231 se trouve rétracté dans ledit cylindre.
~ '.
Du liquide sous-pression est injecté par le canal 237. Il repousse le piston vers l'autre extrémité du cylindre. L'~lément-poussoir 231 vient s'appuyer sur la butée 245 et entra~ne dans son mouvement, l'é~
lément mobile 2b jusqu'à une position pour laquelle la première armature de 2b entre en contact avec la seconde armature 243 solidaire de l'élément mobile 2a par l'in~ermédiaire du cylindre. Le mouvement d'écartement des ~léments mobiles 2a, 2b augmente le volume de l'enceinte étanche et y engendre une dépression.

Le bobinage 242 est excité pour bloquer les deux éléments 30 mobiles en position d'écartement (fig 2). Du fluide sous~pression est ~ ;
alors injecté par le canal 238 et l'élément-poussoir est de nouveau escamoté ~ l'intérieur du cylindre (fig. 3).
, ~:
Le dispositif peut alors être déclenché. L'excitation de l'élFctro-aimant étant coupée, les de~lx éléments mobiles sont précipités ,. , ~, .......................... . .
~.. : . . . ' . ~ ' ' "

~7~32~

l'un vers l'autre pa~ l'action c~n~uguée de la press~on hydrostatique et de la dépression int~rieure, ce qui réalise une implosion gén~ratrice d'ondes acoustiques. Dans le second mode de réalisation repr~senté par la figure 4, le cylindre est solidaire de l'élément mobile 2b et tout entier en dehors de l'enceinte d~limitée par les deux éléments mobiles.
.
L'élément-poussoir 231 peut coulisser à travers une ouverture percée à travers le fond du cylindre et pénétrer à l'intérieur de l'enceinte délimitée par les deux éléments. Il vient en buté~ contre la paroi de conta~t de l'élément mobile 2a. Des joints d'étanch~ité 249 assurent le coulissement étanche de l'élément-poussoir 231 ~ travers l'ouverture.
' Une plaque 246, jouant le role de première armature de l'électro-aimant est disposée en regard de l'élément mobile 2a du côté~opposé à sa paroi d'ence:Lnte Les deux parois en regard de la plaque 246 et de l'élément mobile 2a constituent les secondes parois de contact des deux ensembles mobiles. La plaque 246 est réalisée, comme l'élément mobile 2a, en un -matériau ayant une bonne perméabilité magnétique. Elle est rendue solidaire du cylindre 230 par des bras ou éléments de support 247.
La d$stance maximale d'écartement entre la plaque 246 et l'élément mobile 2a est choisie au plus égale à la course du piston 232 dans le cylindre. L'élément mobile 2a constltue la seconde armature de l'électro-aimant. `

Dans l'épaisseur de la plaque 246 est ménagé un logement pour un bobinage 250 relié électriquement ~ un générateur électrique ~on représenté.

Dans le mode de réalisation de la figure 4, l'injection de ~`~
liquide sous-pression dans le canal 237 a pour effet de mouvoir l'élément-poussoir vers l'intérieur de l'enceinte.
'.
L'elément-poussoir vient s'appuyer sur la première paroi de - l'él~ment mobile 2a et l'entraine en direction de la plaque 246. L'exci-30 tation du bobinage 250 lmmobilise l'élément mobile 2a contre la plaque 246 en position d'écartement par rapport à l'autre élément mobile. Le dispositif est alors prêt à etre déclenché.

Pour éviter une application trop brutale des deux éléments , ~ -j:' : , . . .

3 131~L3~

mobiles a la fin de la phase de rapprochement, un disque 248 réalisé en un matériau amortisseur pourra avantageusement 8tre interpos~ entre les sur-face~ de contact.

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Claims (13)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit :
1. Dispositif d'émission d'ondes acoustiques dans un milieu liquide comportant deux ensembles adaptés à se déplacer l'un par rapport à l'autre entre une première position et une seconde position, lesdits ensembles délimitant avec une membrane d'étanchéité en matière déformable une enceinte étanche, chaque ensemble comportant une première paroi d'une pièce délimitant ladite enceinte, dite paroi d'enceinte et une seconde paroi de contact adaptées respectivement à venir s'appliquer contre une première paroi d'enceinte et une seconde paroi d'un élément de contact de l'autre ensemble, les premières parois d'enceinte et les secondes parois de contact étant alternativement en contact dans la première position et la seconde position, des moyens hydrauliques pour déplacer les ensembles de la première à la seconde position et des moyens électromagnétiques de blocage intermittents des ensembles dans l'une desdites positions, carac-terisé en ce que lesdites secondes parois de contact sont les parois de deux éléments de contact solidaires respectivement des deux ensembles et constituant avec un bobinage d'excitation les-dits moyens de blocage électromagnétiques.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites premières parois sont les parois de deux éléments mobiles au moins en partie rigides reliés par la membrane d'étan-chéité et en contact avec le milieu liquide.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens hydrauliques comportent un cylindre solidaire de l'un des ensembles, un piston coulissant dans le cylindre et pourvu d'une tige adaptée à venir en butée par intermittence contre une paroi de l'autre ensemble et des moyens de pression pour déplacer le piston à l'intérieur du cylindre.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé
en ce que l'un des éléments de contact est une plaque solidaire de l'ensemble comportant ledit cylindre et en ce que l'autre élément de contact est solidaire de l'autre ensemble.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'un des éléments de contact est une plaque solidaire de l'ensemble comportant ledit cylindre et en ce que la paroi de l'autre élément de contact est une seconde paroi de la pièce délimitant l'enceinte, appartenant à l'autre ensemble.
6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cylindre est solidaire par une première extrémité de l'un des ensembles et traverse la pièce de l'autre ensemble délimitant l'enceinte, en ce que l'un des éléments de contact est une plaque fixée à l'ensemble correspondant au voisinage de la seconde extrémité du cylindre et en ce que l'autre élément de contact est solidaire de l'autre ensemble.
7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cylindre est solidaire de l'une des pièces délimitant l'enceinte et est dirigé vers l'extétieur de celle-ci, et, par l'intermédiaire de bras rigides, d'une plaque constituant un élément de contact du côté de l'enceinte opposé au cylindre et coopérant avec une paroi de contact de l'autre pièce délimitant l'enceinte.
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé

en ce que la tige du piston traverse la seconde extrémité du cylindre solidaire de l'un des ensembles et est adaptée à venir s'appuyer par intermittence contre un élément, butée solidaire de l'autre ensemble.
9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé
en ce que la tige du piston traverse la paroi d'enceinte de l'ensemble, comprenant le cylindre et est adaptée à venir s'appuyer par intermittence contre la paroi d'enceinte de l'autre ensemble.
10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'autre élément de contact solidaire de l'autre ensemble comporte un logement pour le bobinage excitateur.
11. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé
en ce que la plaque solidaire du cylindre comporte un logement pour le bobinage excitateur.
12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
en ce que une des premières parois du moins, est associée à des moyen élastiques d'amortissement de choc.
13. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé
en ce que l'élément butée fait partie d'un couvercle fixé à la pièce délimitant l'enceinte qui es traversée par le cylindre, cette paroi recouvrant les éléments de contact. et au moins partiellement le cylindre et la tige du piston.
CA274,399A 1976-03-22 1977-03-21 Source d'emission d'ondes acoustiques dans un milieu liquide Expired CA1071321A (fr)

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