СКВАЖИННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ЗОНД "СПАН-8" Российский патент 2015 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к области знаний о колебательном движении и может быть использовано для регистрации в скважинах сейсмических колебаний, распространяющихся в горных породах при проведении работ методами скважинной сейсморазведки.

Для регистрации колебаний в скважинах известен скважинный сейсмический зонд (RU пат. 2305299 C2 G01V 1/52 2006.01), разделенный на два или более модулей: первый модуль - силовой, а второй и последующие - приемные. Силовой и приемные модули размещаются в отдельных корпусах. Корпуса модулей силового и всех приемных должны соединяться между собой прочным гибким тросом, линией электрической связи и шлангом высокого давления.

В корпусе силового модуля размещается электропривод, винтопара и нагнетательный поршень, а также электронный блок.

В каждом приемном модуле размещаются датчики и два исполнительных (нижний и верхний) поршня, к которым шарнирно закрепляются прижимные рычаги. Пространство между исполнительными поршнями должно быть заполнено несжимаемой жидкостью. Закрепление корпуса приемного модуля в скважине производится при раскрытии прижимных рычагов и жестком прижиме их своими концами к стенке скважины на двух уровнях. При этом корпус приемного модуля установится по оси скважины.

К недостаткам такого зонда следует отнести сложность конструкции за счет использования электродвигателя, винтопары и шлангов высокого давления и, соответственно, снижение надежности конструкции и повышение стоимости зонда.

Известен зонд, описанный в журнале First break том 23, октябрь 2004 в статье «High resolution 3D seismic imaging using 3C data from large downhole seismic arrays», авторы Bjorn Paulsson, Martin Karrenbach и др.

Данный зонд содержит приемные модули, соединенные в приемную расстановку (аналогичен сейсмической косе), опускается в скважину с насосно-компрессорной колонной. Прижатие модулей зонда к стенке скважины достигается посредством создания давления во вкладыше, располагаемом в этой же колоне между приемными модулями и стенкой колонны.

Достоинство такого зонда в том, что он может содержать большое количество приемных модулей.

Главным недостатком такого зонда является одностороннее нежесткое прижатие приемных модулей к стенке скважины. Нежесткий контакт приемных модулей при одностороннем прижатии их к стенке скважины существенно искажает регистрируемые сейсмические сигналы, т.е. снижает качество получаемой информации.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества получаемой информации.

Для достижения этой цели необходимо обеспечить жесткий контакт сейсмоприемников со стенкой скважины, располагая их по оси скважины посредством прижимных рычагов.

Заявителю не известны технические решения, отличающие заявляемое решение от прототипа, поэтому можно сделать вывод о соответствии его критерию "Новизна" и "Изобретательский уровень. Схематичное изображение предлагаемого модуля скважинного сейсмического зонда приведено на рис.1.

Модуль содержит корпус 1, в котором размещается верхняя камера 2, соединяемая с внешней по отношению к корпусу модуля средой; верхний поршень 3, через который проходит канал 4 для протягивания линии связи; верхние прижимные рычаги 5, механически связанные одним концом с верхним поршнем и имеющие на концах вращающиеся ролики 6, снабженные тормозным механизмом; блок датчиков 7; нижняя камера 8, соединяемая с внешней по отношению к корпусу модуля средой; нижний поршень 9, через который проходит канал 10 для протягивания линии связи; верхние прижимные рычаги 11, механически связанные одним концом с нижним поршнем и имеющие на других концах вращающиеся ролики 12.

Устройство работает следующим образом. Перед спуском прибора в скважину прижимные рычаги 5 и 11 должны быть сложены вдоль корпуса модуля, чтобы не препятствовать спуску зонда в скважину, и закреплены защелкой. При этом поршни 3 и 9 будут занимать крайнее верхнее положение. После спуска зонда в скважину на задаваемую глубину по сигналу оператора защелки освобождают прижимные рычаги и под давлением скважинной жидкости, поступающей в верхнюю камеру 2 и нижнюю камеру 8, поршни 3 и 9 будут перемещаться вниз, раскрывая при этом прижимные рычаги 5 и 11 до упора их своими концами в стенку скважины. Далее оператор включает устройство (тормоз), препятствующее качению роликов по стенке скважины, при этом модуль зонда жестко прижимается к стенке скважины. Затем производится возбуждение колебаний и регистрация их сейсмоприемниками, установленными в блоке 7. После окончания регистрации колебаний оператором подается команда на растормаживание роликов, и зонд перемещают для регистрации колебаний в следующей точке и далее цикл работ повторяется: в новой точке ролики фиксируются, производится возбуждение и прием колебаний, затем ролики растормаживаются и зонд перемещается в новую точку и т.д.

Таким образом, предлагаемая конструкция модуля сейсмического зонда, не содержащая электродвигатели, винтопары, упрощает конструкцию, снижает вес модуля и при этом обеспечивает устойчивую фиксацию зонда по центру скважины, что способствует повышению качества получаемой информацию.

Надежная конструкция и простота реализации обеспечивают ее эффективную применимость в промышленности.

Использование: относится к области геофизики и может быть использовано для регистрации волновых процессов в вертикальных и наклонных скважинах при сейсмическом профилировании. Зонд состоит из модулей, в которых размещаются поршни, пространство над которыми сообщается с внешней по отношению к корпусу модуля средой. Под действием давления скважинной жидкости поршни перемещаются, раскрывая прижимные рычаги, обеспечивая жесткий контакт прибора со стенкой скважины. Технический результат - повышение качества регистрируемой информации и безопасности работ при регистрации сейсмических колебаний в обсаженных и не обсаженных скважинах. 1 ил.

Скважинный сейсмический зонд, содержащий приемные модули, соединенные в приемную расстановку, контакт которых со стенкой скважины осуществляется посредством создания внешнего давления во вкладыше, расположенном в этой же колоне между приемными модулями и стенкой колонны, отличающийся тем, что жесткий контакт приемных модулей со стенкой скважины производится посредством прижимных рычагов, механически связанных с верхним и нижним поршнями и перемещаемых за счет давления, создаваемого скважинной жидкостью в верхней и нижней камерах, сообщающихся с внешней средой.