Устройство для возбуждения упругих колебаний в скважине Советский патент 1987 года по МПК G01V1/147 

денных в кавернозных породах, В устройство, содержаЕ1ее корпус 1, распорный элемент 12 со штоком 5, контак.т- ные элементы 13 и две пружины 9, 10, введен дополнительньй управляющий шток 7, головка 8 которого может взаимодействовать с падг1юш;им гру1

Изобретение относится к устройствам для возбуждения упругих колебаний в горных породах и может быть использовано в скважинной геофизике например, при выполнении сейсмоакус тического просвечивания.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной наделсности устройства при ра.боте в необсаженных скважинах, пройденных в кавернозных породах.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в исходном состоянии общий ВИД; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 устройство в рабочем состоянии.

Устройство для возбуждения упругих колебаний в скважине (фиг. 1) содержит.корпус 1, выполненный в виде двух цилиндров, в месте соединения которых размещен буртик 2 с установленными в нем приводом 3 и падающим грузом 4, шток 5, возвратный шток 6, управляюащй шток 7 с головкой 8, пружины 9 и 10, шайбу 11, распорный элемент 12J контактные элементы 13, фиксатор, выполненный в риде стакана 14, и опорную плиту 15. В верхнем цилиндре корпуса 1 помещены верхняя часть штока 5 с головкой 16 и углублением 17 и пружина 9, установленная на штоке 5 с возможностью взаимодействия со штоком 5 через головку 16 и буртиком 2. Б нижнем цилиндре корпуса 1 выполнены окна 18, в которые помещены контактные элементы 13, имеющие с наружной .стороны конусообразные зубья 19. Шток 5 жестко скреплен с распорным элементом 12, Возвратный шток 6 верхним торцом жестко прикреплен к распорному элементу 12, а нижним - к опорной плите 15, Пружина 10 установзом 4. Другой конец управляющего штока соединен со стаканом 14, в который входят распорные элементы 13. Устройство обеспечивает возбуждение упругих колебаний в среде в необсаженной скважине без опасности заклинивания распорных элементов. 3 ил.

лена на возвратном штоке 6 между . опорной плитой 15 и шайбой 11. Распорный элемент 12 выполнен в виде двустороннего клина с вершиной, направленной в сторону, противоположную месту крепления штока 5, и ус.та- .новлен с возможностью перемещения вдоль оси устройства по поверхности скольжения контактных элементов 13.На боковых поверхностях распорного элемента 12 вдоль поверхностей скольжения выполнены направляющие 20. Поверхность контактных элементов 13 по периферии

выполнена цилиндрической с радиусом закругления, соответствующим диаметру скважины. С внутренней стороны поверхность.контактных элементов 13 представляет собой наклонную плоскость, вдоль оси симметрии которой выполнены пазы 21 под направляющие 20 распорного элемента 12, Контактные элементы 13 установлены со стороны основания распорного элемент,

12 по направляющим 20 с возможностью перемещения вдоль последних и смеще ния перпендикулярно оси устройства. На нижней части контактных элементов 13 выполнена кольцевая проточка.

22, с которой взаимодействует верхней частью стакан 14, установленный с возможностью перемещения вниз вдоль оси устройства. Возвратный шток 6, опорная плита 15 и пружина 10 помещены в стакан 14. Управляющий шток 7 своей верхней частью с головкой -8 помещен в верхний цилиндр корпуса 1, а остальной частью - в осевое сквозное отверстие 23, вьтол-

ненное в штоке 5, распорном элементе 12, возвратном штоке б и опорной плите 15. Дно стакана 14 жестко соединено с нижним концом управляющего штока 7, Шайба 11 установлена с воз

можностью взаимодействия с контакт- ными элементами 13. Управляющий шток 7 помещен в осевое сквозное отверстие 23 с возможностью осевого перемещения. Головка 8 управляющего штока 7 установлена в верхнем цилинд ре корпуса 1 с возможностью взаимодействия с падающим грузом 4 и разме щена в углублении 17 штока 5. Устрой ство прикрепляют к кабелго 24.

В исходном положении (фиг. 1 и 2) шток 5 поддерживается пружиной 9. Контактные элементы 13 сдвинуты по направляющим 20 в сторону опорной плиты 15 и зафиксированы в этом поло женин стаканом 14, что соответствует минимальному поперечному габариту устройства. Падшощий груз 4 поднят в крайнее верхнее положение. Пружина 10 находится в сжатом состоянии, так как усилия, передаваемые ею через шайбу 11 на контактные элементы 13, уравновешиваются силами реакции, действующими на контактные элементы

13со стороны стакана 14. Головка 8 управляющего штока 7 приподнята над головкой 16 штока 5.

Устройство работает следующим образом.

Устройство опускают на кабеле 24 в скважину на крайнюю нижнюю точку исследований. Включают привод 3 и освобождают падающий груз 4, который оказывает силово е воздействие на головку В управляющего штока 7. Последний перемещается в осевом сйвоз- ном отверстии 23 и передает силовое воздействие стакану 14. Последний срывается с проточки 22 контактных элементов 13 (фиг. 1). Освобожденные контактные элементы 13 под действием пружины 10 через шайбу 11 относительно опорной плиты 15 скользят вдоль направляющих 20 и пазов 21 (фиг. 1 и 2), смещаясь одновременно в направлении от осн устройства в окнах 18 корпуса 1. При этом головка 8 управляющего щтока 7 устанавливается в углублении 17 штока 5 и предотвращает падение стакана

14на дно корпуса 1. Вовзратный шток 6 обеспечивает перемещение распорного элемента 12 вниз. Контактные элементы 13 достигают конусообразными зубьями 19 стенок скважины и прижимаются в ним. Падающий груз 4, продолжая перемещение вниз после взаимодействия с головкой 8 управ10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ляющего штока 7, производит силовое воздействие на головку 16 штока 5, который перемещается вниз и смещает, соответственно, вниз распорный элемент 12. При этом происходит заклинивание контактных элементов 13 в заданной точке скважины с помощью конусообразных зубьев 19, а пружина 9 сжимается. Кабель 24 приспускают. Корпус 1 вместе с приводом 3 опускается, и пружина 9, сжатая между головкой 16 штока 5 и буртиком 2, освобождается. Буртик 2 устанавливается на верхнем торце распорного элемента 12 и обеспечивает массой корпуса 1 и привода 3 дополнительное заклинивание контактных элементов 13 в скважине (фиг. 3). Корпус 1 и привод 3 предохранены от силовых воздействий падающего груза 4 благодаря пружине 9. Устройство готово к работе. Проводят серию рабочих ударов падающим грузом 4 по головке 16

штока 5, возбуждая через последний, а также через распорньш элемент 12 и контактные элементы 13 упругие колебания в горных породах, окружающих скважину. Затем привод 3 выключают и подтягивают кабель 24. При этом корпус 1, перемещаясь вверх относительно всех других элементов и узлов устройства, буртиком 2 сжимает пружину 9, которая, воздействуя на головку 16 штока 5, увлекает его за собой. Распорный элемент 12 перемещается вверх, а так как на контактные элементы 13 продолжают действовать силы трения со стороны станок скважины, то они остаются на месте, поджатые пружиной 10, противодействующей сдвигу контактных элементов 13 к оси устройства. Смешение направляющих 20 относительно пазов 21 вызывает возникновение сил, стремящихся сдвинуть контактные элементы 13 к оси устройства. Рост этих сил вызывает перемещение контактных элементов 13 к оси и приводит к уменьшению поперечного габарита устройства. Опорная плита 15 под действием возвратного штока 6 смещается за распорным элементом 12 вверх и через пружину 10 и шайбу 11 воздействует на контактные элементы 13, предотвращая их падение на дно корпуса 1. Устройство перемещают вверх, устанавливают в новой точке исследований, проводят заклинивание контактных элемен топ lj аналогично описанному и повторн. ;1Т возбу -дение упругих колеОанйй i:i .горных пород.ах просвечивае.-;о1 О i-mccuue., .Koнycco i pasuije о ;;::;л 19 и; праиятствуют гк ремсщсии; ус1 рокс1 ва вверх и 1-;е позволяют смещать его вниз в сква- , жние,.,

После завериюния т с::сле,г,|;оваиий устройство извлекают из скважины.

Предлагаемое устройство обеспечивает возбулсдеиие упругих колебаний в среде в необсажениой скважине, пройдениой в к.11;ч ,;;;уцных нородах. Попадание уст роист;-; W каверну с noiiepc- r TbiJ:-n р;;з:;йрог-- 1:: ев1яа1аю1дмми по- перетукслй раз1.;ер устройства с максн- малтрЯо вьщвинутыми из зсорпуса контактными элементами, не вызывает заклнннвамия контактных элементов фиксатором, так как последний установлен ниже контактных элементов.

КОТОРЬЕ С выполнен КОр

ЦштиадрЫр jiVc, 5зго1ч: Л, с О дпим и тем же Бнеганнм диаметром, что исключает возможность аварий)ого заклинивания устройства при спуске. Кроме того,, предлагаемое устроЛстно по конструкции прои,е прототипа; ТУК исключены такие мелкие, и технологически сложно из:гo raвJJ.iiзae 0):e деталн5 как BfciCTynu и додолнн гнльные пазы.

20 установлены с возможностью перемещения перпендикулярно оси устройства .по направляющим itrm пазам распорного злемеь та, о т л и ч а го щ е е с я TeMj что, с .целью повьапения эксплу35 атадионной на,цежности при работе в необсаженных ск.важинах,, пройденных в

Ф о р .

и

Р е т е. н и

Устройство ,Ш1Я возбуждения гих колебаний в сква;«ипе, содержащее . корпус с размещенными .в нем приводом и падающим грузоМ; шток, возвратный шток, две . (аайбу, распорный и контактные эл.ем.;: птг..1, имеющие поверхности скольжении , 5доль которых выполнены направляноп1,ие и соответствующие пазы, фиксатор и опорную плиту, при этом корпус вы.гюлнен в виде двух щшиндроВр в месте соединения которых размещен бурт.иКэ в

ка.вернозньсх породах, оно снабжено управляющим штоком с головкой, помещенным с возможностью осевого переме- как из него 30 щения в осевое сквозное отверстие,- выпо.лненное в штоке, распорном эле- иенте возвратном штоке и опорной плите, а фиксатор выполнен в виде стакана, дно которого жестко соеди35 нено с нижним концом управляющего штока, при этом опорная плита, возвратный шток и пр; у1сина, помещены в стакан, установленный с возможностью взаимодействия верхней частью с про-.

40 точкой в нижней части контактных

элементов и осевого перемещения, головка с верхней частью управляющего што.ка помещена в верхн1-1й цилиндр с возможностью взаимодействия с па45 дающим грузом а в верхней части

штока выполнено углубление с возможностью размещения в нем головки управляющего штока.

верхнем цилиндре помещена верхн5гя част) штока и первая пружина, уста- яовленная с возможг-остью взаимодейС1 -ВИЯ со штоком и буртиком, Б Н11Жлек цилиндре выполнены окна, в кото- р;ле помещены KOirraKTHEjie элементы, имеющие с наружной стороны .конусообразные зубья, втоуая пру;«ина размещена опорной плитой и шайбой

на возвратном штоке, верхний торец которого жестко прикреплен к распорному элемеН З у, а ни;кний к опорной плите, шайба уста -ювлена с возможностью взаимодействия с контактными

элементами;, а шток жестко соединен с распорньм элементом, установлен- ггым с возможностью перемеще1 ия вдоль оси устройства по поверхностям скольжения контактных элементов, которые

установлены с возможностью перемещения перпендикулярно оси устройства .по направляющим itrm пазам распорного злемеь та, о т л и ч а го щ е е с я TeMj что, с .целью повьапения эксплуатадионной на,цежности при работе в необсаженных ск.важинах,, пройденных в

18

Редактор А.Лежнина

Составитель С.Кутаков Техред М.Ходанич

Заказ 3580/49

Тираж 730Подписное

ВНИШШ 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

Фи.г.3

Корректор А.Обручар

Изобретение относится к устрой- .ствам для возбуждения упругих колебаний в горных породах и может быть использовано в скважинной сейсморазведке, в частности при вьшолнении сейсмоакустического просвечивания. Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности при работе в необсаженных скважинах, прой(Л с: