DE2147827C3 - - Google Patents
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- DE2147827C3 DE2147827C3 DE2147827A DE2147827A DE2147827C3 DE 2147827 C3 DE2147827 C3 DE 2147827C3 DE 2147827 A DE2147827 A DE 2147827A DE 2147827 A DE2147827 A DE 2147827A DE 2147827 C3 DE2147827 C3 DE 2147827C3
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/02—Generating seismic energy
- G01V1/133—Generating seismic energy using fluidic driving means, e.g. highly pressurised fluids; using implosion
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen akustischer Wellen in einer Flüssigkeit durch
Implosion mit einem in die Flüssigkeit eintauchbaren Körper, der mit einem verformbaren Element und mit
Einrichtungen zum Erzeugen von Überdruck und Unterdruck in bezug auf die den Körper umgebende
Flüssigkeit derart zusammenarbeitet, daß ein unter Beteiligung des Körpers und des verformbaren Elements
verdrängtes Volumen der Flüssigkeit abrupt verringerbar ist.
Beispielsweise in der DE-OS 1810 010 wird Implosion
zur Erzeugung akustischer Wellen ausgenutzt. Die im Betriebszustand getauchte Vorrichtung umfaßt
im wesentlichen zwei bezüglich einander bewegbare Elemente mit einer an sie an ihrem Umfang verbindenden
nachgiebigen Wandung sowie eine dichte Kammer, deren Volumen zwischen einem Maximalwert
entsprechend einer Entfernungsstellung der beweglichen Elemente und einem Minimalwert, indem
diese Elemente in Kontakt miteinander kommen, variieren kann. Nach Auseinanderfahren der beiden
Elemente, die in ihrer Stellung gehalten werden, wobei das Vakuum im Innern der Kammer hervorgerufen
wird, wird die Vorrichtung ausgelöst. Die beiden beweglichen Elemente nähern sich einander unter der
Wirkung der hydrostatischen Kraft bis in ihre Näherungsstellung an, in der sie in Kontakt miteinander
treten. Starke akustische Wellen werden dann in der Flüssigkeit erzeugt, wenn die plötzliche Annäherungsbewegung
unterbrochen wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, möglichst ohne in solche schnelle Bewegung zu versetzende
mechanische Teile auszukommen.
Erreicht wird dies erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch folgende
ίο Merkmale:
a) der Körper ist ein mit einem Boden versehener Hohlkörper,
b) das verformbare Element ist innerhalb eines Teils des Hohlkörpers zur Bildung einer Kammer
variablen Volumens derart angeordnet, daß diese so durch das verformbare Element formbare
Kammer im aufgeblähten Zustand als Dichtungselement gegen die innere Wandung des
Hohlkörpers drückt,
c) die Einrichtungen zum Erzeugen von Überdruck und Unterdruck sind sowohl mit der Kammer
als auch mit dem von ihr nicht einnehmbaren Teilraum im Innern des Hohlkörpers verbindbar.
Vorzugsweise besteht das verformbare Element aus einer am Umfang eignes hohlen mit öffnungen versehenen
Rohres angebrachten Membran, wobei die öffnungen das Innere der Kammer variablen Volumens
mit den Einrichtungen zur Erzeugung von Unterdruck und Überdruck in Verbindung setzen,
jo Die akustischen Wellen werden also durch plötzliches Eindringen der Flüssigkeit in das Innere des Körpers, in dem vorher ein Unterdruck hergestellt wurde, erzeugt. Dieses plötzliche Eindringen wird dadurch hervorgerufen, daß das verformbare Element einj-j klappt und damit den Zugang in das Innere des Hohlkörpers freigibt. Die in rascher Bewegung befindliche Flüssigkeit wird plötzlich gestoppt und schlägt gegen den Boden des Hohlkörpers. Akustische Wellen werden aufgrund dieser Tatsache erzeugt.
At) Erstaunlich ist, daß aufgrund der Maßnahmen nach der Erfindung kein mechanisches in Bewegung befindliches Bauteil mehr vorhanden ist, das aufschlagen bzw. wenn zwei Teile vorhanden sind, gegeneinanderprallen würde, da der Zugang in den im leeren oder .π Unterdruckzustand befindlichen Hohlraum gesteuert wird durch das verformbare Element, das vorzugsweise aus einem nw:hgiebigcn Material besteht. Die Vorrichtung ist von erstaunlich einfacher Ausbildung; der Herstellungsaufwand ist gering. Die Vorrichtung ,ο ist auch leichter. Günstig ist auch, daß aufgrund der Maßnahme nach der Erfindung die für das Eindringen von Wasser vorgesehene öffnung ausreichend groß bemessen ist; so kann sich keine Kavitation an den Wandungen des Hohlkörpers einstellen.
-,-> Auch wird die in der Anordnung gelieferte Energie auf diese Weise vollständig zur Erzeugung der Stoßwelle benutzt: Es braucht keine Energie verwendet werden, um den hydrostatischen Druck sowie die Reibungskräfte zu überwinden, die durch die sehneile hn Verschiebung etwa einer Platte hervorgc rufen werden.
jo Die akustischen Wellen werden also durch plötzliches Eindringen der Flüssigkeit in das Innere des Körpers, in dem vorher ein Unterdruck hergestellt wurde, erzeugt. Dieses plötzliche Eindringen wird dadurch hervorgerufen, daß das verformbare Element einj-j klappt und damit den Zugang in das Innere des Hohlkörpers freigibt. Die in rascher Bewegung befindliche Flüssigkeit wird plötzlich gestoppt und schlägt gegen den Boden des Hohlkörpers. Akustische Wellen werden aufgrund dieser Tatsache erzeugt.
At) Erstaunlich ist, daß aufgrund der Maßnahmen nach der Erfindung kein mechanisches in Bewegung befindliches Bauteil mehr vorhanden ist, das aufschlagen bzw. wenn zwei Teile vorhanden sind, gegeneinanderprallen würde, da der Zugang in den im leeren oder .π Unterdruckzustand befindlichen Hohlraum gesteuert wird durch das verformbare Element, das vorzugsweise aus einem nw:hgiebigcn Material besteht. Die Vorrichtung ist von erstaunlich einfacher Ausbildung; der Herstellungsaufwand ist gering. Die Vorrichtung ,ο ist auch leichter. Günstig ist auch, daß aufgrund der Maßnahme nach der Erfindung die für das Eindringen von Wasser vorgesehene öffnung ausreichend groß bemessen ist; so kann sich keine Kavitation an den Wandungen des Hohlkörpers einstellen.
-,-> Auch wird die in der Anordnung gelieferte Energie auf diese Weise vollständig zur Erzeugung der Stoßwelle benutzt: Es braucht keine Energie verwendet werden, um den hydrostatischen Druck sowie die Reibungskräfte zu überwinden, die durch die sehneile hn Verschiebung etwa einer Platte hervorgc rufen werden.
Die Erfindung soll nun genauer mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden, in denen
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine Aust,·;
f ührungsform der Vorrichtung zeigt, bei der die Membran sich in Dichtungsstellung befindet und
Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung veranschaulicht,
wobei die Membran die Abdichtung nicht
mehr sicherstellt.
Nach Fig. 1 ist ein an einem Ende durch einen Boden 2 geschlossener Hohlkörper 1 vorgesehen. Ein
metallisches Rohr 3, das im Innern des zylindrischen Körpers 1 angeordnet ist und eine größere Länge als
dieser aufweist, durchsetzt den Boden 2.
Über einen Teil seiner Länge ist es von öffnungen 4
gegen das offene Ende des Körpers 1 hin durchsetzt. Ein durch eine halbringförmige nachgiebige Membran
7 gebildetes Dichtungselement ist in dichter Weise an die Außenwandung des Rohres 3 auf zwei
zu diesem unterschiedlichen Niveau durch die Befestigungsanordnung 5 bzw. 6 zu beiden Seiten des Teils
des die öffnungen 4 enthaltenden Rohres 3 angeordnet.
Ein arideres Rohr 8 durchsetzt den Boden des zylindrischen Körpers und mündet in diesem. Es ist einerseits
über einen Schieber mit drei Stellungen an den Druckluftauslaß eines Drucklufiaggregats 9 über
einen Speicher für Druckluft 10, anderersei*s mit der Saugseite des Aggregats 9 und mit einer Unterdruckkammer
11 verbunden. Der Schieber K1 besitzt eine Schließstellung. Das Rohr 3 ist über einen Schieber
V1 einerseits mit dem Druckluftspeicher 10 und andererseits
mit der Unterdruckkammer 11 verbunden. Ein Magnetventil EV ist auf dem Rohr 3 zwischen
dem Schieber V1 und dem der Membran zugeordneten
Tei! des Rohres angeordnet.
Die Elemente 9,10,11, V1 und V1 sind auf einem
Schiff angeordnet, während die Gesamtanordnung der am zylindrischen Körper festen Elemente getaucht ist
und mit dem Schiff beispielsweise über ein nicht dargestelltes flexibles Rohr verbunden ist, welches
Schleppeinrichtungen, wie z. B. die Leitungen 3 und 8, enthält.
Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung soll mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 näher erläutert werden, welche
die Vorrichtung in zwei unterschiedlichen Arbeitsstufen zeigen.
In einer ersten Stufe, in der sich die Membran 7 in Ruhestellung bzw. in nicht-abdichtender Stellung
befindet, wird der getauchte zylindrische Körper 1 mit Wasser gefüllt. Die Membran 7 ist gegen das Rohr 3
dicht befestigt. Ihr Innenvolumen ist gegen die Flüssigkeitsumgebung isoliert.
Befindet sich der Schieber V1 in geeigneter Lage,
so gibt man in das Innere des zylindrischen Körpers 1 über das Rohr 8 Druckluft bei einem Druck höher
als dem hydrostatischen Druck. Das Wasser, das den Körper 1 füllte, wird ausgeschoben. In einer zweiten
Verfahrensstufe, das Wasser ist bereits aus dem zylindrischen Körper gedrückt, öffnet man das Magnetventil
EV und schickt in das Rohr 3 über das Ventil V1 Druckluft, die durch die öffnungen 4 in die durch
die Membran begrenzte Kammer 12 eindringt. Diese bläht sich und legt sich gegen die Innenwandung des
zylindrischen Körpers 1 (Fig. 1) und schließt so einen Raum 13, der andererseits durch den Boden 2 und
die Innenwandung des Körpers 1 begrenzt ist. Wenn der Druck in der Kammer 12 ausreichend ist, um eine
gute Abdichtung sicherzustellen, schließt man das Magnetventil EV wieder. Der Rau.i. 13 ist dann gegen
die äußere Flüssigkeit isoliert.
In einer dritten Stufe, der Schieber K, befindet sich
in der Verbindung mit der Unterdruckkammer 11, saugt man über das Ruhr 8 die im Raum 13 enthaltene
Luft ar. und stellt im wesentlichen ein Vakuum in diesem her. Gleichzeitig stellt man ein Vakuum im Teil
des Rohres 3 her, der zwischen dem Magnetventil EV und Schieber V1 liegt, wobei dieser Schieber sich dann
ebenfalls in Saugstellung befindet.
Man stellt dann den Schieber V1 in Schließstellung;
der Schieber V1 befindet sich immer noch in Saugstellung
und das Magnetventil EV in Schließstellung.
In einer vierten Arbeitsstufe, in dem für den Schuß bzw. das Abtun der Vorrichtung gewählten Augenblick,
öffnet man das Magnetventil EV. Die durch die Membran 7 begrenzte Kammer 12 entleert sich
plötzlich von ihrer Luft durch die öffnungen 4 und die Membran 7, die nachgiebig ist, legt sich gegen das
Rohr 3 und öffnet so einen großen Ringdurchlaß im zylindrischen Körper 1, in den das Wasser plötzlich
eindringt. Es stellt sich dann auf dem Boden 2 des Hohlkörpers 1 im Augenblick, wo die Wassermasse
hier gegenschlägt, eine Druckwelle ein. die gut brauchbar für die seismische Prospektion ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zum Erzeugen akustischer Wellen in einer Flüssigkeit durch Implosion mit einem
in die Flüssigkeit eintauchbaren Körper, der mit einem verformbaren Element und mit Einrichtungen
zum Erzeugen von Uberdmck und Unterdruck in bezug auf die den Körper umgebende
Flüssigkeit derart zusammenarbeitet, daß ein unter Beteiligung des Körpers und des verformbaren
Elements verdrängtes Volumen der Flüssigkeit abrupt verringerbar ist, ge kennzeich net durch
folgende Merkmale:
a) der Körper ist ein mit einem Boden (2) versehener Hohlkörper (1),
b) das verformbare Element (7) ist innerhalb eines Teils des Hohlkörpers (1) zur Bildung
einer Kammer (12) variablen Volumens derart angeordnet, daß diese so durch das verformbare
Element (7) formbare Kammer (12) im aufgeblähten Zustand als Dichtungselement gegen die innere Wandung des
Hohlkörpers (1) drückt,
c) die Einrichtungen zum tirzeugen von Überdruck und Unterdruck sind sowohl mit der
Kammer (12) als auch mit dem von ihr nicht einnehmbaren Teilraum (13) im Innern des
Hohlkörpers (1) verbindbar.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß da-., verfo: ,nbare Element aus
einer am Umfang eines hohlen mit öffnungen (4) versehenen Rohres angebracf "en Membran (7)
besteht, wobei die öffnungen das Innere der Kammer (12) variablen Volumens mit den Einrichtungen
(9; 10) zur Erzeugung von Unterdruck und Überdruck in Verbindung setzen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7034726A FR2106820A5 (de) | 1970-09-24 | 1970-09-24 |
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DE2147827B2 DE2147827B2 (de) | 1979-10-31 |
DE2147827C3 true DE2147827C3 (de) | 1980-07-17 |
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ID=9061834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2147827A Granted DE2147827B2 (de) | 1970-09-24 | 1971-09-24 | Vorrichtung zum Erzeugen akustischer Wellen |
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JP (1) | JPS544881B1 (de) |
CA (1) | CA953015A (de) |
DE (1) | DE2147827B2 (de) |
FR (1) | FR2106820A5 (de) |
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FR2208571A6 (de) * | 1972-11-29 | 1974-06-21 | Inst Francais Du Petrole | |
US4182428A (en) * | 1978-04-17 | 1980-01-08 | Western Geophysical Company Of America | Hydraulically-coupled, land seismic signal source |
US4939704A (en) * | 1988-05-04 | 1990-07-03 | Chelminski Stephen V | Method, system and apparatus producing powerful seismic energy impulses by implosion useable in wells in the earth |
US7535800B2 (en) * | 2005-05-11 | 2009-05-19 | Schlumberger Technology Corporation | Seismic imaging and tomography using seabed energy sources |
EA201700216A1 (ru) * | 2014-11-25 | 2017-09-29 | Сергей Евгеньевич УГЛОВСКИЙ | Способ преобразования потенциальной энергии в механическую |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3077944A (en) * | 1960-06-28 | 1963-02-19 | Jr Louis R Padberg | Pneumatic sound source |
US3277437A (en) * | 1965-04-05 | 1966-10-04 | Gen Dynamics Corp | Acoustic apparatus |
US3483895A (en) * | 1965-10-22 | 1969-12-16 | Lawrence B Barto | Pipeline shutoff device |
US3610366A (en) * | 1969-04-04 | 1971-10-05 | Eg & G Inc | System for marine seismic exploration |
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1970
- 1970-09-24 FR FR7034726A patent/FR2106820A5/fr not_active Expired
-
1971
- 1971-09-20 US US00182040A patent/US3770080A/en not_active Expired - Lifetime
- 1971-09-22 GB GB4423171A patent/GB1322823A/en not_active Expired
- 1971-09-22 CA CA123,484*7A patent/CA953015A/en not_active Expired
- 1971-09-23 JP JP7458871A patent/JPS544881B1/ja active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3770080A (en) | 1973-11-06 |
NL171628B (nl) | 1982-11-16 |
JPS544881B1 (de) | 1979-03-12 |
DE2147827A1 (de) | 1972-05-10 |
FR2106820A5 (de) | 1972-05-05 |
DE2147827B2 (de) | 1979-10-31 |
NL7113166A (de) | 1972-03-28 |
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CA953015A (en) | 1974-08-13 |
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