Скважинный прибор акустического каротажа Советский патент 1991 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к аппаратуре акустического каротажа при профильных наблюдениях

Известен точечный зонд для профильных измерений с конечным числом точек наблюдения (2-7), выполненный в виде гибкой крепежной планки с жесткозакреплен- ными на определенном расстояния друг от друга преобразователями и пневматической камеры 1.

Недостатки устройства: невозможность использования в глубоких скважинах с данной системой прижима датчиком к стойке скважин, наперед заданные фиксированные базы измерений для увеличения детальности и точности измерений необходимо увеличивать число датчиков, что затрудняет метрологическое обеспечение устройства

Известна аппаратура для точечно-непрерывного акустического каротажа, которая содержит наземную установку и скважинный прибор, состоящий из излучателей и приемников акустических колебаний, элекгрг иного блока, каротажного кабеля и кинематического устройства, осуществляющего точечно-прерывный контакт акустических преобразователей. Преобразователи останавливаются на время, достаточное для выполнения акустических измерений в данной точке, и информация

XI

О О

сл

о

поступает через фиксированные операции пути, пройденные скважинным прибором 2.

Недостатками устройства являются фиксированная база измерения, что ограничивает деятельность наблюдений, короткие базы измерений для увеличения их требуется использование большого количества преобразователей, что затрудняет метрологическое обеспечение аппаратуры i/ снижает ее надежность, сочетание пассивных силовых элементов (пружин), действующих навстречу друг другу, предъявляет жесткие требования к их настройке в условиях изменяющегося диаметра открытого ртвола скважин.

Целью изобретения является повыше- йие точности измерений кинематических параметров упругих волн за счет изменения зондовых расстояний при непрерывном г|одъеме скважинного прибора.

На фиг.1 изображен скважинный прибор, общий вид; на фиг,2 - механизм изменения зондовых расстояний; на фиг.З - рхема измерений; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.1 (схема составного излучателя). Скважинный прибор содержит электронный блок 1 с присоединенным к нему каротажным кабелем 2, блок 3 излучателей с излучателями 4, контактирующими со стенкой скважины 5, жестко связанный с блоком 3 излучателей механизм 6 изменения Зондовых расстояний с прижимным устройством 7, блок 8 приемников с прием- Никами 9, контактирующими со стенкой скважины 5.

Механизм 6 изменения зондовых рас- Стояний состоит из рамы 10 с установленными на ней роликами 11 натяжения, двух Движителей, состоящих из звездочек 12, Е ращающихся на полуосях 13, и бесконечно-шарнирных цепей 14, связанных между собой перемычкой 15, которая соединена посредством кабеля 16, огибающего направляющие ролики 17, с блоком 8 приемников.

Устройство работает следующим образом.

Скважинный прибор опускается в скважину на заданную глубину По сигналу с поверхности излучатели 4 и приемники 9 прижимаются к стенке скважины 5 Под действием прижимного устройства 7 прижимается к стенке скважины 5 и механизм 6 изменения зондовых расстояний с усилием, исключающим проскальзывание бесконечно-шарнирных цепей 14 Перемещение скважинного прибора вверх осуществляется при помощи каротажного кабеля 2 При ;)том происходит перекатывание бесконечно-шарнирной цепи 14 по стенке скважины 5. Соприкасающаяся со стенкой скважины 5 часть бесконечно-шарнирной цепи 14с закрепленной в этом месте перемычкой

15 относительно стенки скважины 5 имеет нулевую скорость. Поэтому блок 8 приемников, присоединенный к перемычке 15 кабелем 16, остается на месте.

Таким образом, для регистрации упру0 гих колебаний представляется время, и течение которого перемычка 15 покоится на стенке скважины. В это время блок 3 излучателей, перемещаясь со скоростью движения кабеля 2 относительно блока 8

5 приемников на величину A L, равную расстоянию между полуосями 13, регулярно посылает упругие импульсы в среду. В этот промежуток времени производятся наблюдения с требуемой деятельностью по

0 глубине скважины, минимальный шаг регистрации AZMHH зависит от скорости каротажа и времени экспозиции. Так, например, при времени экспозиции А-О,2 с и скорости каротажа УК ЗбОм/ч минимальный шаг

5 ДЕмин примерно 2 см.

С момента, когда перемычка 13 начинает отрываться от стенки скважины при подъеме скважинного прибора, до момента, когда она вновь касается стенки скважины,

0 скважинный прибор и блок 3 излучателей проходят расстояние L- A L, где L - длина бесконечно-шарнирной цепи, a A L - расстояние между верхней и нижней полуосями 13 звездочек 12. За это время блок 8

5 приемников проходит расстояние L, т.е. обгоняет блок 3 излучателей на величину Д1 вследствие того, что блок приемников поднимается со скоростью, в два раза превышающей скорость подъема блока излучателей,

0 когда перемычка 15 передвигается на участке между полуосями 13, и с средней скоростью, равной скорости подъема блока излучателей, когда перемычка 15 движется на нижней полуокружности нижней звез5 Дочки и верхней полуокружности верхней звездочки.

После остановки блока 8 приемников производится следующий цикл регистрации. Итак, на каждом интервале L глубины

0 скважины регистрация возможна лишь на участке A L этого интервала. Чтобы обеспечить регистрацию на всем интервале L необходимо использовать блок излучателей, состоящий минимум из трех излучателей 4

5 (И1, И2, ИЗ). На фиг.4 показан составной излучатель 4 (приемник 9), состоящий например, из четырех электроакустических преобразователей, расположенных чорез равные угловые промежутки по окружности

скважины. Излучатели И1, И2, ИЗ разнесены, например, на равные промежутки Д и образуют вместе с приемником четырех- элементный зонд с тремя каналами измерений. Вцдерживают следующие соотношения Д l AL; 2изл , где 2иэл - расстояние, на которое передвигается блок излучателей между циклами измерений. Длина бесконечно-шарнирной цепи L2;jrd + 2AL, где d - диаметр звездочки 12, Отсюда находят ограничение, накладываемое на величину,

d:d

2AI-AL

п

В устройстве может быть выбран следующий порядок величин А М),5м, 1.0,5 м, d-4),1 м, начальное расстояние между приемником и ближайшим излучателем 2-3 м.

На фиг.З схематически показано устройство в различные моменты времени t. В момент времени ti устройство находится в начале цикла регистрации (в момент остановки блока 8 приемников). К моменту t2 блок 3 излучателей с излучателями И1, И2, ИЗ проходит расстояние A L в то время как блок 8 приемников с- приемником П остается на месте, за это время t2-ti с необходимым шагом по глубине регистрируются акустические сигналы, прошедшие по породе к приемнику П от излучателей И1, И2, ИЗ. Там же условно показаны соответствующие отрезки годографа Тп - 1,2,3, которые последовательно перекрываются минимум в одной точке при Д1 A L В момент t2 первый цикл регистрации заканчивается, так как блок 8 приемников при дальнейшем подъеме скважинного прибора вовлекается в движение и регистрация невозможна из-за больших шумов трения приемника П по стенке скважины. За время ta-t2 блок 8 приемников передвигается на величину L, обгоняя при этом блок 3 излучателей

на величину A L. В момент t3 начинается следующий цикл регистрации и заканчивается он в момент времени t4. Этому циклу соответствуют отрезки 1,2,3 годографа Тги-1. При правильно выбранных параметpax Al, A L, d годограф Тп перекрывается годографом Тп+1 минимум в одной . Таким образом могут быть получены годог- .рафы всех типов волн с необходимой детальностью во всем интервале исследования

скважины.

Формула изобретения Скважинный прибор акустического каротажа, содержащий электронный блок,

блоки излучателей и приемников, расположенных на зондовом расстоянии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений параметров упругих волн за счет изменения зондовых расстояний при непрерывном подъеме скважиного прибора, между блоками излучателя и приемников установлен механизм изменения зондовых расстояний с прижимным устройством, соединенный эластичным грузонасущим электрическим кабелем с блоком приемников, при этом механизм изменения зондовых расстояний выполнен в виде двух движителей, каждый из которых содержит две выступающие за корпус прибора, вертикально расположенные звездочки с бесконечно-шарнирной цепью, при этом цепи связаны перемычкой, к которой с помощью эластичного грузонесущего электрического кабеля через направляющие ролики присоединен блок приемников.

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к аппаратуре акустического каротажа при профильных наблюдениях. Целью изобретения является повышение точности измерений кинематических параметров упр/гих БОЛН за снег измерения зондовых расстояний при непрерывном подъеме скважично- го прибора В скважинном приборе между блоками излучателей и приемников установлен механизм измерения зоидовых рас- стояний с прижимным устройством Механизм состоит из двух движителей Каждый движитель содержит две выступающие за корпус прибора, вертикально расположенные звездочки с бесконечно-шарнирной цепью Цепи движителей соединены перемычкой. К перемычке через зласти1-- ный грузонесущий электрический кабель присоединен блок приемников При подъеме скважинного прибора цепи движителей контактируют со стенкой скважины и преобразуют поступательное равномерное движение прибора в дискретное и ускоренное перемещение относительно блока приемников. 4 ил (Л С

фиг.1

12,

фиг.2

ы

Г

-Ni

Л

Ai

Ч

П

фиг.З

///

12 Т.

П

А-А