Устройство для приема упругих колебаний Советский патент 1986 года по МПК G01V1/52 G01V1/16 

Изобретение относится к геофизической аппаратуре и может быть использовано для выполнения сейсмоакус тических измерений в наклонных и восстающих скважинах, пробуренных в горном массиве.

Цель изобретения - повышение эф- .фективности измерений в кавернозных скважинах путем улучшения контакта прибора со стенкой скважины.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - то же, разрез.

Устройство состоит из цилиндрической оболочки 1, выполненной из эластичного материала (резины, полиуретана и др.) и герметично закрепленной между двумя фланцами 2, чувствительной части - контейнера 3, с закрепленными в нем чувствительными элементами - преобразователями 4 сейсмоприемниками и продольной кон- тактной пластины 5, установленной на внешней поверхности оболочки 1 . вдоль ее образующей и жестко соединенной с контейнером 3, установленным внутри оболочки 1, а -также двух жестких планок 6, также установленных на внешней поверхности оболочки 1 противоположно относительно её оси и симметрично относительно пластины 5, которые жестко соединены между собой по крайней мере в двух точках щтоками 7, и воздушной магистрали 8, соединенной с верхним фланцем 2. Количество штоков 7 может быть более двух в зависимости от длины планок 6.

Устройство устанавливается в сква жине следующим образом.

Досылочным устройством (не показано) или трубчатыми штангами (шлангами) воздушной магистрали устройств размещаемся в заданной точке скважины 9. Воздушная магистраль соединяется с генератором давления, при помощи которого внутри оболочки 1 создается избыточное давление воздуха. Под действием внутреннего давления оболочка 1 раздувается, увеличивая свой диаметр. Увеличению диаметра в направлении штоков 7 препятствует жесткость токов, соединен- ньк с планками 6. Поэтому оболочка 1 имеет возможность деформироваться только в направлении, перпендикулярном штокам 7.

5

0

5

О

5

За счет того, чТо в одном направлении размер оболочки 1 фиксируется штоками 7 при деформации за счет внутреннего избыточного давления, форма оболочки изменяется, ее огибающая принимает форму, близкую к эллипсу. В направлении,, перпендикулярном штокам 7, размер оболочки увеличивается, и она прижимается к стенке скважины. Через пластину 5 контейнер 3 с преобразователями 4 прижимается к массиву горных пород.

Величина усилия прижатия пластины 5 к массиву контролируется величиной избыточного давления, создаваемого внутри оболочки по показаниям, например, манометра, установленного на. воздушной магистрали 8 (не показан) . Идентичность установки нескольких устройств определяется постоянством внутреннего давления в каждом из них, что определяется по показаниям указанных манометров.

При извлечении устройства из скважины .предварительно стравливается воздух из оболочки 1 за счет эластичности ее материала, упруго деформированного за счет избыточного внутреннего давления.

Если площадь сечения до деформации оболочки (площадь круга)

S 1HL

1 4

где D, - внешний диаметр оболочки, то принимая деформируемое сечение за эллипс. , площадь деформируемой оболочки

5

2 где а

8„

л

4

4в.ь.

0

5

размер штока, равный диаметру оболочки до деформации (величина малой оси эллипса) b - изменяющийся: размер оболочки при деформации (величина большой оси эллипса). Предположим, что материал оболочки обеспечивает возможность упругой деформации на 10% (D 1,1D, D - - D, 0,1D) до появления остаточных деформаций. Тогда площадь сечения круга (без ограничений возможности расширения оболочки)

I .ТТР 7(1,10,) 1,211Трг 1444

Так как штоки препятствуют возможности деформации оболочки в одном

из направлений, то при заданной величине деформации (10%) и по условию

1,21ТТР ТТР, «Ь

5 4

Отсюда b - 1,21D .

Таким образом, ограничение штоком возможности деформации оболочки в одном направлении обеспечивает увеличение поперечного размера оболочки Bb-D 0,21D раз, т.е. в 2 раза больше по сравнению с увеличением поперечного размера без ограничения возможности деформации оболочки во всех направлениях (при отсутствии штока). Следовательно, данное устройство может применяться в скважина большего диаметра. Например, если материал известного устройства с диаметром оболочки 50 мм обеспечивает возможность увеличения диаметра оболочки на 10 мм (20%), т.е. его установку в скважинах 60 мм, предлагаемое устройство с использованием того же материала с такой же степенью его деформации обеспечивает возможность увеличения поперечного размера оболочки на 44%, т.е. возможность

его установки в скважинах диаметром 72 мм.

Формула изобретения

Устройство для приема упругих ко- лебаний содержащее пневмокамеру в виде цилиндрической оболочки из эластичного материала, герметично закрепленной между двумя фланцами, расположенный внутри оболочки контейнер с преобразователями и контактную пластину, продольно установленную на внешней поверхности цилиндрической оболочки вдоль ее образующей и жестко соединенную с контейнером, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности измерений в кавернозных скважинах путем улучшения контакта прибора со стенкой скважины, оно дополнительно снабжено двумя жесткими планками, неподвижно соединенными по крайней мере двумя размещенными внутри цилиндрической оболочки штоками,при этом планки установлены на внешней поверхности цилиндрической оболочки симметрично относительно контактной пластины и продольной оси цилиндри - ческой оболочки.

Изобретение относится к геофизической аппаратуре и может быть использовано для вьшолнения сейсмо- акустических измерений в наклонных и восстающих скважинах, пробуренных в горном массиве. Целью изобретения является повышение эффективности измерений в кавернозных скважинах путем улучшения контакта прибора со стенкой скважины. Цель достигается тем, что устройство для приема упругих колебаний дополнительно снабжено двумя жесткими планками которые неподвижно соединены по крайней мере двумя штоками. Штоки размещены вунтри цилиндрической оболочки. Планки установлены на внешней поверхности цилиндрической оболочки симметрично относительно контактной пластины и продольной оси цилиндрической оболочки. Ограничение штоком возможности деформации оболочки в одном из направлений обеспечивает увеличение по - перечного размера оболочки в 2 раза по сравнению с увеличением поперечного размера без ограничения возможности деформации оболочки во всех направлениях. Поэтому данное устройство может применяться в скважинах большого диаметра. 2 ил. с S (Л с ю 00 4 4

Фиг. 2

Редактор И.Горная

Составитель Н.Журавлева

Техред Л.ОлейникКорректор Г.Решетник

Заказ 6830/42Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4