Многоприборный зонд для скважинных сейсмических измерений Советский патент 1976 года по МПК G01V1/52 

1

Изобретение относится к геофизическим методам разведки и может использоваться при проведении скважипных сейсмических измерений (метод ВСП, метод обращенного годографа и др.).

Известны миогоприборпые зонды для скважинных сейсмических измерений, состояш,ие из соединенных кабелем скважннных приборов, каждый из которых состоит из сейсмоприемной части и прижимного устройства с механизмом освобождения прижима 1.

Качественный прием упругих колебаний во впутреииих точках среды (в скважине) возможен при хорошем контакте сейсмоприемника с породой. Для этой цели используются различные конструкции прижимных устройств, но наибольшее признание получили управляемые прижимные устройства с электромеханическим приводом и жестким прижимным рычагом 2.

Использование для многоприборных зондов управляемых прижимных устройств в каждом канале зонда резко усложняет конструкцию аппаратуры и ее эксплуатацию, повышает ее стоимость. Поэтому в практике широко применяются многоприборные зопды с неуправляемыми прижимами рессорного типа.

Наиболее близким к предлагаемому зонду является многоприборный зонд для скважинных сейсмических измерений 3, состояш,ий

из приемных приборов с рессорными прижимными устройствами, размеш,енными на кабеле, и груза. Прижим контейнера к стенке скважины осуш,ествляется дугообразной рессорой,

концы которой, выполненные в виде втулок, охватывают кабель непосредственно у места входа в контейнер. Благодаря упругости рессоры контейнер все время оказывается прижатым к стенке скважины, а для транспортировки зонда на забой скважины к зонду подвешивается груз. Основной недостаток подобной конструкции - низкое качество регистрации сейсмических волн, которое определяется установкой сейсмоприемника, а именно резонансными явлениями в системе сейсмоприемник - порода. Для смещения резонансных явлений в область более высоких частот, т. е. за пределы диапазона частот полезных колебаний, необходимо, чтобы сила прижима превышала вес прибора.

Описанная выше конструкция зонда не позволяет реализовать силу прижима, превышающую вес прибора, так как в противном случае зонд невозможно опустить па забой

скважины. Стремление повысить жесткость рессоры (силу прижима) приводит к необходимости увеличения веса тянущего груза, что равносильно возрастанию веса приборов. Другой недостаток описываемо конструкци - это низкая надежность при работе в необсаженных скважинах. Во время движения зонда рессоры оказывают значительное механическое воздействие на стенки скважины, разрушают носледние, что может привести к аварийной ситуации. Кроме того, натяжение кабеля под постоянным действием груза не позволяет освободиться от влияния кабельной волны, являющейся одной из помех в скважинной сейсморазведке. Наличие в зонде тяжелого груза и приемных приборов делает трудоемкими операции снуска его в скважину и извлечения на поверхность. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет управления прижимом рессор и облегчение спуско-подъемных операций. Это достигается тем, что в предлагаемом зонде груз снабжен управляемым прижимным устройством и связан кабелем с рессорами приемных приборов, концы которых закреплены на кабеле посредством жестко скрепленных с ним муфт, при этом длина кабеля, расположенного между муфтами прижимного устройства каждого приемного прибора, равна длине рессоры, снрямленной от взаимодействия веса груза при спуско-подъемных операциях. На фиг. 1 изображен предлагаемый многоприборный зонд, обпдий вид; на фиг. 2 - устройство одного из приемных приборов зонда; на фиг. 3 - спуск зонда в скважину; на фиг. 4, а - положение зонда в скважине во время спуска (подъема); на фиг. 4, б - положение зонда во время приема упругих колебаний. Многоприборный зонд (фиг. 1) подключается к каротажному кабелю 1 и состоит из груза 2, оснаш,енного прижимным рычагом 3 и электромеханическим приводом к нему, приборов 4 для приема упругих колебаний, снабженных рессорными прижимами, и аппаратурного контейнера 5. Груз, приборы и аппаратурный контейнер соединены между собой отрезками кабеля 6, которые оканчиваются герметичными разъемами 7. В качестве разъемов могут использоваться конструкции, созданные на базе типовых узлов и элементов каротажной аппаратуры. Нрибор для приема упругих колебаний (фиг. 2) состоит из дугообразных рессор 8, соединенных концами в муфте 9 и нижней половине герметичного разъема 7. Отрезок каротажного кабеля 6, верхний конец которого заделан в герметичный разъем 7, проходит через муфту 9 и закрепляется в ней при помощи конической втулки 10 и гайки 11 так, что участок кабеля между муфтой 9 и разъемом 7 имеет заданную слабину. В центре одной из рессор закреплена проушина 12, с которой при помощи оси 13 соединей башмак 14 с контейнером для прибора 4. Прибор 4 через уплотнение 15 соединяется с двумя жилами 16 каротажного кабеля. При помощи этих ЖИЛ жабеля прибор 4 подключается на вход предварительного усилителя, расположенного в аппаратурном контейнере 5. В ачестве предварительных усилителей применены типовые схемы - транзисторные или ламповые, в зависимости от требований термостойкости аппаратуры. Многопрпборный зонд работает следующим образом. Груз и приемные приборы, соединенные каротажным кабелем, проведенным от груза через все приемные приборы, перепускаются через блок-баланс 17 (фиг. 3) в устье скважины. Во время движения зонда по стволу скважины (фиг. 4, а) вес свободно висящего груза 2 действует на рессорные прижимные устройства приемных приборов и растягивает их, тем самым уменьшается изогнутость рессор. После остановки зонда на нужном интервале ствола скважины подается питание на электропривод прижимного устройства груза. Электропривод приводит в действие прижимный рычаг 3, который прижимает груз к стенке скважины. После того как груз 2 прижат к стенке скважины, осуществляется небольшой напуск кабеля. Прекращается растягивающее действие груза на рессоры 8, нроисходит их расправление, и осуществляется необходимый прижим контейнеров к стенке скважины (фиг. 4, б). Кроме того , происходит некоторое прослабление отрезков кабеля 6, соединяющих приборы зонда. Включается питание предварительных усилителей, и производится прием упругих колебаний. По окончании регистрации на электропривод подается напряжение обратной полярности, груз 2 освобождается и действием своего веса ослабляет давление рессор 8 на стенку скважины. В результате этого появляется возможность перемещения зонда на любой другой (вверх или вниз) интервал ствола скважины. Наличие в зонде груза с управляемым с поверхности прижимным устройством в сочетании с описанной его взаимосвязью с рессорными прижимными устройствами приемных приборов позволяет считать весь зонд управляемым. Благодаря такому решению предлагаемая конструкция удовлетворяет двум противоречивым требованиям: зонд имеет хорошую проходимость при значительном уменьшении вероятности возникновения аварийной ситуации в необсаженной части скважины, а во время приема упругих колебаний обеспечивается необходимая сила прижатия приборов к стенке скважины, тем самым повышается точность измерений. Наличие прослабленных участков каротажного кабеля между муфтами в приемных приборах позволяет рессорным конструкциям прижимных устройств изменять радиус кривизны при транспортировке зонда по стволу скважины, повыщает его надежность, а также значительно облегчает операцию спуска зонда в скважину и извлечения его на поверхность,

Формула изобретения

Многоприборный зонд для скважинных сейсмических измерений, состоящий из приемных приборов с рессорными прижимными устройствами, размещенными на кабеле, и груза, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений за счет управления прижимом рессор и облегчения спуско-подъемных операций, груз снабжен управляемым прижимным устройством и связан кабелем с рессорами приемных приборов, концы которых закреплены на кабеле посредством жестко скрепленных с ним муфт, при этом длина кабеля, расположенного между муфтами прижимного устройства каждого приемного прибора, равна длине рессоры, спрямленной от взаимодействия веса груза при спуско-подъемных операциях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. СССР 272577, кл. G 01V 1/40, опубликовано 03.06.70.

2.Авт. св. СССР 254803, кл. G 01V 1/40, опубликовано 17.10.67.

3.Е. В. Карус, Л. Л. Худзинский и др. Двенадцатиканальная аппаратура для изучения сейсмических волновых полей в глубоких скважинах. Сб. «Новые приборы и методика скважинной сейсмоакустики. Труды ВНИИЯГГ, вып. 15, М., 1973.

v

QJus }

Ю