Центрирующее устройство для скважинного прибора акустического каротажа Советский патент 1980 года по МПК G01V1/52 

Предлагаемое центрирующее устройство относится к.области аппаратуры для каротажа скважин и может найти применение при разведке месторождений полезных ископаемых, в первую очередь, при исследовании скважин малого диаметра, в том числе скважин алмазного бурения. Известны конструкции центрирующих уЬтройств, например центраторы типа резиновых пальцев, используемые в серийной аппаратуре акустического каротажа СПАК-2 и СПАК-4 1 . Однако такие центраторы, обладая зна чительной силой давления на стенки сква- жаны, генерируют в твердых породах значительный уровень шумов; при этом они не обеспечивают необходимой точности центровки прибора. Наиболее близким но технической сущнос ти к предложенному является центрирующее устройство для скважинного прибора акустического кпр л-ажа, предназначенное для исиол.хзования п скважинах малого диаMeTj ri j2. п котогч м iieccopi.i шарпирно прикреплены концами к втулкам, подвижно установленным на специальных защитных трубках. Трубки присоединены к противоположным концам прибора, причем нижняя трубка прикреплена через акустический изолятор, а верхняя трубка содеожит го- ловку с герметичными электровводами для соединения прибора с каро ажным кобелем, Использование этих устройств позволяет улучшить условия приема сишя- лов за счет обеспечения расположения скважинного прибора вблизи оси скважины и избавит1 ся от шумов, возникающих при непосредственном трении корпуса прибора о стенки скважины при епз перемещении в процессе каротажа. Однако при сжатии рассор в процессе движения прибора по скважине происходит перемещение втулок по трубкам, что приводит к появлению акустических шумов за счет трения втулок о трубки. Установка между центрирующим устройст1У)м и приемником акустического «Kyr:rniческого изолятора ипдостпточнл для полного уртранения влияния шумов, поскольку возникающие в месте трения шумы распространяются затем не только по кон струкшям прибора, но и по буровому раст вору и достигают приемника наряду с по лезными волнами, так что уровень этих шумов на выходе приемного устройства остается значит ельньш., Цель предложения - уменьшение акустических mjTyioB, возникающих три перемещении прибора в скважине, при сохранении необходимых условий центровки прибора. .Это достигается тем, что рессоры установлены параллельно продольной оси прибора, и оба конца каждой рассоры закреплены на несущем элементе неподвижно, В силу этого при взаимодействии рес сор со стенкой скважины рассоры работают на боковой, а не на продольный изгиб так что изменение их внешних габаритов (изменение диаметра описанной вокруг них условной окружности) происходит, в отличие от известного устройства, без перемещения их концов. Таким образом, конструкция не содержит соедшхений дета лей, подвижных в процессе работы и за счет этого в процессе движения прибора в скваж не взаимное трение деталей, созда1сщее акустические шумы, отсутствует. На фиг, 1 представлена конструкция центрирующего устройства, а на фиг. 2 сечение скважины с расположенной в этом сечении группой рессор центрирующего устройства. На концах корпуса скважинного прибора 1, в котором расположены излучатели 2 и 3 и приемник 4, имеются несущие элементы - втулки 5 и 6, на которых рессоры 7 и 8 неподвижно закреплены обеими концами и с помощью винтов 9 и 10, которые одновременно фиксируют вту ки на трубках 11 и 12. Трубки имеют отверстия 13 для пропуска проводов. Каж дая рессора 14 имеет внешнее резиновое покрытие 15, Внешние габариты группы рессор-диаметр Dn описанной вокруг них условной окружности 16 - меньше номинального диаметра BC скважины 17.Рессоры 14 выполнены в виде витых цилиндрических пружин, снабженных резиновым покрытием 15. Количество рессор в каждой группе не менее трех, а общее количество групп - не менее двух. Разность, диаметров втулок 5 и 6 и трубок 11 и 12 больше удвоенного поперечного сечения рессор 7 и 8 аня облегчения уклади рессор поверх трубок в интервалах ужения диаметра скважины. Устройство работает следующим обраом, Поскольку втулки фиксируются на трубках в таком положении, что внешние га- ° бариты каждой группы рессор в свободном состоянии меньше номинального диаметра скважины, то при движении скважинного прибора по скважине в пределах выдержанности ее номинального диаметра со стенками сквайсины взаимодействуют на все рессоры, а лишь некоторая их часть - не менее двух рессор в каждой группе. При этом сила давления рессор на стенки скважины минимальна, поскольку скважины алмазного бурения малого диаметра бурятся в крепких, хорошо сцементированных магнетических и сильно измененных осадочных породах и отличаются постоянством диаметра, причем диа метр скважины лишь незначительно превосходит номинальный диаметр бурового инструмента. Разница внешних габаритов группы пружин и номинального диаметра скважины в пределах 2-5% составляет для скважины номинального диаметра 46 мм 0,92-2,3 мм для 59 мм 1,182,95 мм соответственно. При этом достаточно Хорошо сохраняются условия центрирования прибора в скважине. При движении скважинного хфибора в интервалах, где диаметр скважины оказывается меньше номинального, со стенкой скважины взаимодействуют все рессоры группы, обеспечивая тем самым необходимую центровку прибора. Щри этом рессоры работают на боковой изгиб и укладываются на трубки между втулками. Макет предлагаемого центрирующего устройства был опробован в скважинах алмазного бурения на Кольском полуострове с прибором диаметром 36 мм. Опробование подтвердило эффективность его применения и позволило получить записи сигналов хорошего, качества без шумоизолирукяцего покрытия на корпуса прибора. Без применения предлагаемого устройства уровень акустических шумов при работе с тем же прибором диаметром 36 мм был недопуеггамо большим. Формула изобретения Центрующее устройство для скважин- HojK прибора акустического каротаже, содержащее, по меньшей мере,две группы

ресхор, закреплеш1ых на несущем элементвг отличающееся тем, что, с целью уменьшения акустических шумов, возникающих при перемещении прибора в скважине, при сохранении необходимых условий центровки приборов, рессоры установлены параллельно продольной оси щэибора, а оба конца каждой рессоры закреп лены на несущем элементе неподвижно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Каталог геофизической аппаратуры Га 02.05.04. 1974.

2.Авторское свидетельство СССР Nf 462212, кл. G 01 V 1/4О, 1971, (прототип).

I -I