Скважинный трехкомпонентный сейсмоприемник

 

Изобретение предназначено для проведения трехкомпонентных сейсмических измерений в скважинах поляризационным методом. Цель изобретения - повышения точности измерений поляризации и динамических характеристик сейсмических волн. Создают адекватные условия связи со средой для каждого сейсмопреобразователя трехкомпонентного сейсмоприемника. Сейсмоприемник содержит подвешенный на кабеле корпус, к которому на шарнирах с помощью звеньев в одной плоскости через 120° прикреплены три герметичных контейнера с помещенными в них сейсмопреобразователями компонент сейсмоприемника. На корпусе установлена силовая пружина, опирающаяся на ползун, соединенный тягами с контейнерами вблизи их центра масс. Усилие пружины разводит контейнеры по радиусам звеньев. К ползуну подвешен на гибком кабеле груз, снабженный устройством для его закрепления на стенке скважины, вес которого превышает усилие пружины. Напуск кабеля при закрепленном грузе приводит к прижатию каждого из трех контейнеров к стенке скважины. Дополнительно выравнивание условий связи компонент сейсмоприемника со средой достигается их группированием. 1 ил.

Изобретение относится к скважинной сейсморазведке и предназначено для проведения трехкомпонентных сейсмических измерений в скважинах поляризационным методом. Целью изобретения является повышение точности измерений поляризации колебаний и динамических характеристик сейсмического волнового поля. На чертеже изображена кинематическая схема скважинного трехкомпонентного сейсмоприемника, снабженного подвешенным на кабеле грузом с прижимным устройством (контейнера двух компонент изображены в одной плоскости). Скважинный трехкомпонентный сейсмоприемник содержит связанный кабелем 1 с поверхностью корпус 2. На корпусе через 120^о в плане размещены на двух уровнях шарниры 3, в которых поворотно закреплены рычаги 4, а их внешние концы так же шарнирно закреплены на герметичных контейнерах 5, внутри каждого из которых размещены сейсмопреобразователи трех компонент (на чертеже не показаны), ориентированные по осям координат, или группы сейсмопреобразователей одноименных компонент под углом 35^о20^' к плоскости, перпендикулярной продольной оси прибора, причем точки связи рычагов с контейнерами симметричны относительно центра их массы. Корпус 2, рычаги 4 и контейнеры 5 образуют параллелограммные механизмы, которые допускают параллельное корпусу 2 перемещение контейнеров 5 по радиусам, равным длине рычагов 4. На нижнем окончании корпуса 2, являющемся направляющей, подвижно вдоль оси корпуса помещены ползун 6 и пружина 7 растяжения. Концы пружины 7 закреплены на корпусе 2 и ползуне 6, снабженном через 120^о по окружности тремя пружинными шарнирами 8, на которых поворотно закреплены тяги 9, связанные с каждым контейнером 5 вблизи центра его массы, причем ползун 6 объединен с креплением кабеля 10, которым он связан с грузом 11 и длина которого обеспечивает акустическую развязку между ним и прибором. Груз 11 снабжен устройством его закрепления на стенке скважины, например, самозаклинивающего типа. Положение сейсмопреобразователей одноименной компоненты в каждом контейнере в плане одинаково, они параллельны между собой и объединены в группу. Если используют в каждом контейнере сейсмопреобразователи только одной компоненты, что может быть необходимо для уменьшения конструктивного диаметра прибора, они размещаются под углом 35^о20^' к горизонту и одинаково ориентируются относительно своего параллелограммного механизма. Работает скважинный трехкомпонентный сейсмоприемник следующим образом. При вывешивании корпуса 2 на кабеле 1 груз 11 через кабель 10 перемещает ползун 6 к нижнему окончанию корпуса 2, вытягивая пружину 7. Через тяги 9 ползун 6 поворачивает все параллелограммные механизмы, образованные корпусом 2, рычагами 4 и контейнерами 5, так, что контейнеры перемещаются параллельно корпусу 2 и прижимаются к нему. В этом положении сейсмоприемник с грузом имеет минимальный диаметр и его опускают в скважину. По закреплении груза 11 на заданной глубине с помощью прижимного устройства производят напуск кабеля 1 с поверхности, в результате натяжение кабеля 10, на котором подвешен груз, ослабляется и под действием пружины 7 освобожденный от его веса ползун 6 перемещается вдоль оси прибора и через тяги 9 раздвигает контейнеры 5 до упора в стенку скважины, причем корпус 2 занимает центральное положение, соответствующее симметрии нагрузки на связующих звеньях. Увеличение эффективного диаметра сейсмоприемника при этом не нарушает параллельности контейнеров 5 и геометрического взаимного положения сейсмопреобразователей, образующих трехкомпонентный сейсмоприемник. Размещение сейсмопреобразователей компонент в трех контейнерах, уменьшение массы каждого контейнера, увеличение общей площади контакта сейсмоприемника со стенкой скважины создает псевдообъемный характер акустической связи скважинного трехкомпонентного сейсмоприемника со средой, т.е. пространственную симметрию его характеристики направленности, что снижает искажение колебаний прибора внутри среды, а это создает предпосылки для эффективного использования динамических характеристик волн и явления поляризации колебаний во внутренних точках среды в целях более полного изучения волновых процессов и, на основе их анализа, выявления зависимости поляризации колебаний от физических свойств изучаемого геологического разреза, наличия флюидов, зон АВПД (аномально высокого пластового давления) пористости, а также состояния конструкции скважины. Решение этих задач сейсмическими методами позволит сократить объемы бурения и снизит расходы на этапе поиска месторождений.

Формула изобретения

СКВАЖИННЫЙ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК, содержащий корпус, связанный с поверхностью кабелем, герметичные контейнеры с размещенными в них сейсмопреобразователями с осями максимальной чувствительности, ориентированными по трем разным направлениям, угол в плане между которыми составляет 120^o, а углы их наклона к горизонтальной оси 35^o20', и прижимное устройство, обеспечивающее закрепление прибора на стенке скважины с опорой в трех точках, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений динамических характеристик сейсмического волнового поля, сейсмопреобразователи размещены в трех автономных герметичных контейнерах, шарнирно прикреплены к корпусу с помощью параллелограммных механизмов с возможностью параллельного корпусу перемещения по радиусу скважины до прижима к ее стенке, каждый из которых соединен с приводом их перемещения, выполненным в виде размещенной на корпусе силовой пружины, связанной с элементами параллелограммных шарнирных механизмов всех контейнеров и обеспечивающей удаление контейнеров от корпуса по радиусам шарниров, а каждый контейнер соединен тягами с кабелем, на котором подвешен груз весом, превышающим усилие заневоленной пружины привода, и снабженный механизмом его закрепления на стенке скважины, причем в каждом контейнере находятся сейсмопреобразователи одноименной компоненты, одинаково ориентированные по отношению к собственной плоскости перемещения и объединенные электрическими связями в группу, а размеры, масса, материал, положение центра массы и поверхности прилегания к стенкам скважины у всех контейнеров одинаковы и симметричны относительно параллелограммных механизмов.

РИСУНКИ

Рисунок 1