СКВАЖИННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ПРИБОР Российский патент 2004 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к области скважинной сейсморазведки. Его можно использовать при проведении работ методом вертикального сейсмического профилирования (ВСП), а также методом обращенного годографа (МОГ).

При ВСП и МОГ одним из основных условий получения качественных результатов является надежный механический контакт скважинного прибора со стенкой скважины, при котором исключается искажающее влияние на сейсмическую запись таких помех, как кабельные волны и резонансные механические колебания. При нежестком контакте скважинного прибора со стенкой скважины имеют место проскальзывание прибора относительно стенки скважины в процессе приема упругих колебаний, а также вращательные колебания относительно линии касания корпуса прибора со стенкой скважины. Когда недостаточно велика жесткость прижимного устройства, могут наблюдаться одновременно как проскальзывание, так и паразитные резонансные продольные и вращательные колебания, причем последние наиболее ощутимы на записях горизонтальных сейсмоприемников при трехкомпонентных наблюдениях.

Известен скважинный сейсмический прибор (см. статью: Воронин Ю.А. и Жадин В. В. О частотных искажениях сейсмического сигнала при регистрации трехкомпонентным скважинным сейсмоприемником. // Геология и геофизика. - 1964. - 3. - С.154-156), содержащий прижимной элемент нежесткого типа, а также две жестко прикрепленные к прибору опоры, через которые он прижат к стенке скважины. Наличие в приборе двух опор, разнесенных по окружности зонда, устраняет резонансный характер искажений сейсмической записи, вызванных вращательными колебаниями скважинного прибора в горизонтальной плоскости.

Основным недостатком известного прибора является нерациональное увеличение его диаметра за счет жестко прикрепленных к нему наружных опор, затрудняющих прохождение прибора в скважинах малого диаметра. Кроме того, нежесткий контакт со средой в известном устройстве не избавляет от помех, связанных с паразитными резонансными колебаниями прибора в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Известна система стабилизации вертикально развертываемых сейсмоприемников для работы в обсаженных скважинах (заявка 98112232 RU Публ. 10.03.2000 г. МКл G 01 V 1/00).

В этом патенте описывается сейсмический прибор с прижимным рычагом и отдельными остроконечными стабилизирующими опорами, установленными на корпусе прибора.

В другом варианте представлен сейсмический прибор с асимметричной, тороидальной манжетой, имеющей плоскую сторону, расположенную диаметрально противоположно относительно прижимного рычага.

Первый вариант исполнения прибора с остроконечными опорами не позволяет проводить работы в необсаженных скважинах, поскольку остроконечные опоры при прохождении прибора в скважине могут создавать аварийную ситуацию.

Что касается прибора с тороидальной манжетой, то манжета значительно увеличивает сечение прибора в месте ее крепления, тем самым уменьшает проходное сечение между стенкой скважины и прибором и затрудняет прохождение последнего по скважине.

Предлагаемый скважинный прибор, оснащенный стабилизирующими элементами, позволяет проводить сейсмические исследования как в обсаженных, так и необсаженных скважинах.

В заявляемом скважинном сейсмическом приборе, содержащем корпус для размещения приемников колебаний и блока электроники, стабилизирующие элементы и прижимной рычаг, расположенный диаметрально противоположно этим элементам, стабилизирующие элементы выполнены в виде охватывающих корпус прибора тонкостенных разрезных втулок с выступами (ребрами), разнесенными по окружности втулок с углом между ними 80-85^o, и установленных на противоположных концах прибора. Причем выступы имеют обтекаемую форму и выполнены удлиненными вдоль оси прибора, сама втулка снабжена узлом крепления ее на корпусе прибора, а узел крепления может быть расположен диаметрально противоположно между двумя выступами или непосредственно в одном из выступов.

На фиг. 1 схематично изображен скважинный прибор в прижатом к стенке скважины состоянии со стабилизирующими элементами, узлы крепления которых расположены диаметрально противоположно между выступами; на фиг.2 - разрез А-А. На фиг.3 изображена часть скважинного прибора со стабилизирующим элементом, узел крепления которого расположен в одном из выступов; на фиг.4 дан вид этого прибора сверху.

Скважинный прибор содержит корпус 1 и размещенные в нем электродвигатель 2, редуктор 3 с подшипниками 4, ходовой винт 5, силовой шток 6, взаимодействующий через штифт 7 с прижимным рычагом 8 с осью вращения 9, а также контейнер 10 с помещенными в нем приемником колебания 11, блоком электроники 12. Стабилизирующие элементы 13 и 14 установлены на корпусе 1.

Стабилизирующие элементы 13 и 14 выполнены в виде охватывающих корпус прибора тонкостенных разрезных втулок, благодаря чему практически не увеличивается сечение прибора. Они закреплены на противоположных концах прибора с помощью коротких винтов 15, стягивающих втулки. Стабилизирующие элементы имеют по два выступа 16 и 17, выполненные обтекаемой формы и удлиненными вдоль оси прибора, у которых длина в несколько раз превышает высоту выступа. Выступы разнесены по окружности втулок с углом между ними в пределах 80-85^o. Разнесение выступов на такой угол делает возможным изготовление стабилизирующих элементов самыми короткими по высоте, а следовательно, и с меньшими габаритами, что в свою очередь облегчает прохождение прибора по скважине, особенно при исследовании скважин малого диаметра. При этом наименьшие габариты стабилизирующего элемента достигаются при совмещении узла крепления с одним из его выступов 17.

Перед закреплением стабилизирующих элементов стяжными винтами 15 скважинный прибор устанавливается на ровную плоскость для выравнивания всех четырех выступов.

Представленный на чертеже скважинный прибор работает следующим образом.

Крутящий момент от электродвигателя 2 через редуктор 3 передается ходовому винту 5. Ходовой винт 5 при вращении ввинчивается в силовой шток 6 либо (при реверсировании электродвигателя 2) вывинчивается из него. Силовой шток 6 зафиксирован от вращательного движения коротким плечом рычага 8. Таким образом, вращательное движение ходового винта 5 преобразуется в поступательное движение силового штока 6, кинематически связанного с прижимным рычагом посредством штифта 7. Вследствие этого рычаг 8 прижимает прибор к стенке скважины или (при реверсе электродвигателя) освобождает прибор.

При прижиме прибора к стенке скважины последний контактирует со стенкой скважины (четырьмя) выступами 16 стабилизирующих элементов 13 (или выступами 17 стабилизирующих элементов 14 - при другом варианте исполнения).

Жесткий прижим и наличие стабилизирующих элементов предотвращает возникновение вращательных колебаний прибора при приеме сейсмических колебаний.

Стабилизирующие элементы приборов описанной конструкции технологичны в применении и монтаже (легко устанавливаются и снимаются с прибора), имеют небольшое поперечное сечение и габариты, хорошую обтекаемость и проходимость.

Экспериментальные исследования, проведенные в скважинах сейсмическими приборами, оснащенными такими элементами стабилизации, показали их высокую эффективность.

Использование: в скважинной сейсморазведке. Сущность изобретения: скважинный сейсмический прибор содержит корпус для размещения сейсмоприемников колебаний и блока электроники, стабилизирующие элементы, прижимной рычаг, расположенный диаметрально противоположно этим элементам. Стабилизирующие элементы выполнены в виде охватывающих корпус прибора тонкостенных разрезных и удлиненных вдоль оси прибора втулок с выступами обтекаемой формы. Втулки снабжены узлом крепления на корпусе прибора. Технический результат: предотвращение возникновения вращательных колебаний прибора и исключение искажающего влияния их на сейсмическую запись при проведении скважинной сейсморазведки как в обсаженных, так и в необсаженных скважинах. 2 з.п.ф-пы, 4 ил.

1. Скважинный сейсмический прибор, содержащий корпус для размещения сейсмоприемников и блока электроники, стабилизирующие элементы и прижимной рычаг, расположенный диаметрально противоположно этим элементам, отличающийся тем, что стабилизирующие элементы выполнены в виде охватывающих корпус прибора тонкостенных разрезных втулок с выступами, разнесенными по окружности втулок с углом между ними в пределах 80-85°, и установленных на противоположных концах прибора, причем выступы имеют обтекаемую форму и выполнены удлиненными вдоль оси прибора, а сама втулка снабжена узлом крепления ее на корпусе прибора.2. Скважинный сейсмический прибор по п.1, отличающийся тем, что узлы крепления расположены диаметрально противоположно между двумя выступами.3. Скважинный сейсмический прибор по п.1, отличающийся тем, что узлы крепления расположены непосредственно в одном из выступов.