Скважинный сейсмический прибор Советский патент 1984 года по МПК G01V1/52 

-vj

00 Изобретение относится к скважин цой сейсморазведке, и может быть использовано в промысловой геофизике при разработке скважинных приборов, содержащих прижимные устройства, предназначенные для обеспечения кон такта приборов со стенкой скважины на время измерений. При проведении в буровых скважинах работ методом вертикального сей мического профилирования (ВСП), а также методом обращенного годографа (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 сква;кины могут иметь место проскальзывания 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 про)адльные и вращательные колебания; причем последние наиболее ощутимы на записях горизонтальных сейсмоприемников при трехкомпонентных наблюдениях Известен скважинный сейсмический прибор, 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, вызваннык вращательными колебанкяьм скважинного прибора в горизонтальной плоскости i 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 ре зонансными колебаниями прибора в вертикальном и горизонтальном направлениях. При этом неуправляемость а приборе прижимного устройства привводит к излишним спуско-подъемным операциям на скважине Наиболее близким к иэобре ению является скважинный сейсми;ческий прибор; содержащий герметичный кор пус, электромеханический привод, XDдовой винт, силовой шток, оба конца которого находятся в герметизированных от внешнего давления камерах, и Прижймной рычаг, связанный с силовым штоком. В этом устройстве крутящий момент от электродвигателя передается через редуктор ходовому винту, который, вращаясь, ввинчивается в силовой шток или вывинчивается из него. Силовой шток зафиксирован от вращательного движения коротким плечом прижимного рычага. Вращение винта преобразуется в поступательное движение силового штока, а движение штока - в отклоняющее перемеш.ечие длинного плеча рычага. Путем реверсирования электродв-игателя можно в процессе обработки скважины прижимать прибор к стенке скважины или освобождать его „ Недостатком данного скважинного прибора является его незащищенность от паразитных вращательных колебаний, вызванных недостаточно большой величиной трения качения на контакте прибора со стенкой скважины, а недостаточно высокая надежность механического контакта прибора со стенкой скважины приводит к искажению сейсмической записи, особенно ощутимому при трехкомпонентных наблюдениях. Цель изобретения - повышение точности измерений путем увеличения надежности механического контакта прибора со стенкой скважины. Поставленная цель достигается тем, что в скважинном сейсмическом приборе, содержащем герметичный корпус, электромеханический привод, ходовой винт, силовой шток, оба конца которого находятся в герметизированных от внешнего давления камерах,и прижимной рычаг, связанный с силовым штоком, установлены дополнительный прижимной рычаг и коромысло, причем оси вращения обоих прижи1 1ных рычагов расположены на корпУ е скважинного прибора под углом в одной плоскости, перпендикулярной оси скважинного прибора, а короткие плечи рычагов связаны с концами коромысла, шарнирно прикрепленного к силовому штоку. 5гол между осями вращения прижимных рычагов предлагается быть равным 120, хотя возможны и иные углы, обеспечивающие несколько менее надежный контакт скважинного прибора со стенками скважины. На чертеже схематически показан предлагаемый скважинный сейсмический прибор. Прибор содержит корпус 1, короъшсгго 2, прижимные рычаги 3, ходовой винт 4, подшипники 5, редуктор 6, электродвигатель 7, герметизированные от внешнего давления камеры 8 и 9, силовой шток 10, ось 11 вращения коромысла, ось 12 вращения прижимного рычага (вторая ось на черте же не показана), уплотнительные резиновые кольца 13, контейнер 14 с сейсмоприемниками, Прибор работает следующим образо Крутящий момент от электродвигателя 7 передается через редуктор 6 ходовому винту 4, который при своем вращении ввинчивается в силовой што 10 либо (при реверсировании электро двигателя 7) вывинчивается из него. Силовой шток 10 зафиксирован от вра щательного движения коромыслом 2 и прижимными рычагами 3. Таким образом, крутящий момент ходового винта 4 преобразуется в поступательное дв жение силового штока 10, кинематиче ски связанного с прижимными рычагами 3. Вследствие этого прижимные ры аги 3 или прижимают прибор к стенке скважины, или при реверсе электродвигателя 7 освобождсцот прибор. Концевые участки силового штока находятся в герметизированных от внешнего давления камерах 8 и 9, по тому внешнее гидростатическое давле ние, воздействуя в одинаковой степени на уплотнительные резиновые кольца 13, находящиеся на обоих кон цах силового штока 10, уравновешивается и не оказывает никакого воздействия на другие связанные с сило вым щтоком 10 элементы управляемой прижимной системы сейсмического при бора. Герметизированные от внешнего давления камеры 8 и 9 могут сооб щаться одна с другой, т.е. являться единой камерой. При этом по соединяющему эти камеры каналу, проходящему, внутри корпуса 1, пропускают электрические провода к электродвигателю 7 и сейс1 1оприемникам, находя щимся в контейнере 14, Радиапьно-упорные подшипники 5 служат для жесткого фиксирования хо дового винта 4, предохраняя его от осевого перемещения, так что хбдовой винт 4 может совершать, лишь вра щательные движения. Коромысло 2 проходит насквозь через силовой шток 10 внутри выполненного в нем паза и крепится к силовому штоку пр помощи оси 11, Относительно оси 11 вращения коромысло способно совер-: шать колебательные.движения, за счет чего и достигается возможность дифференциальной работы каждого из прижимных рычагов 3. Оси 12 вращения прижимных рычагов 3 закреплены под углом , поэтому прижимные рычаги 3 развернуты по азимуту под таким же углом, При движении силового штока 10 вниз коромысло 2 давит вниз ни короткие плечи прижимных рычагов 3, заставляя концы их длинных плеч , отклоняться в стороны. Движение силового штока 10 вниз продолжается до тех пор, пока концы прижимных рычагов 3 не обеспечат жесткий прижим скважинного прибора к стенке скважины. Если стенка скважины не является круговым цилиндром, что чаще всего наблюдается в необсаженной скважине, то вначале прижмется к стенке скважины один из прижимных рычагов 3, а затем - другой прижимный рычаг, так как наличие коромысла 2 позволяет силовому штоку после прижатия одного из рычагов продолжить движение вниз, обеспечив тем, самым выдвижение конца другого рычага на большее удаление от скважинного прибора. Таким образом, жесткий прижим скважинного сейсмического прибора к стенке скважины всегда обеспечивается минимум в трех точках: две точки дают концы длинных плеч прижимных рычагов 3, и третью - образующая наружной поверхности корпуса 1, находящаяся между прижимными рычагами 3 на диаметрально противоположной стороне. При этом угол 120- между прижимными рычагами 3 обеспечивает наибольшую устойчивость системы в горизонтальной плоскости, что и препятствует возникновению паразитных вращательных колебаний данной механической системы. Оси 12 вращения прижимных рычагов 3 целесообразно расположить на уровне центра тяжести прибора, так как при этом момент сил тяжести, действующий на корпус скважинного прибора, сводится к нулю. Если технически это окажется осуществить трудно, то следует оси 12 вращения расположить выше центра тяжести прибора , За счет расположения осей вращения прижимных рычагов 3 выше центра тяжести скважинного прибора достигается положение устойчивого равновесия Прибора. Тем самым до минимума своится опасность собственных -колебаний скважинного прибора в тех случаях, когда из-за неровностей стенки скважины плотный контакт его корпуса со стенкой скважины не достигается. Контейнер 14 может содержать как вертикально ориентированные, так и многокомпонентные сейсмоприемники, Скважинный сейсмический прибор, может быть одним из приборов многоточечного зонда,хотя на чертеже с целью упрощения пок азан одноточечный зонд. Применение пред-пагаемого скважикного сейсмического прибора позволяет получать надежные результаты при проведении работ по высокоразрешающей скважинной сейсморазведке, особенно при трехкомпонентныХ наблюдениях на различных классах волн.

/J

СКВАЖИННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ПРИБОР, содержащий герметичный корпус, электромеханический привод, ходовой винт, силовой шток, оба конца которого находятся в герметизированных от внешнего давления камерах, и прижимной рычаг, связанный с силовым штоком, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем увеличения надежности механического контакта прибора со стенкой скважины, в нем установлены дополнительный прижимной рычаг и коромысло, причем оси вращения обоих прижимных рычагов расположены на корпусе скважинного прибора под углом в одной плоскости, перпендикулярной g оси скважинного прибора, а короткие (Л плечи рычагов связаны с концами коромысла, шарнирно прикрепленного к силовому штоку.

/f8