DE2063380C3 - Generator für seismische Impulse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen auf die Erdoberfläche aufsetzbaren Generator für seismische Impulse mit einem eine im wesentlichen inkompressible Flüssigkeit enthaltenden Tank, mit wenigstens einer in die Flüssigkeit getauchten Druckgasquelle zum abrupten Freigeben unter Druck stehenden Gases in die Flüssigkeit sowie mit einem gegenüber dem Tank beweglichen Diaphragmaaufbau, welcher den Tank zur Erd- > oberfläche hin abschließt und über den die bei Betätigung der wenigstens einen Druckgasquelle entstehenden seismischen Impulse in die Erde einkoppelbar sind.

Aus der US-PS 3310128 ist bereits ein seismischer κι Impulsgenerator bekannt, der auf die Erdoberfläche aufsetzbar ist und einen Tank aufweist, der mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist. In der Flüssigkeit ist wenigstens eine Druckgasquelle vorhanden, aus der unter Druck stehendes Gas abrupt in die Flüssigkeit abgegeben wird, wobei ein Diaphragmaaufbau i-.i Form einer flexiblen Membrane am Boden des Tanks betätigt wird und die dabei entstehenden seismischen Impulse in die Erde, einkoppelbar sind. Der Diaphragmaaufbau schließt den Tank zur Erdoberflä-λ> ehe hin ab.

Aus der US-PS 3314497 ist zwar auch ein seismischer Impulsgenerator mit einer als Diaphragma dienenden Grundplatte nebest einem zylindrischen Teil bekannt, doch ist nicht offenbar, daß diese Bauteile auch bei einem Impulsgenerator anwendbar sind, der eine in eine Flüssigkeit eingetauchte Druckgasquelle enthält.

Die US-PS 3356178 offenbart einen mit Funken arbeitenden Impulserzeuger, bei dem eine Membran jo am Boden eines Flüssigkeitstanks angeordnet ist, die über eine als Schutz für die Membran dienende bewegliche Platte auf den zu erkundenden Untergrund einwirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den i> Diaphragmaaufbau für einen seismischen Impulsgenerator zu verbessern, der eine in eine Flüssigkeit eingetauchte Druckgasquelle enthält. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Diaphragmaaufbau eine an einem zylindrischen Teil befestigte Diaphragmaplatte aufweist und der zylindrische Teil gleitbar am Tank (12) angebracht ist.

Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge ist die Diaphragmaplatte einstückig ausgebildet.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht r> darin, daß der zylindrische Teil einen Außendurchmesser hat, der größer als der des Tanks ist, so daß das Gewicht des Generators über die Diaphragmaplatte verteilt ist.

Die Erfindung kann auch so abgewandelt werden, •,ο daß der Diaphragmaaufbau einen Dichtungsring an den Enden des Tanks aufweist, der an der Innenfläche des zylindrischen Teiles gleitet.

Um den Stoß des sich nach unten bewegenden Diaphragmaaufbaus aufzufangen, ist in weiterer Ausbil- -,-, dung der Erfindung über dem Dichtungsring ein Stoßring vorgesehen.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Diaphragmaaufbau ein bewegliches Innendiaphragma aufweist, das sich über die mi Diaphragmaplatte erstreckt.

Um die Gleitbewegung des zylindrischen Teiles zu begrenzen, weist der Diaphragmaaufbau in weiterer Ausgestaltung der Erfindung einen Anschlagring an der Innenfläche des zylindrischen Teiles auf.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß zwischen dem zylindrischen Teil und dem Tank ein beweglicher Verschluß angeordnet ist.

Das eine Ende des beweglichen Verschlusses ist in

Abwandlung der Erfindung an einem am Tank angeordneten Anschlagring mit einem Klemmring befe-

Das andere Ende des beweglichen Verschlusses ist einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zufolge an der Oberkante des zylindrischen Teiles mit einem Klemmring befestigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Generators für seismische Impulse mit einem Arm, der diesen mit einem Fahrzeug verbindet,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Ganzmetall-Diaphragmaaufbaues,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Ausführungsform nach Fig. 2 bei der Betätigung und

Fig. 4 eine Schnittansicht einer veränderten Ausführungsform des Diaphragmaaufbaues.

In den Fig. 1 und 2 ist ein beweglicher Generator 10 für seismische Impulse bzw. Wellen dargestellt. Er enthält einen geschlossenen kuppelförmigen Tank 12 mit einer starren gekrümmten Seiten- und Oberwand. Der Tank 12 ist konzentrisch um eine aufrecirce Symmetrieachse angeordnet und enthält eine im wesentlichen inkompressible Flüssigkeit 14, beispielsweise Wasser. In der Mitte des oberen Teiles des kuppelförmigen Tanks 12 ist eine Auslaßöffnung 16, durch welche die freigegebenen Gase aus dem Tank 12 entweichen können. Verbunden mit der Auslaßöffnung 16 ist eine Einrichtung zum Trennen der freigegebenen Gase von der Flüssigkeit, was so erfolgt, daß die Flüssigkeit zurückgehalten wird und in das Innere des Tanks 12 zurückfließt, wobei die freigegebenen Gase nach außen entweichen können.

In der Flüssigkeit 14, und zwar in der Nähe des Bodens des Tanks 12 befinden sich drei Druckgasbzw. Druckluftquellen 18 (nur zwei sind in den Figuren zu sehen) ähnlich den abrupt Gas freigebenden Quellen nach der US-PS 3310128. Jede dieser Druckgasquellen 18 enthält eine Entladeöffnung 20. Die Druckgasquellen geben wiederholt große Mengen von Hochdruckgas durch die Entladeöffnungen 20 in die Flüssigkeit abrupt frei, um kräftige seismische Impulse zu erzeugen, die mittels des verschiebbaren Diaphragmaaufbaues 22 in die Erde 24 eingekoppelt werden. Bei dieser Ausführungsform des Generators für seismische Impulse ist das unter Druck stehende Gas komprimierte Luft.

Bei Betrieb wird die komprimierte Luft durch Hochdruckleitungen 26 zu einer Einlaßverbindung 28 der getauchten Druckgasquellen 18 geführt. Die Hochdruckluft ist in den Druckgasquellen 18 gespeichert, bis sie oei Betätigen eines elektrischen Steuersignals freigegeben wird, welches über die elektrischen Steuerungskabel solenoidbetätigte Hochdruckluft-Ventile 32 triggert, die die Druckgasquellen 18 wirksam werden lassen.

Wenn die Druckgasquellen 18 derart wirksam gemacht sind, breitet sich von ihren öffnungen 20 eine von Hochdruckluft begleitete Druckwelle 34 in die Flüssigkeit aus (vgl, Fig, 3), Die Druckwelle 34 überträgt damit über die Flüssigkeit 14 einen Druckimpuls auf eine Metall-Diaphragmaplatte 36 des Diaphragmaaufbaues 22.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, gibt nach Unterdrucksetzen die Metall· Diaphragmaplatte 36 nach unten nach, so daß der Diaphragmaaufbau 22 sich nach unten verschiebt und abruet auf die Erde 24 drückt, wo-

durch in die Erde 24 seismische Impulse geschickt werden, die für seismische Untersuchungen geeignet sind. Die Verschiebung des Diaphragmaaufbaues 22 nach unten wird durch einen äußeren beweglichen zylindrischen Teil 38 ermöglicht, dessen Innenfläche 40 einen gleitenden Verschluß mit einem Dichtungsring 42 aus geeignetem Kunststoff, beispielsweise Dichtungsmaterial aus Polyurethan, bildet.

Ein Einbauring 44 ist außen an die Metall-Diaphragmaplatte 36 geschweißt und mit Maschinenschrauben 45 an einem Innenflansch 46 befestigt, der unten am beweglichen zylindrischen Teil 38 angeschweißt ist.

Der Dichtungsring 42 aus Polyurethan ist mit einem Klemmring47 gehalten, der den Dichtungsring 42 gegen einen Flansch 48 hält, der an dem unteren Rand des kuppelförmigen Tanks 12 angeschweißt ist. Ein anderer, innerer, flüssigkeitshaltender Kunststoffdichtungsring 49 ist in eine Nut zwischen dem Klemmring 47 und dem Flansch 48 eingesetzt, wobei der Klemmring mit Maschinenschraube,: 50 befestigt ist.

Der Druck der Druckwelle des Hodid^vuckgases 34 in der Flüssigkeit 14 wirkt auch gegen die Innenfläche 52 des Tanks 12, und obgleich der Tank 12 und die daran angebrachten Teile eineschließlich der Gewichte 54schwerer als der Diaphragmaaufbau 22 sind, bewegt sich der Tank 12 nach oben, während die Diaphragmaplatte 36 gegen die Erde 34 gedrückt wird. Wenn sich der Tank 12 nach oben bewegt, gleitet der Dichtungsring42 längs der Innenfläche 40 nach oben, bis ein hubbegrenzender Anschlagring 56 an einen Stoßring 58 stößt. Der Stoßring 58, der aus federndem Material, beispielsweise Polyurethan besteht, wird durch den Anschlagring 56 zusammengedrückt. Da der Tank 12 eine nach oben gerichtete Kraft ausübt, wird die Abwärtsbewegung des Diphragmaaufbaues 22 umgekehrt, wenn der Stoßring 58 den Anschlagring 56 trifft. Dies führt dazu, daß der Diaphragmaaufbau 22 von der Erde abgehoben wird, so daß dann seismische Impulse nicht direkt in die Erde einkoppelbar sind.

D.e Diaphragmaaufbau 22 und der Tank 12 bewegen sich so weit nach oben, bis die Schwerkraft dieser Bewegung ein Ende setzt. Diaphragrr.aaufbau 22 und Tank 12 werden durch eine Auffangeinrichtung des Fahrzeuges, welches den Generator trägt, gehalten, so daß sie nicht direkt mit der Erde in Berührung kommen. Wenn sich der Tank 12 aber bei Betätigen der Auffangeinrichtung abwärts bewegt, strömt Luft durch den oberen Teil des Tanks 12 und damit nach außen durch eine öffnung 16, die zu einer Luft-Flüssigkeit-Trenneinrichtung mit öffnung zur Atmosphäre führt. Die Diaphragmaplatte 36 des Diaphragmaaufbaues 22 berührt zuerst die Erde 24 und zieht sich dann zu der Druckgasquelle 18 zurück, so daß nach Aufsetzen des Generators auf die Erdoberfläche sie wieder zur neuen Betätigung bereit ist.

Der federnde Stoßring 58 ist an dem Oberteil des Tankflansches 48 durch mehrere Stiftbolzen 60 befestigt.

Um Schmutz von der gleitenden Innenfläche 40 des zylindrischen Teiles 38 fernzuhalten, ist ein ringförmiger beweglicher Verschluß 62 aus Gummi vorgesehen, der sich um den Tank 12 zwischen der Oberkante des zylindrischen Teils 38 und der Außenseite des Tanks erstreckt. Die inneie Kante des beweglichen Verschlusses 62 ist zwischen einem Anschlagring 64 und einem Klemmrine 66 iesteeklemmt. wobei der An-

schlagring 64 an der Außenseite des Tanks 12 angeschweißt ist. Die äußere Kante des beweglichen Verschlusses 62 ist an die obere Kante des zylindrischen Teils 38 mit einem Klemmring 68 befestigt. Damit sich der Anschlagring 56 nicht verschiebt, hat dieser eine Lippe 70, die in eine Nut in der Wand des zylindrischen Teiles 38 hineinragt.

Gemäß der Ausfiihrungsform nach Fig. 4 ist ein bewegliches Inneii-Diaphragma 76 aus federndem Material, beispielsweise Polyurethan, vorgesehen, das sich über die Diaphragmaplatte· 36 des Tanks 12 erstreckt. Das Innen-Diaphragma 76 ist auf den Tankflansch 48 mittels Klemmring 78 befestig) und streckt sich bzw. gibt nach, wenn die Diaphragmaplatte 36 nach unten verschoben wird.

Wie ein Vergleich der Fig. 4 mit den Fig. 2 und 3 zeigt, können der Dichtungsring 42, die Dichtungsklemme 47 und die Dichtung 49 weggelassen werden, wenn das bewegliche Innen-Diaphragma 76 verwendet wird.

Hier/u Λ I)UiIl Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Auf die Erdoberfläche aufsetzbarer Generator für seismische Impulse mit einem eine im wesentlichen inkompressible Flüssigkeit enthaltenden Tank, mit wenigstens einer in die Flüssigkeit getauchten Druckgasquelle zum abrupten Freigeben unter Druck stehenden Gases in die Flüssigkeitsowie mit einem gegenüber dem Tank beweglichen Diaphragmaaufbau, welcher den Tank zur Erdoberfläche hin abschließt und über den die bei Betätigung der wenigstens einen Druckgasquelle entstehenden seismische Impulse in die Erde einkoppelbar sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Diaphragmaaufbau (22) weist eine an einem zylindrischen Teil (38) befestigte Diaphragmaplatte (36) auf,

b) der zylindrische Teil (38) ist gleitbar am Tank (12) angebracht.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diaphragmaplatte (36) einstückig ist.

3. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil (38) einen Außendurchmesser hat, der größer als der des Tanks (12) ist, so daß das Gewicht des Generators über die Diaphragmaplatte (36) verteilt ist.

4. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diaphragmaaufbau (22) einen Dichtungsring (42) an den Enden des Tanks (12) aufweist, der an der Innenfläche (40) des zylindrischen Teiles (38) gleitet.

5. Generator nach den A.nspnkhen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Dichtungsring (42) ein Stoßring (58) vorgesehen ist.

6. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diaphragmaaufbau (22) ein bewegliches Innendiaphragma (76) aufweist, das sich über die Diaphragmaplatte (36) erstreckt.

7. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diaphragmaaufbau (22) einen Anschlagring (56) an der Innenfläche (40) des zylindrischen Teiles (38) aufweist.

8. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zylindrischen Teil (38) und dem Tank (12) ein beweglicher Verschluß (62) angeordnet ist.

9. Generator nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des beweglichen Verschlusses (62) an einem am Tank (12) angeordneten Anschlagring (64) mit einem Klemmring (66) befestigt ist.

10. Generator nach den Ansprüchen 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des beweglichen Verschlusses (62) an der Oberkante des zylindrischen Teiles (38) mit einem Klemmring (68) befestigt ist.