Скважинный излучатель упругих колебаний Советский патент 1990 года по МПК G01V1/153 G01V1/52 

Изобретение относится к сейсмо- . акустическим методам и может быть использовано при поисках скрытых рудных тел и других литологофизических неоднородноетей в межскважинном и околоскважинном пространстве путем

возбуждения упругих колебаний в скважинах, пройденных с поверхности, а также из горных выработок.

Целью изобретения является увеличение дальности прозвучивания за счет повышения мощности возбуждаемых колебаний, упрощение конструкции излучателя, исключения износа элементов излучения и стенок скважины.

На фиг. 1 схематично показан излучатель, размещенный в скважине; на фиг. 2 - вид А на Лиг . 1 } на Аиг.З - элемент возбуждения колебаний; на фиг.А - разрез Б-Б на фиг.З.

Излучатель состоит из цельнометал- лического пустотелого корпуса 1, например, цилиндрической формы, в окнах 2 которого закреплены в сменных вкладышах 3.1-3.2 элементы 4 возбуждения колебаний, (Лиг.2 и 3) выполненные в виде цилиндров, армированных твердосплавными вставками 5 (Лиг.З и 4), расположенными по образующим в шахматном порядке по отношению друг к другу (сЬиг.З). С помощью резьб 6.1 и 6.2, корпус 1 (Лиг.1) жестко соединен вверху с бурильной колонной 7 и внизу со стабилизатором-удлинителем 8, которые расположены между собой соос- но. Сменные вкладыши 3 заходят в корпус 1 и закреплены в корпусе 1 штиЪ- тами 9.

Элементы 4 возбуждения размещены равномерно (при минимальном количестве, равном трем, под углом 120° в плане, фиг.2) относительно оси 10 корпуса и разнесены между собой в осевом направлении по его образующей, Для исключения всплывания при работе излучателя, внутренняя полость корпуса 1 соединена с внешней средой с помощью отверстий 11. Корпус 1 установлен относительно бурильной колонны 7 эксцентрично с центриситетом, равным расстоянию между осями буриль- ной колонны 7 и стабилизатора-удлинителя 8 с одной стороны и оси 1 О корпуса 1 с другой (бщг.1 и 2).

Повышение скорости вращения излучателя сопровождается ростом амплитуды проходящих волн, что позволяет регулировать, в зависимости от расстояний между скважинами, интенсивность возбуждаемых колебаний.

Скважинный излучатель упругих колебаний работает следующим образом.

На дневной поверхности или в горной выработке (при подземном бурении) корпус 1 соединяют с бурильной колонной 7 и, путем ее наращивания, излучатель спускают в скважину на требуемую глубину залегания исследуемых пород (Лиг. 1 ) .

544

Возбуждение упругих колебаний в горных породах, окружающих скважину, осуществляют вращением бурильной колонны 7 буровым станком (не показано) с заданной угловой скоростью. При этом, эксцентричная часть корпуса 1 прижимается к стенке скважины. Твердосплавные вставки 5 элемента 4 возбуждения упругих колебаний, перекаQ0 5

Q ,Q

5

5

0

5

тываясь по стенке скважины, создают повторяющиеся динамические удары, интенсивность которых при постоянных конструктивных параметрах излучателя , определяется скоростью его вращения. Прием проходящих через массив упругих волн осуществляется на разных глубинах другой скважины или горной выработки, что позволяет судить о наличии рудных залежей, карста и других неоднородностей.

При этом максимальное воздействие на стенки скважины будет происходить со стороны элемента 4, эксцентриситет которого относительно оси бурильной колонны 7 и стабилизатора 8 максимален, однако за счет небольшой жесткости бурильной колонны 7 и невертикальности стенок реальной скважины со стенками скважины будут взаимодействовать и остальные элементы 4 возбуждения колебаний, посредством твердосплавных вставок 5, каждый на своей высоте по образующей корпуса 1, сводя тем самым до минимума разрушение стенок скважины и препятствуя повреждению корпуса 1 скважинного излучателя. Формула изобретения

1. Скважинный излучатель упругих колебаний, содержащий привод с валом и состоящий из наземной части и сква- жинной части, включающей корпус, в котором на оси параллельной оси привода установлен с возможностью выхода за пределы корпуса и вращения относительно оси по крайней мере один элемент возбуждения,v отличающийся тем, что, с целью увеличения дальности прозвучивания за счет повышения мощности возбуждаемых колебаний и упрощения конструкции излуна- теля, привод размещен в наземной его части и через вал кинематически связан с корпусом, а корпус выполнен в виде цилиндра, при этом ось корпуса эксцентрична оси вала и параллельна ей, а элемент возбуждения, выполненный в виде цилиндра, снабжен жестко

Изобретение относится к сейсмоакустическим методам и может быть использовано при поисках скрытых рудных тел и других литолого-физических неоднородностей в межскважинном и околоскважинном пространстве путем возбуждения упругих колебаний в скважинах, пройденных с дневной поверхности, а также из горных выработок. Цель изобретения - увеличение дальности прозвучивания за счет повышения мощности возбуждаемых колебаний, упрощение конструкции излучателя, исключение износа элементов излучателя и стенок скважины. Скважинный излучатель упругих колебаний содержит элементы возбуждения, выполненные в виде цилиндров, оснащенных по образующей твердосплавными вставками с притупленной рабочей поверхностью. Корпус излучателя выполнен эксцентричным относительно оси вращения и снабжен стабилизатором-удлинителем, жестко связанным с корпусом и расположенным соосно с бурильной колонной, а элементы возбуждения колебаний установлены с возможностью вращения вокруг своей оси. Возбуждение колебаний в окружающих скважину скальных породах осуществляется при вращении бурильной колонны, с которой жестко соединен излучатель. При этом эксцентричная часть корпуса излучателя прижимается к стенке скважины и элементы возбуждения, перекатываясь по ее поверхности, возбуждают упругие колебания. По затуханию волн, измеряемому в другой скважине или горной выработке, судят о наличии в исследуемом массиве рудных тел, карста, трещиноватых зон. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

0U0A

Фиг. 2

ФигЛ