Скважинный сейсмоприемник Советский патент 1983 года по МПК E21B47/00 E21B47/18 G01V1/40 

СП

С

СП

со Изобретение относится к геофизической разведке месторождений полез ных ископаемых и может быть использовано для , выявления зон повьашенной трещик оватости, карстов и ослабленн зон при межскважйнном прозвучивании в твердых породах в инженерно-геоло гических изысканиях. Известен скважйнмый сейсмолтриемник давления, в котором в качестве чувствительного элемента ибпояьзова цилиндр из пьезокерамики. Датчик по мещен в герметичную камеру, згсйодненную маслом. Давление из г|сЬаяЕ8мы на чувствительный элемён передаетс через резиновую мембрану. СТальнрй корпус защищает контейнер от глийис того раствора fl. Недостатком приемника является его низкая чувствительность (5 лжВ/ а также ненадежность резинр06й мембраны в скважинных условиях, осо бенно при повышенных баро- и тердвррежимах.. Наиболее близким к изобретению является скважинный сейсмрприемник, состояний из чувствительнргр элемен та в виде набора nbesoKepaNBiyecKHX преобразователей, помещенных в стал ной KQpnyc-экран для подавления посторонних электрических прлей C2J Недостатком известного приеганика является низкая чувствительность что сказывается при работе с- источниками упругих колебаний иевэрывнрг типа, интенсивность KOTOpiax невелика. Кроме того, несмотря на том, что приемник наборный, длина егр менее половины длины врлны, т.е. он является точечным и воспринимает помехи типа гидроволн. В качестве второго электрода в этом приемнике использован корпус прибора, что зна чительно снижает эффект экранирования. Эти факторы обусловливают низ.кую помехозащищенность устройства. Целью изобретения является пОвышение чувствительности и помехозащищенности сейсмоприемника. Поставленная цель достигается тем, что скважинный сейсмоприемник, состоящий из корпуса и размещенного в нем чувствительного элемента в ви де группы соединенных последователь но пьезокерамических преобразователей , снабжен эластичной оболочкой, заполненной масляным компенсатором внешнего давления, при этом чувствительный элемент снабжен внутренним электрическим экраном и помещен в полость эластичной оболочки, длину чувствительного элемента определяют из соотношения 2 V/f , где V - скорость продольных волн в сква жинной жидкос и; f - рабочая частота излучателя. При этом внутренний экран выполнен из медной фольги, а корпус сейсмоприемника - внешний экран из перфорированной стали. На чертеже представлена конструкция сейсмоприемника. Чувствительный элемент представляет собой группу из 40 пьезокерамических преобразователей 1 цилиндрической формы, образующих 20 пьезоэлементов, каждый из которых состоит из двух пьезокерамических цилиндров, соединенных электрически параллельно и приклеенных к шайбе-изолятору, которая .механически соединена с внутренним электрическим экраном 2, окружающим чувствительными элемент. Такая конструкция, обеспечивает компенсацию помех, Iсвязанных с вертикальными колебаниями зонда в скважине. Межда собой отдельные пьезоэлементы соединены электрически последовательно для повышения ЭДС сигнгша на выходе преобразователя, а один из. электродов нижнего преобразователя припаян к электрическому экрану 2. Чувствительный элемент с внутренним экраном 2 помещен в эластичньШ маслостойкий контейнер 3, изготовленный из фторопластовой трубки и. наполненный маслом 4, служащим для компенсации внешнего давления. Стальной перфорированный охранный корпус 5 предохраняет сейсмоприемник от механических повреждений. Через изолятор 6 вывод первого электрода чувствительного элемента, в качестве которого используется серебряное покрытие пьезоцилиндра, соединен с усилителем. В качестве второго элект рода используется электрический экран 2. Устройство работает след5тощим образом. На )тажном кабеле опускают приемник давления в скважину, заполнейную буровым растворе или водой. Возбуждают упругие крлебания в другой скважине при межскважинном прозвучивании (на поверхности земли или в водоеме при проведении сейсмических исследований, сейсмокаротаже или вертикальном сейсмическом профи- . лнрРвании). Упругие импульсы, возбуждаемые с помощью взрывов или источников невзрывного типа, вызывают колебания стенки скважины и создают импульсы давления в сквйжинной жидкости. Через корпус 5 приемника, выполненный из перфорированной стали, и эластичную оболочку 3 импульсы давления проходят к чувствительным элемента - 1, где преобразуются в электрические сигналы. Усиленные электрические сигналы по Кабелю передаются в регистрирующие наземные устройства. Ввиду того, что приемник выполнен распределенным, т.е. его длина

м, а для излучателя с частотой кГц и скоростью распространения колебаний V-1450 м/с это значение превышает длину волны воспринимаемых колебаний (/t V/f), обеспечивается значительное повышение чувствительности приемника и эффективная защита его от влияния гидроволн.

Одновременно двойное экранирование чувствительных элементов внутренним экраном из медной, фольги, позволяющим предохранить приемник

от внешних электрических полей, и , ВН011НИМ экраном из перфорированной стали, улучшающим проникновение волн к чувствительным элементам, также позволяет увеличить чувствительность и помехозащищенность сейсмоприемника.

Проведённые испытгшия показали, что чувствительность распределенного сейсмоприемника составляет 700 мкВ/Па 10 что в несколько раз превмаает чувствительность известных устройств.

Л tf/itfme fo

1. СКВАЖИННЫЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК, состоящий из корпуса и размещенного в нем чувствительного злемента в виде группы соединенных последовательно пьеэокерамических преобразователей, отличающийс я тем, что, с целью увеличения чувствительности и помехозащищенности, он снабжен эластичной оболочкой, заполненной масляным компенсатором внешнего давления, при этом чувствительный элемент снабжен внутренним эле трическим экраном и помещен в полость зластичной оболочки, длину чувствительного элемента е определяют из соотношения , где У - скорость продольных волн в . жинной жидкости; - рабочая частота излучателя. 2. Сейсмоприемник по п. 1, от(Л личающийся тем, что внутренний экран выполнен из медной фольги, а корпус сейсмоприемника - внеш:ййй экран из перфорированной стали.