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L'invention a pour objet un dispositi~ pour é~ettre
des ondes acoustiques p~r: implosion., utilisable en particulier
dans le domaine de la prospection sismique marine.
On conna~t des dispositifs adaptes a emettre des
ondes acoustiques par implosion comprenant deux élements
mobiles l'un par rapport a l'autre, delimitant avec au moins
une membrane souple qui les réunit a leur périphérie, un.e
enceinte étanche a l'interieur de laquelle re~ne une pression
inférieure a la pression exterieure et, de preference, une
pression très faible, associes a des moyens d'ecartement des
éléments mobiles comportant un cylindre solidaire d'un.des
élements mobiles et un piston adapte a coulisser dans le
cylindre sous l'action d'un systeme hydrauiique et a pousser
l'autre élément mobile ~usqu'a une position d'ecartement o~
il est maintenu par intermittence par des moyens de blocage.
Le fluide comprime par le syst~me hydraulique agit sur le
piston, soit directement, soit par l'intermediaire d'une
piace mécanique deplàçable venant s'appuyer par intermittence
sur le piston et l'entra~nant vers la position d'ecartement
des éléments mobiles.
Le systeme hydraulique d'alimentation.du dispositif
comporte des moyens pour mettre un fluide sous pression, par
exemple de l'huile, et fonctionne en circuit fermé. Le dis-
positif émetteur pouvant etre tracte en immersion par le
navire a une distance relativement grande, la longueur totale
des canalisations d'envoi de fluide sous pression au dispo-
sitif et de son retour peut etre tres importante.
Selon la présente invention~ il est pré~u un
dispositif pour émettre des ondes acoustiques dans l'eau par
3n implosion, comportant deux élements mobiles l'un par rapport
a l'autre entre une position d'ecartement et une position de
rapprochement, les deux elements mo~iles etant reunis a
1~ ~
1~3f;2~B
leur périphérie par au moin.s une membrane-souple ~ui délimite
a~ec ceux-ci une encei.~te étanche.a volume.var.i~le et des
moyens d'ecartement des eléments mo~iles et d'im~obilisatio~
intermittente de ceux-ci en position.d'écartement, ces moyens
d'écartement comportant un premier cylindre solidaire de
l'un des éléments mobiles, un piston coulissant dans le
premier cylindre et pour~u d'une tige adaptée à ~en.ir en
contact contre une paroi solidaire de l'autre élement mobile
et un systeme de distribution de fluide sous pression pour
exercer sur le piston une poussée intermittente, lequel sys-
teme comporte un second cylindre fixe par rapport au premier
cylindre et une source de fluide sous pression, caractéxisé
en ce que le second cylindre comporte un premier compartiment
et un second compartiment lequel communique de maniere inter-
mittente avec le premier compartiment par une premiare ouver-
ture, avec le .premier cylindre par une seconde ou~erture et
en permanence avec les milieu extérieur par au moins une
troisieme ouverture, en en ce que le systeme de distribution.
comporte une soupape munie d'une tige de soupape de section
inférieure a celle de la tete de soupape, et déplaçable entre
une premiere position o~ la tête de soupape et l'extrémité
de la tige de soupape viennent respectivement obturer de
maniere sensiblement étanche le premiere et la seconde ouver-
tures de second compartiment, et une seconde position o~
lesdites premiere et seconde ouvertures sont dégagées, ladite
soupape étant traversée de part en part et parrallèlement
a son axe longitudinal par un canal pour l'alimentation en
fluide sous pression du premier cylindre, des moyens pour
alimenter par intermittence en fluide sous pression llinté-
rieur du premier compartiment du second cylindre et desmoyens pour maintenir de manière intermittente le fluide sous
pression dans le premier cylindre.
- 2 -
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3~ 8
L'utilisation dlun système de distribution ou~e~t
sur le milieu extérieu~, jouant le rô1e de ~luide a basse
pression, permet de supprimer la canalisation de retour
lorsque la source de ~luide sous pression est installée sur
le navire tracteur. L'installation du circuit d~alimePtation
et de la source du fluide sous pression sur une plateforme
flottante ou un flotteur tracté en immersion est facilitée
du fait que le fluide a mettre sous pression est pris directe-
ment dans le milieu extérieur.
Dans le cas d'une source sismique actionnée dans
l'eau, un avantage important de l'invention consiste a utiliser
cette eau comme fluide hydraulique, cependant, l'air peut
etre egalement utilisé.
De plus, aucune piace mécanique intermédiaire n'est -_
requise pour -;
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1~3~;~S;8
pousser le piston vers la position d'écartement des éléments mobiles comme
dans les dispositifs antérieurs.
D'autres caractéristiques et avantages appara~tront à la lecture de
la description d'un mode de réalisation non limitatif du dispositif et en se ~é-férant aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 représente schématiquement l'ensemble du dispositif en coupe
partielle,
- la figure 2 ~eprésent~ une vue partiellc schématique du dispositif de la fi-
gure 1 montrant l'agencement du circuit de distribution, les élcments mobiles
10 étant en position de rapprochement,
- la figure 3 représente une vue partielle schématique du dispositif de la ~i-
gure 1 montrant l'acrcncement du système de distribution, les élérnents mo-
biles étant en position d'écartement,
la figure 4 représente une vue partielle schématiq~le du dispositif rnontrant
l'agencement du systcme de distribution, les éléments mobiles étant dans
une position intermediaire entre la position d'écartement et celle cle rappro-
ch ement .
Selon ces figures, les deux éléments mobiles 1 et 2 sont constitués
par deux plaques circulaires. Une bride annulaire 3 est disposée à leur péri
20 phérie. Deux bandes annulaires 4, realisées en un matériau souple, sont
fixées respectivement à 1 a bride 3 et à l'une des deux plaques 1, 2. L'ensem_
ble des deux plaques 1 et 2 de la bride annulaire 3 et des bàndes annulaires 4
constitue une enceinte sensiblement étan~ile dont le volume est susceptible
de varier lorsqu'on écarte les éléments mobiles l'un de l'autre sous l~actio
du système de distribution 5 représenté plus en détail aux figures 2, 3 et 4.
Urle pression inférieure à la pression hydrostatique à la profondeur d'utilisa-
ti~n est établie dans l'enceinte. Pour accroltre l'efficacité du dispositif, on
y fait, de préférence, le vide.
~L~3~
La plaque 1 comporte une ouverture 6 dans sa partie centrale (fi-
gures 2, 3 et 4). :La plaque 2 comporte dans sa partie centrale un ,
renfoncen~ent 8 communiquant avec l~intérieur de l~enceir~te par une ouverture
7 faisant face à l'ouverture 6 de la pla~,ue l. L~space 9 délimité par la pa-
roi du renfoncement 8 constitue ainsi un prolongement de la cavité interne
délimitée par les élements mobiles. Un premier cylindre lO est fixé par
exemple ~ la paroi externe de la plaque l. Il traverse celle-ci par l'ouve,r- ~,ture 6 et s'engage dans le renfoncement 8 de la plaque 2 par l'ouverture 7.
Le cylindre cornporte une ouverture ll à traYers sa paroi terminale 12 en re-
10 gard du renfoncement 8,
Dans le cylindre coulisse un piston 13 pourvu de joints d'étanchéité
14 à sa périphérie et d'une tige 15 traversank l'ouvert~lre ll et adaptée à veni r
en contact contre le fond du renfoncement 8. La course du piston 13 à l'inté-
rieur du cylindre lO est au moins égale à l'écartement maximal entre les
deux ~>laques l et 2,
Unc cavité axialel6 ouverte du c~3té de 1' intérieur du cylindre lO,
peut être menagee à l'int~rieur du piston 13 dans un but d'allègement. A l'ex--
tré~nité du premier cylindre lO opposée à l'ou~erture ll est disposé un secor~d
cylindre 17 qui lui est solidaire constituant un premier élément du système
20 de distribul:ion. ~ l'intérieur du second cyli~dre sont aInénagés un premier
compartiment 18 et un second compartinlent 19 qui cornmuniquent entre eux,
par une première ouverture 20. Ce dernier dont la section est inferi6ure à
celle du premier compartiment est réalisé, selon l~exemple choisi, par intro-
duction à l'intérieur du second cylindre et jusqu'au fond de celui..ci d'une piè_ ' ;
ce annulaire 29 comportant sur sa paroi extérieure un logement pour des joints
d'étanchéite 30 et dont la paroi terminale la plus proche du premier cornpar-
timent coIr~orte un siege de soupape 31.Le second comparti~r~nt l9 co~ar,unique
en outre avec le l?rQer cylindre lO par une seconde ouverture 21(Figs 3 et 4).
Celle-ci est ménagée dans une. cloison 22 solidaire de la piece annu:Laire 29 etseparant les deux cylindres qu~ selon cet exer~?le, sont réalisés en un seul blo c
~ .
Le sccon~ compartiment 19 comporte en outre au moins une troi-'
siè~ne ou~rerture 23 ménagée à tra~ers la paroi latérale du second cylindre
.
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4 ~- '
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17 et de la pi èce annulairc 29;
Le premier con~partiment 18 communique, par une ouverture 24
m~nagée à travers la paroi termin21e 25 du second cylindre~opposée à la cloi-
son 22, et par l'intermédiaire d'une canalisation 26~avec un distributeur à
deux positions 27 constituant un second élément du système de distribution.
Une soupape constituant un troisième élcment du système de dis-
tribution, comporte une tiae 28 disposee dzn.s le second cylindre 17 et adaptce
à se déplacer suivant 1 'axe longitudinal de celui-ci, ainsi qu'une tete de
soupape 32 de dianlètre au moins égal ~ celui du siège de soupape 31 ct adap-
10 tée à se deplacer dans le premier compartimellt 18.
La lol~gueur de la tige de soupape 28 est telle que, lorsque la tetc
de soupape 32 est cn butée sur son siège 31, l'extrénlité libre de la ti~e vicntobturer l'ouverture 21, par l'int-ermédiaire d'un joint annulaire d'étancheité
37, Dans cette position, les deux ouvertures 20 et 21 sont obturces (Fig. 3).
.
La tige de soupape 28 est guidée dans sa course par des ~lcments
de guidage 33 qui lui sont solidaires et coulissent, lors du mouverncnt de la
soupape, le long de la paroi intérieure de la pièce 29. ~
La soupape est traversée de part en part, suivant son axe longitudi-
nal par un canal 34 qui comporte une partie élargie du coté dc la tete de sou-
20 pape 32. .Au fond de cette partie élargie, sont placcs un clapet anti-retour
39 et son siège 40. 011 y loge egalement un ressort 35 dont l'une des extremitcsest engagée dans un évidement 36 du fond 25 du sccond cylindre et dont l'au-
tre extrérnité repose sur le siège ~0 du clapet 39. Ce ressort est légcrement
comprimé de manière à toujours ramener la tte de soupape 32 au contact de
son sicge 31.
Llouverture 24 de la paroi tellninale sera avantageusement pratiquée
dans le fond de l'évidem ent 36. Le distributeur à deux positions 27 est adapté
à mettre la canalisation 26 en communication alternativement avec une source
30 de fluide sous pression 38 placée sur un na~ire, ou encore, par exemple, suF
~13~
une installation tractée en immersion par ledit navi re, et avcc le nlilieu ex-
té rieur dans l equel e st imm er gé l e d i spo si tiI.
Selon le mode de réalisation choisi, les cylindres lO et 17
sont réalisés en un seul bloc, m2is on yeut les remplacer par deux cylindres
comportant chacun une paroi terminale, ces deux cylindres etant
rigidement ~ixés entre eux.
Enfin, le dispositif peut avantageusement conlporter une pla-
que, non représentée sur les figures~réalisée~ en un matcriau amortisseur,
disposée entre les deux éléments mobiles pour amortir un peu le choc produit
lO au moment de leur rencontre.
Le dispositif fonctionne de la manicre suivante:
Les deux éléments mobiles l et 2 étant en position de rappro-
chement (fig. 2), le distributeur 27 esl actionné pour envoyer de l~eau sous
pression par lc canal 26 dans le premier compartiment 18 du second cylin(lre
l7 et par le canal 34 dans le c~lindre lO,
La pression de l'eau s'exerce sur la tête de souyape 32 et sur
llextrémit6 de la tige de soupape 28 en y exerçant des forces opposées, mais
comme la surface de la tête de soupape 32 est supérieure a celle de l'extré-
mité de la tige 28, la force qui s'exerce sur la tête de soupape 32 est égale-
20 ment sup!érieure à celle qui s'exerce sur l'extrémité de la tige 28, ce qui apour effet de plaquer la tete de soupape 32 sur son siège 31, de na intenir la
tige 28 enfoncée dans l'ouverture 21, et, au moyen du joint 37, de clore cette
ouverture d'une fa,con etanche. La pression peut alors s'exercer sur le pis-
ton 13 provoquant l'écartement des éléments mobiles l et 2 (fig, 3).
Lorsqu'on veut déclencher le dispositif, on inverse lc distri-
buteur 27 pour mettre en communication avec le milieu extérieur à basse
pression le cornpartiment 18, ce qui, gr~ce à la présence du clapet anti-retour
39 y fait brutalement baisser la pression, donc réduit la force qui s'exerce
sur la tete de soupapc 32, cette force devenant alors inférieure à celle appli-
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quée à l'extrémité de la tige 23. La tête de soupape 32 slécarte alors de sonsiège et la pression s'é~alise dans les compart:iments 18 et 19. La force qui
s'exerce sur la tête de soupape 32 devient alors nulle, ce qui accélère
le mouvement de la soupape vers le fond 25 du cylindre 17 et
ouvre ainsi l'ouverture 21.
La pression dans le cylindre 10 s'égalise alors avec celle du
milieu extérieur et la force que la pression hydrostatique exerce sur les elé-
ments mobales l et 2 n'est plus équilibrée par la poussée du piston 13. Les
éléments mobiles se rapprochent alors brutalement en rcpoussant ledit pis-
10 ton qui chasse l~eau du cylindre 10 vers le milieu extérieur par l~ouverture
23.
~ u moment de l'impact des deu~ éléments mobilcs, une orlde
sonore intellse est engendrée.
