Скважинный источник сейсмических колебаний Советский патент 1991 года по МПК G01V1/135 

Изобретение относится к геофизике, в частности к устройствам для возбуждения сейсмических волн через скважину в грунт.

Цель изобретения - повышение мощности и увеличение частоты возбуждения сейсмических колебаний.

На фиг.1 приведена функциональная схема скважинногоисточника сейсмических колебаний; на фиг.2 - гидравлическая схема устройства.

Скважинный источник сейсмических колебаний (фиг.1) включает цилиндрический корпус 1, на одном из концов которого размещен гермоввод 2, через который по каротажному кабелю 3 от поверхностного источника питания подводится электроэнергия к насосной установке, последняя включает электродвигатель 4 с насосом 5 на валу. Всасывающая полость насоса соединена с пневмогидроаккумулятором 6, а нагревательная - с таким же гидропневмоаккумулятором 7. От последнего запитывается привод, которым служит гидромотор 8 с маховиком 9 на валу. Маховик приводит в движение объемный пульсатор, состоящий из кулачков 10, приводящих

в движение через качающийся толкатель 11 поршень 12. Объемный пульсатор связан с излучателем 13, выполненным в виде эластичной упругой оболочки, через радиальные каналы 14, выполненные в корпусе.

В корпусе размещен механизм 15 компенсации внешнего давления гидропневмо- аккумулятор 7 снабжен обратным клапаном

16.Механизм 15 компенсации внешнего давления представляет собой промежуточную гидравлическую полость, связанную с одной стороны с внешней средой, а с другой с объемным пульсатором 12 через дроссель

17.На валу гидромотора 8 имеется тормоз 18 с электромагнитным приводом. Объемный пульсатор может быть другой конструкции.

На гидравлической схеме (фиг.2) показаны насос 5, гидропневмоаккумуляторы 6 и 7, гидромотор 8, пульсатор 12, излучатель 13, механизм 15 компенсации внешнего давления, обратный клапан 16 и дроссель 17.

Устройство работает следующим образом.

О 00

ю

00 О

Вначале проводится цикл для подготовки к излучению сейсмических колебаний. Скважинный источник сейсмических колебаний при помощи каротажной лебедки и каротажного кабеля 3 устанавливается в стволе скважины на заданной глубине. Питание от наземного источника подается на каротажному кабелю через гермоввод 2 на электродвигатель 4 привода насоса 5. который начинает перекачивать жидкость, находящуюся под давлением Р (аккумуляторы заряжены предварительно на давление Р), из аккумулятора 6 в приводной аккумулятор 7, до превышения давления в последнем на величину АР. После этого питание элек- тродвигателя отключается. В процессе погружения окружающая среда воздействует на упругую оболочку излучателя 13. Гидростатическое давление среды через пульсатор 12 воздействует на промежуточную гидравлическую полость 15 (через дроссель 17). Отпускается тормоз 18, удерживающий в покое маховик, и жидкость, находящаяся под давлением в аккумуляторе 7, начинает перетекать в аккумулятор б через гидромо- тор 8. Гидромотор 8, создавая крутящий момент М, разгоняет маховик 9, который приводит в возвратно-поступательное движение через толкатель 11 поршень пульсатора 12. Последний, перемещая определенный объем жидкости в полость излучателя 13, с растущей частотой через эластичную упругую оболочку излучателя и буровой раствор воздействует на стенки скважины. Далее сигнал, проходя через породу, фиксируется посредством сейсмопри- емников. Разгон маховика длится до выравнивания давления в аккумуляторах, и включается тормоз 18с электромагнитным приводом, запитываемый через каротажный кабель 3 с поверхности. Устройство перемещается на новую глубину с параллельным включением насоса 5, подготавливающим устройство к новому циклу излучения. При достижении требуемой глубины процесс повторяется. Сечение дросселя 17 выбрана таким, что динамическое

давление пульсирующий жидкое™ не воздействует на гидравлическую полость компенсатора внешнего давления. Один цикл работы устройства в излучающем режиме составляет 5-7 с, а цикл подготовки к работе - 3000-600 с.

Предлагаемое устройство позволит сократить объем доразведочного бурения на нефтяных и газовых месторождениях, определить более точное расположение куполов за счет повышенной разрешающей способности при работах на частотах до 100 Гц и более. Устройство позволяет также проводить изучение месторождений на прямом сигнале с разверткой по частоте, так как можно излучать сигналы на глубинах до 3-5 км.

Формула изобретения Скважинный источник сейсмических колебаний, состоящий из наземного и сква- жинного блоков и содержащий источник питания, электродвигатель с насосом, гид- ропневмоаккумуляторы с гидромотором, объемный пульсатор, обратный клапан, тормоз, маховик и упругий излучатель, причем источник питания размещен в наземном блоке, а упругий излучатель - в скважинномблоке,отличающийся тем, что, с целью повышения мощности источника и увеличения частоты возбуждения сей- симческих колебаний, Скважинный блок снабжен герметичным корпусом, в который введены механизм компенсации внешнего давления, соединенный через дроссель с внутренней полостью объемного пульсатора, внешняя полость которого соединена с упругим излучателем, электродвигатель с насосом, всасывающая полость которого соединена с гидропневмоаккумулятором, а нагнетательная полость через обратный клапан - с вторым гидропневмоаккумулятором, причем гидропневмоаккумуляторы связаны с гидромотором, соединенным с объемным пульсатором, а электродвигатель через гермоввод и каротажный кабель соединен с источником пи тания.

0U8.1

$02.2

Изобретение относится к геофизике, а именно к скважинным источникам сейсмических колебаний. Цель - повышение мощности и частоты колебаний источника. За счет размещения в герметичном корпусе скважинной части всех числовых блоков источника и соединения их через гермоввод с каротажным кабелем для подвода электроэнергии обеспечивается возможность возбуждения сейсмических колебаний гидроизлучателем на больших глубинах. 2 ил.