АППАРАТУРА ТОЧЕЧНО-НЕПРЕРЫВНОГО АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН Советский патент 1968 года по МПК E21B47/14 G01N29/00 G01H15/00 

Известная аппаратура для акустического каротажа скважин состоит из наземной и глубинной частей. Глубинный прибор содержггг один или несколько излучателей и приемников, расположенных на определенном расстоянии один от другого. Поскольку преобразователи не имеют непосредственного контакта с исследуемой средой, регистрируются только головные волны, хотя на их образование на границе буровой раствор - стенка скважины идет лишь незначительная часть общей энергии излучаемого импульса. В некоторых приборах преобразователи контактируют со стенкой скважины, но в этом случае оставляется небольшое пространство между чувствительной поверхностью преобразователей и стенкой скважины для уменьгнения акустических шумов от трения при движении прибора вдоль скважины. При использовании анпаратуры, в которой активные элементы п.рео разователей постоянно контактируют со стенкой скважины, очень велики помехи во время работы в виде шумов от трения активных элементов, а также быстро изнашиваются активные элементы преобразователей.

Предлагаемая аппаратура для точечно-непрерывного ка.ротажа скважины создает непосредственный точечно-прерывный контакт преобразователей с исследуемой средой, исключается влияние шумов и повышается точность

измерения. Особенность прибора заключается в прпменении кинематического устройства, содержаш,его электромагниты, систему рычагов и пружин. Устройство связано с преобразователями и осуществляет прижим и возврат их в исходное положение во время непрерывного движения прибора вдоль скважины. Аппаратура рассчитана на акустический ка-ротаж по прямым волнам типа Р, S и другим в скважпнах, заполненных водой, высокоминерализованным раствором, в сухих скважинах и низкоскоростных разрезах.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая аппаратура; на фиг. 2 - схема его кпнематического устройства. Аппаратура для точечно-неп:рерывного акустического ка ротажа скважин состоит из наземного устройства У и скважинного глубинного прпбора, соединенных стандартным кабелем 2. Наземное устройство

содержит блок 3 питания, подаюп ее переменное и постоянное напряжение, усилитель-коммутатор 4 и блок 5 регистрации. Скважинный прибо р состоит из электронной схемы 6, заключенной в герметичном кориусе, и акуст ческой части зонда, включающей узел излучателей и узел приемпиков, размещенных в герметичных кассетах 7 и 8, соединенных между собой жестким акустическим изолятором 9. Акустические преобразователи пьезоэлектричеются акустическими концентраторами 10 и 11, через которые упругая энергия передается стенкам скважины. Зонд имеет также акустический изолятор 12 и Н1рижимается к стенке скважины при помонди рессоры 13, прикрепленной нижним концом к втулке 14, отжимаемой пружиной 15, Для точечно-прерывистого прижима преобразователя к стенке скважины глубинный прибор имеет кинематическое устройство, содержащее электромагнит 16 и рычаги 17 и 18, компенсирующие пружины 19 и возвратные пружины 20. С помощью пружины 21 вся система преобразователей возвращается в исходное положение. Движение якоря электромагнита 16 посредством рычагов 17, 18 передается через компенсирующую пружину 19 каждому преобразователю, заставляет их выдвигаться из кассеты и прижиматься к стенке скважины. При обесточизании электромагнита 16 преобразователь возвращается в первоначальное положение возвратной пружиной 20. Система излучателей и система приемников имеют свое кинематическое устройство. Все акустические преобразователи выдвигаются одновременно, так как обмотки электрОдМагнигов запитываются последовательно. При достаточно сильном прижиме акустическая часть зонда - излучатели и приемники, разделенные жестким изолятором, останавливается относительно стенки сквалчины, а остальная часть зонда вместе с кабелем передвигается вдоль стенки. Преобразователи останавливаются на время, достаточное для выполнения всех акустических измерений в данной точке, т. е. в течение 3-5 посылок упругих импульсов излучателями. Схема составляется так, чтобы инф|0|рмация о структуре горных пород, слагающих разрез скважины, поступала через равные отрезки пути, пройденные скважинным прибором. Для этого контактное устройство связано с блок-балансом спуско-подъемного механизма, которое вырабатывает импульсы через строго определенное число оборотов блок-баланса. С момента получения этих импульсов коммутатор наземной аппаратуры питает обмотки электромагнитов в глубинном

приборе в течение определенного времени, за которое упоры и преобразователи с помощью электромагнитов выдвинуться до непосредственного контакта со стенкой скважины и провести измерения в течение 3-5 посылок упругих импульсов излучателями. Упругие импульсы, зарегистрированные приемником, усиливаются и передаются в наземную часть аппаратуры. Генератор импульсов для питания излучателей расположен в глубинном приборе и включается на время 0,5-0,6 сек после контактирования преобразователя через концентраторы со стенкой скважины. Как только прекратится питание электромагнитов, их

5 якорь 17 возвратится в исходное состояние, и с помощью возвратных преобразователи втянутся в г.лубинный прибор. Через 1,5- 2 сек цикл повторится. Таким образом, в каждом цикле наземная аппаратура прнни.мает несколько импульсов информации с выхода приемного элемента в глубинном нриборе, характеризующей скоростные и ноглощающие свойства породы. Эти импульсы интегрируются емкостью.

5 Уровень напрял ения на интеграторе каждый раз соответствует силе принятой информации и будет храниться на ней до следующего цикла измерений.

0Предмет изобретения

Аппаратура для точечно-непрерывного акустического каротажа скважин, содерл ащая наземную установку и глубинный прибор с системой акусгических преобразователей, отличающаяся тем ч го, с целью повын1ения точности измерения упругих па1раметров по прямым волнам, исключения влияния щумов и возможности работы в сухих и сильно загазированных сквал инах, в глубинный прибор введено

0 кинематическое устройство, включающее электромагниты, систему рычагов и пружин, осуществляющее точечно-прерывный контакт акустических преобразователей с исследуемой средой и возврат их в исходное полол ение во

5 время непрерывного двил :ения глубинного прибора вдоль сквал нны.

Фи&.1

Фиг. 2