СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ТРАНЗИТНЫХ ЗОНАХ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК G01V1/38 

Изобретение относится к области сейсморазведки месторождений нефти и газа и может быть использовано при исследованиях в переходных (транзитных) зонах.

Поиск углеводородов в транзитных зонах - актуальная задача на сегодняшний день. Транзитные зоны являются труднодоступными территориями для проведения сейсмических исследований, но, несмотря на труднодоступность освоения, не менее перспективными.

В известных способах в пределах суши возбуждение сейсмических колебаний проводится взрывами зарядов тротила в скважинах или различными вибраторами, размещенными на поверхности.

Известен способ по патенту РФ №2369882 «Способ сейсмической разведки», состоящий в том, что возбуждение колебаний осуществляют зарядами взрывчатого вещества весом до 0,1 кг, размещаемыми в скважинах глубиной на 3-10 м ниже дна водоема, доставленными через полые шнеки.

Со всеми очевидными достоинствами этого решения стоит все-таки отметить, что взрывчатое вещество, которое используется при проведении работ, наносит вред экологии района исследований, так как содержит в себе ядовитые вещества. А также использование взрывчатых веществ затрудняют специальная подготовка персонала, хранение и перевозка. Немаловажным недостатком является возможность только одного излучения в скважине. В случае несрабатывания заряда, а так же неудачной записи необходимо готовить скважину для заряда для повторной отработки. Утилизация несработавших зарядов тоже является проблемой.

Также известен способ скважинной сейсморазведки, описанный в статье «Импульсно-волновые технологии с использованием газодинамических источников ударных волн» (Г.В. Крылов, проф., д.т.н., А.А. Болотов, к.ф-м.н. (ООО «ТюменНИИгипрогаз») г. Тюмень, Россия) и патенте РФ №2306411 «Газодинамический источник сейсмических колебаний», где источник погружают в скважину и путем дистанционного подрыва газовой смеси создают сейсмические колебания.

Однако недостатком данного изобретения также являются опасные газовые смеси, работа с которыми требует специальной подготовки и является опасным производственным объектом, что влечет за собой дополнительные затраты на подготовку специалистов, хранение и доставку газовой смеси и т.д.

Совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков заявляемого изобретения, присуща известному способу и устройству, описанному в статье «Технология сейсморазведки в прибрежных зонах» (авторы: С.А. Жгенти, Б.В. Запорожец, ООО «СИ Технолоджи Инструмент»), где пневмоисточник возбуждения сейсмосигналов помещают в шенковую буровую штангу и погружают в скважину, а устройство содержит источник сжатого воздуха и шнековую буровую установку, смонтированную на амфибийном вездеходе БАЗ.

Недостатком данного решения является то, что источник сейсмических сигналов, находящийся внутри полого шнека, не имеет достаточного объема гидросреды для получения оптимального излучения сейсмического сигнала. Также мощные источники могут повреждать шнек, что требует периодической замены рабочего органа шнека, а заглубление источника производится только на глубину длинны шнека.

Задачей заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей при эксплуатации и обслуживании устройства, а также скорость, качество и экологическая безопасность проведения сейсмических исследований в зонах, ранее не доступных для ведения любых сейсморазведочных работ, что открывает огромные экономические перспективы по освоению этих районов.

Технический результат изобретения достигается тем, что способ проведения сейсмических исследований в транзитных зонах, включающий бурение скважины и погружение в скважину пневмоисточника возбуждения сейсмосигналов, расположенного внутри шнековой буровой штанги, отличается тем, что пневмоисточник в подготовленную скважину подается посредством штанги задавливателя с максимальной силой давления на штангу до 3000 кгс (регулируемая), причем пневмоисточник непосредственно закреплен на штанге задавливателя. Устройство для осуществления способа, содержащее машину-амфибию, буровую шнековую установку и пневмоисточник, отличающееся тем, что буровая шнековая установка представляет собой единую конструкцию с узлом задавливателя пневмоисточника, расположенным на лафете на подвижном основании.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на фиг. 1 изображен вид устройства сбоку, а на фиг. 2 представлен общий вид устройства, где 10 - единая конструкция буровой установки с узлом задавливателя, 11 - пневмоисточник.

Узел задавливания гидравлический - 4 (Фиг. 1). Основными компонентами узла являются гидромотор с зубчатой шестерней и штангой задавливателя с пневмоисточником - 1, с закрепленной на ней зубчатой рейкой, посредством которого происходит задавливание штанги. Также установлены два гидрозахвата - 2. Один используется для фиксации штанги во время излучения, так как при подрыве динамические нагрузки большие и могут вытолкнуть пневмоисточник из скважины. Второй захват фиксирует штангу во время движения вездехода в верхнем положении. Усилие задавливания и извлечения штанги составляет 3000 кгс (регулируемое). Дополнительно количество узлов задавливателя и подготовки скважины можно увеличивать.

Лафет - 3 имеет двухстороннюю конструкцию, с одной стороны смонтирован подвижный вращатель, перемещающийся по направляющим при помощи цепного привода (ход вращателя 3000 мм), с противоположной стороны установлен узел задавливателя, состоящий из штанги с зубчатой рейкой и гидромотора с зубчатой шестерней, посредством вращения которого происходит задавливание штанги, перемещая ее вертикально по лафету. Также на устройстве смонтирована лебедка - 5 для вспомогательных операций грузоподъемностью 500 кг. Лафет является подвижным и перемещается по основанию с направляющими при помощи гидроцилиндра для чередования операций бурения и задавливания.

Узел привода подачи вращателя - 6 - это гидромотор, который посредством цепного привода осуществляет подачу шнековой буровой штанги.

Вращатель - 7 представляет из себя редуктор с гидромотором и имеет два режима работы при следующих характеристиках:

режим №1: 2100 Н*м, 60 об/мин,

режим №2: 1050 Н*м, 120 об/мин.

Вращатель оснащен элеватором для спуско-подъемных операций. Усилие на забой/подъем не менее 3 тонн.

Пульт управления устройством - 8 включает в себя распределители, предохранительные клапаны, регуляторы расхода гидравлической жидкости, манометры. Также на пульте расположен рычаг управления дроссельной заслонкой, панель приборов двигателя, кнопка аварийной остановки.

Станция гидравлическая - 9, в качестве привода гидравлической станции использован дизельный двигатель воздушного охлаждения Д-144 (ВМТЗ). На базовый ДВС смонтирована группа шестеренных насосов серии «Мастер». Также в состав гидравлической станции входят: бак гидравлический объемом 80 литров, бак топливный, группа напорных фильтров. Управление и контроль осуществляется с пульта управления устройства.

Работа заявленного изобретения осуществляется следующим образом.

Устройство подходит в заданную точку по сигналу GPS. Мачта шнековой буровой установки установлена в положение - бурение. Проводится предварительное бурение скважины на глубину, определенную техническим заданием, тем самым извлекая и разрыхляя грунт для последующего задавливания пневмоисточника. Далее производится подъем шнека в исходное положение и посредством гидропривода мачта на место шнека устанавливает штангу задавливателя с установленным на ней пневмоисточником, подведенными к ней воздушными магистралями и электромагистралями для управления и контроля работы пневмоисточника. Пневмоисточник уникальной формы был специально изготовлен для этого устройства компанией Bolt Corporation, США.

Узел задавливателя подает пневмоисточник в скважину с контролируемым усилием до 3000 кгс, что обеспечивает точную подачу пневмоисточника на заданную глубину. После чего производится излучение сейсмического сигнала (в отличие от взрывчатого вещества излучение сигнала можно проводить неоднократно). Далее штанга задавливателя возвращается в исходное положение и мачта также возвращается в исходное положение, уступает место для бурового шнека. Далее устройство продолжает движение к следующей точке.

Применение устройства.

Устройство уже работает в лиманно-плавневых зонах побережья Азовского моря, используя конструкцию из двух забуривающих устройств с узлами задавливания. В условиях полной непроходимости для обычных плавающих вездеходов и плавсредств устройство участвует в технологическом процессе реального контракта с компанией ООО «ПриазовНефть» по проведению сейсморазведочных работ. Производительность устройства за один рабочий цикл (подготовка скважины, задавливание источника, излучение сигнала, переезд к следующему пункту излучения) составляет 7 минут. Скорость работы уникальна. На данный момент не известно способов, которые могли бы хоть как-то приблизиться по производительности к данному устройству, работающих в условиях полной непроходимости. Качество получаемого сейсмического материала постоянно контролируется как геофизиками ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», так и специалистами заказчика.

Таким образом, использование заявляемого изобретения обеспечивает расширение функциональных возможностей при эксплуатации и обслуживании устройства, а также скорость, качество и экологическую безопасность проведения сейсмических исследований в зонах, ранее не доступных для ведения любых сейсморазведочных работ.

Изобретение относится к области сейсморазведки месторождений нефти и газа и может быть использовано при исследованиях в переходных (транзитных) зонах. Предложенный способ включает бурение скважины и погружение в скважину пневмоисточника возбуждения сейсмосигналов, расположенного внутри шнековой буровой штанги. Пневмоисточник в подготовленную скважину подается посредством штанги задавливателя с максимальной силой давления на штангу до 3000 кгс (регулируемая). Причем пневмоисточник непосредственно закреплен на штанге задавливателя. Также заявлено устройство, содержащее машину-амфибию, буровую шнековую установку и пневмоисточник. Буровая шнековая установка представляет собой единую конструкцию с узлом задавливателя пневмоисточника, расположенным на лафете на подвижном основании. Технический результат - расширение функциональных возможностей при эксплуатации и обслуживании устройства, а также скорость, качество и экологическая безопасность проведения сейсмических исследований в зонах, ранее не доступных для ведения любых сейсморазведочных работ. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ проведения сейсмических исследований в транзитных зонах, включающий бурение скважины и погружение в скважину пневмоисточника возбуждения сейсмосигналов, расположенного внутри шнековой буровой штанги, отличающийся тем, что пневмоисточник в подготовленную скважину подается посредством штанги задавливателя с максимальной силой давления на штангу до 3000 кгс (регулируемая), причем пневмоисточник непосредственно закреплен на штанге задавливателя.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее машину-амфибию, буровую шнековую установку и пневмоисточник, отличающееся тем, что буровая шнековая установка представляет собой единую конструкцию с узлом задавливателя пневмоисточника, расположенным на лафете на подвижном основании.