Устройство для возбуждения упругих колебаний при сейсморазведке Советский патент 1992 года по МПК G01N1/02 

Изобретение относится к сейсморазведке, в частности к устройствам для возбуждения упругих колебаний в грунте при сейсморазведке.

Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности устройства путем обеспечения дозирования выпуска в грунт газовой смеси.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - то же, принципиальная схе- ма; на фиг.З - наконечник, разрез.

Устройство для возбуждения упругих колебаний при сейсморазведке включает буровую установку 1 для задавливания в грунт бурильных труб 2 малого диаметра

(порядка 40 мм) с наконечником 3 и газовую систему 4 для приготовления газовой взрывчатой смеси и ее подрыва. Наконечник 3 снабжен механизмом 5 для выпуска газовой смеси в грунт, включающим размещенный внутри наконечника 3 клапан 6, выполненный в виде подпружиненного поршня 7, взаимодействующего с газовой смесью и жестко, посредством пальца 8, связанного с наружным, подвижным вдоль продольной оси, защитным элементом, например втулкой 9. Поршень 7 и втулка 9 в исходном положении под действием пружины 10 пе- рекрываютвыпускные отверстия 11 для выхода газа и одновременно предохраняют от

О CJ

о

vj

попадания в клапан породы при бурении. Газовая система 4 включает баллоны 12 и 13 с окислителем и горючим (кислородом-пропаном, кислородом-ацетиленом и т.п.), пневматические дозаторы 14 и 15 объемно- го вытеснения, установленные соответственно в линиях окислителя и горючего, газовую аппаратуру управления 16. Объемы дозаторов 14 и 15 находятся в соответствии со стехиометрическим соотношением реак- ции взаимодействия окислителя и горючего. Так, например, для смеси кислород - пропан объем дозатора 14 окислителя должен быть в пять раз больше объема дозатора 15 горючего, а для смеси кислород - ацетилен - в два с половиной раза больше. Дозаторы 14 и 15 представляют собой цилиндры 17 с разделительными поршнями 18 и штоками 19. Воздух подается в штоковую полость, а газ в поршневую.

Для подрыва газовой смеси используется электросвеча зажигания 20, установленная в запальной головке 21 в верхней части 22 бурильной колонны. К запальной головке посредством шлангов 23 подводится газо- вая взрывчатая смесь.

Устройство для возбуждения упругих колебаний при сейсморазведке работает следующим образом.

Вначале буровая установка 1 бурит скважину виброударным способом путем задавливания бурильных труб 2 малого диаметра с наконечником 3 в грунт без выноса породы, на глубину ниже зоны малых скоростей. В процессе задавливания инструмен- та выпускной клапан 6 под действием сопротивления грунта и пружины 10 будет находиться в крайнем верхнем положении, перекрывая отверстия 11. После окончания процесса задавливания (бурения) колонну бурильных труб 2 слегка приподнимают над забоем скважины. При этом под действием сил трения между грунтом и клапаном 6 последний будет стремиться вниз. При подаче затем газовой смеси в трубы подпру- жиненный поршень 7 легко сместится вниз.

Предварительно газовые баллоны 12 и 13 соединяются с поршневой полостью дозаторов 14 и 15, штоки 19 выдвигаются, так как штоковая (пневматическая) полость дозаторов в этот момент соединена с атмосфе- рой и дозаторы 14 и 15 заполняются газом, соответственно окислителем и горючим. Затем штоковая полость дозаторов заполняется сжатым воздухом, дозаторы под

воздействием воздуха вытесняют газы, которые смешиваются в газовой системе 4, и взрывчатая смесь подается по каналу внутри бурильных труб 2 к механизму 5 для выпуска газовой смеси наконечника 3. Подпружиненный поршень 7 под воздействием газовой смеси смещается вниз, втулка 9 вместе с поршнем 7 открывают выпускное отверстие 11 и смесь газов выдавливается под давлением в поры грунта. Когда давление в баллонах упадет, это не повлияет на величину давления задавливания, поскольку оно определяется давлением сжатого воздуха в дозаторах 14 и 15 и усилием открытия выпускного клапана 6 наконечника 3. Далее посредством искры электросвечи зажигания 20 инициируется с поверхности взрыв, в результате чего и возбуждаются упругие волны, которые регистрируются сейсмической аппаратурой. При необходимости взрыв можно повторить, выполнив все описанные операции (исключая бурение). Затем бурильные трубы 2 извлекают и буровая установка 1 перемещается своим ходом на новую точку исследования. Формула изобретения Устройство для возбуждения упругих колебаний при сейсморазведке, включающее связанную с буровой установкой, смонтированной на транспортном средстве, колонну труб, снабженную механизмом для выпуска газовой смеси в грунт, в виде полого наконечника с отверстиями, баллоны с окислителем и горючим, связанные линиями с системой подготовки и инициирования газовой смеси, соединенной с колонной труб, отличающееся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности устройства путем обеспечения дозирования выпуска в грунт газовой смеси, устройство дополнительно снабжено пневматическими дозаторами объемного вытеснения, установленными в линиях горючего и окислителя, и воздушной линией высокого давления, связанной с их штоковыми полостями,при этом механизм для выпуска газовой смеси в грунт выполнен в виде установленного внутри наконечника коаксиально и с возможностью осевого перемещения поршня, который жестко связан с защитным элементом, расположенным на внешней поверхности наконечника с возможностью перекрытия выпускных отверстий и перемещения совместно с поршнем, причем последний связан с наконечником упругим элементом.

-,..

Изобретение относится к области сейсморазведки и может быть использовано для возбуждения упругих колебаний в грунте при сейсморазведке. Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности путем обеспечения дозирования выпуска в грунт газовой смеси. Устройство состоит из буровой установки для задавливания в грунт бурильных труб 2, наконечника 3, механизма 5 для выпуска газовой смеси в грунт с клапаном 6, газовой системы для подготовки рабочей смеси, включающей баллоны 12 и 13с окислителем и горючим, пневматических дозаторов 14 и 15 объемного вытеснения газовой аппаратуры 16 управления и газовых линий горючего, окислителя, а также сжатого воздуха. Применение клапана 6 в механизме выпуска и пневматических дозаторов 14 и 15 в линиях окислителя и горючего позволяет задавли- вать газовую смесь в поры грунта ниже зоны малых скоростей независимо от величины давления газа в баллонах. Скважина при диаметре труб порядка 40 мм имеет склонность к самозаращиванию и не требует ликвидационных работ. 3 ил.

Фиг.3